腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞在胃癌中的研究進(jìn)展

李澤鋒，趙東兵

國家癌癥中心/國家腫瘤臨床醫(yī)學(xué)研究中心/中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院腫瘤醫(yī)院胰胃外科，北京 100021

胃癌是全球第六高發(fā)的惡性腫瘤。中國是胃癌高發(fā)區(qū)，胃癌的發(fā)病率和病死率在惡性腫瘤中均高居第三位。近年來，手術(shù)、化療、放療、分子靶向治療、免疫治療等多學(xué)科綜合治療使胃癌的5年生存率有了一定提高，但結(jié)果仍不令人滿意。在胃癌的發(fā)生發(fā)展過程中，腫瘤免疫微環(huán)境起了關(guān)鍵作用。其中，起源于外周血單核細(xì)胞的腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（tumor-associated macrophage，TAM）是腫瘤免疫微環(huán)境的重要組成部分，通常分為M1和M2兩種類型。M1促進(jìn)炎癥反應(yīng)，促進(jìn)輔助T細(xì)胞1（T help cell 1，Th1）免疫反應(yīng)，具有抗癌作用；M2是TAM的主要分型，可引起機(jī)體免疫耐受，加速腫瘤進(jìn)展。TAM在多種實體腫瘤中被證實具有抑制免疫監(jiān)管、促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移等作用，然而TAM在胃癌中的作用尚存爭議，其具體機(jī)制還沒有被完全闡明。本文將就TAM在胃癌中的分布、作用機(jī)制及其與胃癌預(yù)后的相關(guān)性進(jìn)行綜述，以期明確現(xiàn)階段TAM在胃癌中的爭議焦點以及其在未來可能的研究方向。

1 TAM在胃癌中的分布

在不同分型的胃癌中，TAM的浸潤程度不同。根據(jù)Lauren分型，腸型和彌漫型胃癌中總的TAM浸潤無差異，但M2在彌漫型胃癌中較腸型多。根據(jù)2014年癌癥基因組圖譜（The Cancer Genome Atlas，TCGA）胃癌分子分型，EB病毒陽性胃癌中M2浸潤最少，這可能是腸型、EB病毒陽性胃癌患者預(yù)后較好的原因之一。同時說明，在不同亞型胃癌的致病過程中，TAM扮演了不同角色，需要通過后續(xù)研究明確哪類胃癌患者能夠從靶向TAM的治療中獲益。除了分型上的差異外，發(fā)生轉(zhuǎn)移患者的胃癌組織中的TAM高于非轉(zhuǎn)移胃癌患者；發(fā)生腹膜轉(zhuǎn)移的胃癌患者腹膜中的M2數(shù)量較沒有腹膜轉(zhuǎn)移的胃癌患者多；胃癌浸潤邊緣的TAM比胃癌中心多。這些TAM分布上的差異提示了TAM可能在胃癌的浸潤和轉(zhuǎn)移中扮演了重要角色。

2 TAM在胃癌中的作用

2.1 胃癌細(xì)胞可以通過多種途徑招募巨噬細(xì)胞

胃癌細(xì)胞可以通過分泌C-C趨化因子配體2（C-C chemokine ligand 2，CCL2）、骨橋蛋白（osteopontin，OPN）直接招募TAM；也可以分泌白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-33作用于肥大細(xì)胞，使肥大細(xì)胞分泌IL-6、IL-13、CCL2、巨噬細(xì)胞集落刺激因子（macrophage colony stimulating factor，M-CSF）、巨噬細(xì)胞炎癥蛋白-1α（macrophage inflammatory protein-1 alpha，MIP-1α）、MIP1等間接招募TAM。

2.2 TAM的極化是影響胃癌進(jìn)展的關(guān)鍵步驟

巨噬細(xì)胞可通過經(jīng)典途徑信號通路干擾素調(diào)節(jié)因子（interferon regulatory factor，IRF）/干擾素（interferon，IFN）/信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子1（signal transduction and activator of transcription 1，STAT1）極化為 M1型；或通過 IL-10/STAT3、IL-4/STAT6信號通路極化為M2型。胃癌細(xì)胞能促進(jìn)巨噬細(xì)胞極化為M2型，還能使已經(jīng)極化為M1的巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化為M2型。胃癌細(xì)胞促進(jìn)巨噬細(xì)胞極化為M2的能力可能與其微環(huán)境中神經(jīng)-腫瘤腹側(cè)抗原 1（neuro-oncological ventral antigen 1，NOVA1）基因表達(dá)下降有關(guān)。NOVA1能與mRNA 3'端非翻譯區(qū)結(jié)合，增加mRNA穩(wěn)定性，在結(jié)腸癌中被證實與STAT3信號通路相關(guān)。除了胃癌細(xì)胞外，腹膜下成纖維細(xì)胞、胃癌源性的間充質(zhì)干細(xì)胞也會誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞極化為M2型。

越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，胃癌細(xì)胞與TAM的相互作用不僅局限于直接接觸、旁分泌，還能通過體循環(huán)在全身范圍發(fā)生，這提示胃癌在發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移前可能已使某些部位的巨噬細(xì)胞提前極化，建立供腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移的免疫耐受微環(huán)境（圖1）。Liu等給小鼠皮下注射胃癌細(xì)胞4周后發(fā)現(xiàn)，胃癌小鼠腹膜巨噬細(xì)胞比正常小鼠更多地表現(xiàn)為M2型巨噬細(xì)胞。

圖1 胃癌細(xì)胞招募、極化TAM示意圖

2.3 TAM促進(jìn)胃癌新生血管和淋巴管

凝血因子（Ⅲ、Ⅶa、Ⅻa）可以刺激M2分泌IL-4、IL-10、轉(zhuǎn)化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）等炎癥因子。同時，經(jīng)凝血因子激活的M2還可分泌血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）和基質(zhì)金屬蛋白酶 9（matrix metalloproteinase，MMP9）正反饋刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞繼續(xù)分泌凝血因子。M2和血管內(nèi)皮細(xì)胞相互作用促使胃癌血管新生。TAM還能提高軸突導(dǎo)向因子4D（semaphorin 4D，SEMA4D）表達(dá)、磷酸化激活表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）/蛋白激酶B（protein kinase B，PKB，又稱AKT）/細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）/STAT3信號通路促進(jìn)血管再生。除了促進(jìn)血管新生外，通過誘導(dǎo)淋巴上皮細(xì)胞發(fā)生表型和功能改變，TAM可刺激淋巴上皮細(xì)胞增殖，促進(jìn)淋巴管新生，使胃癌易于發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。

2.4 TAM促進(jìn)胃癌侵襲和遷移

TAM通過分泌含有miRNA-21、miRNA-223的外泌體至胃癌細(xì)胞，能夠下調(diào)胃癌細(xì)胞磷酸酶張力蛋白同源物（phosphatase and tensin homolog，PTEN）表達(dá)，激活磷脂酰肌醇-3-羥激酶（phosphatidylinositol 3-hydroxy kinase，PI3K）/AKT信號通路。胃癌細(xì)胞產(chǎn)生絲狀偽足，發(fā)生扭曲、增長等形態(tài)變化，胃癌細(xì)胞邊緣的肌動蛋白帶消失，細(xì)胞骨架重塑，易于運(yùn)動和遷移。

TAM可以通過誘導(dǎo)胃癌細(xì)胞發(fā)生上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）促進(jìn)胃癌轉(zhuǎn)移。TAM還可以通過分泌MMP9作用于PI3K/AKT/Snail通路促進(jìn)胃癌細(xì)胞EMT，從而促進(jìn)胃癌轉(zhuǎn)移。幽門螺桿菌（helicobacter pylori，HP）是胃癌的主要誘因之一，而HP的促癌作用也與TAM相關(guān)。HP感染的胃癌細(xì)胞可分泌含間充質(zhì)-上皮轉(zhuǎn)化因子的外泌體轉(zhuǎn)入TAM，通過AKT、促分裂原活化的蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）通路的聯(lián)合作用，促進(jìn)TAM分泌IL-1β，使胃癌細(xì)胞發(fā)生EMT，成為轉(zhuǎn)移的前提和基礎(chǔ)。

MMP家族可以破壞細(xì)胞外基質(zhì)，促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移，得到了越來越多的關(guān)注。TAM不僅可以直接分泌MMP2、MMP9促進(jìn)胃癌侵襲和轉(zhuǎn)移，還可以誘導(dǎo)胃癌細(xì)胞增加MMP表達(dá)。其主要機(jī)制是M2分泌殼多糖酶3樣蛋白1（chitinase 3-like protein 1，CHI3L1）激活胃癌細(xì)胞MAPK，上調(diào)了胃癌細(xì)胞中MMP的表達(dá)。Zhu等構(gòu)建胃癌細(xì)胞微型膠囊模型發(fā)現(xiàn)，胃癌細(xì)胞在與TAM共培養(yǎng)后，細(xì)胞內(nèi)的VEGF和增殖細(xì)胞核抗原（proliferating cell nuclear antigen，PCNA）表達(dá)增加，并且在培養(yǎng)基上清液中也檢測到了MMP2和MMP9的表達(dá)。VEGF除了可以促進(jìn)新生血管，低氧條件下的TAM還可以通過分泌VEGF激活胃癌細(xì)胞PI3K/AKT和p38通路，增強(qiáng)胃癌細(xì)胞的增殖和遷徙能力。值得一提的是，MMP7在HP感染的胃黏膜上皮細(xì)胞中起保護(hù)作用，MMP7表達(dá)下降會誘導(dǎo)TAM向M1極化，增強(qiáng)炎癥反應(yīng)，促使胃黏膜上皮細(xì)胞不典型增生。這提示MMP家族中不同分子在胃癌中發(fā)揮了不同的作用，TAM在不同分期的腫瘤中也會扮演不同角色，M1可能阻止了后期胃癌的進(jìn)展，但在前期則促進(jìn)了胃癌癌前病變。

2.5 免疫檢查點及表觀遺傳

TAM源性C-X-C趨化因子配體8（C-X-C chemokine ligand 8，CXCL8）可以誘導(dǎo)TAM表達(dá)PD-L1，從而抑制CD8T細(xì)胞功能。M1、M2均表達(dá)PD-L1，M2表達(dá)量較M1更高。Zhao等指出，M1可以通過釋放CXCL9、CXCL10、CXCL11招募CD8T細(xì)胞，但由于M1表達(dá)的PD-L1可與CD8T細(xì)胞表面PD-1結(jié)合，抑制CD8T細(xì)胞功能，招募來的CD8T細(xì)胞并不能有效殺傷腫瘤細(xì)胞。因此，M1高浸潤的胃癌患者或許是PD-1單抗免疫治療的潛在獲益人群。M2不僅能直接表達(dá)PD-L1，還能促進(jìn)胃癌細(xì)胞表達(dá)PD-L1從而促進(jìn)腫瘤進(jìn)展。TAM還可以通過影響表觀遺傳的方式促進(jìn)胃癌進(jìn)展。TAM通過分泌CCL5作用于胃癌細(xì)胞CCR5受體，激活JAK2/STAT3信號通路，上調(diào)DNA甲基轉(zhuǎn)移酶1（DNA methyltransferase 1，DNMT1），使凝溶膠蛋白（gelsolin，GSN）基因啟動子甲基化，GSN表達(dá)下降。GSN可影響肌動蛋白的聚合和解聚，能抑制腫瘤細(xì)胞生長和轉(zhuǎn)移。當(dāng)GSN表達(dá)下降時，胃癌進(jìn)展。

3 TAM與胃癌預(yù)后

TAM對胃癌預(yù)后的影響尚未有定論，多數(shù)研究者認(rèn)為M1浸潤提示預(yù)后好，M2浸潤提示預(yù)后差；由于M2在TAM中占比更高，因此TAM與生存時間通常呈負(fù)相關(guān)。M-CSF可招募外周血單核細(xì)胞，因此其在腫瘤組織中高表達(dá)通常預(yù)示預(yù)后不良。Taniyama等研究發(fā)現(xiàn)，TAM還是胃腺瘤進(jìn)展成胃癌的關(guān)鍵因子，在惡變組中的表達(dá)高于非惡變組。此外，有研究報道TAM浸潤少的胃癌患者對化療的反應(yīng)更加良好。這些發(fā)現(xiàn)意味著TAM在胃癌發(fā)生、發(fā)展及拮抗化療等多個階段發(fā)揮作用，可能成為判斷患者預(yù)后的標(biāo)志甚至潛在的治療靶點。

然而M2并不能簡單認(rèn)為是胃癌預(yù)后不良的標(biāo)志。有研究指出在印戒細(xì)胞癌和黏液腺癌中，M2高浸潤提示預(yù)后良好。在分子分型為高度微衛(wèi)星不穩(wěn)定（microsatellite instability-high，MSI-H）的晚期胃癌中，CD163M2是患者預(yù)后良好的獨立預(yù)測因子。CD163CD68CD206TAM（M2的一種亞型）大量存在于胃癌細(xì)胞附近時，患者預(yù)后較好。這些研究提示當(dāng)具體到某一種亞型的胃癌或?qū)2分型細(xì)化時，M2反而成為患者預(yù)后良好的標(biāo)志。因此，進(jìn)一步明確TAM在各種亞型胃癌患者中的作用是今后研究的方向。

4 TAM作為治療胃癌的潛在靶點

抑制TAM浸潤可以有效減緩腫瘤進(jìn)展，集落刺激因子1受體（macrophage colony stimulating factor 1 receptor，CSF1R）抑制劑培西達(dá)替尼（pexidartinib）在小鼠實驗中可以減少招募來的TAM，從而減少血管新生，減小腫瘤負(fù)荷。通過干擾TAM細(xì)胞代謝重塑也能減緩腫瘤進(jìn)展。二酰甘油酰基轉(zhuǎn)移酶（diacylglycerol acyltransferase 2，DGAT）抑制劑可減少TAM，阻止腫瘤進(jìn)展；雷帕霉素靶蛋白（mechanistic target of rapamycin kinase，MTOR）抑制劑可抑制線粒體有氧氧化，削弱TAM帶來的免疫耐受。抑制脂肪酸β氧化可以減弱TAM引起的化療抵抗。

此外，還有很多研究試圖通過定向誘導(dǎo)TAM極化阻止胃癌進(jìn)展。Zhuang等的研究發(fā)現(xiàn)，槐定堿通過 Toll樣受體 4（Toll-like receptors 4，TLR4）/IRF3軸促使TAM向M1極化，并可通過下調(diào)腫瘤免疫微環(huán)境中的CCR2表達(dá)抑制TAM浸潤。經(jīng)槐定堿處理過的TAM還可以促進(jìn)CD8T細(xì)胞增殖、增強(qiáng)其細(xì)胞毒功能進(jìn)而抗腫瘤。低劑量紫杉醇、甲硫氨酸腦啡肽（methionine enkephalin，MENK）也被證明可以增加M1極化，減少M(fèi)2極化。

通過作用于TAM分泌的促癌分子，MMP9抑制劑JNJ0966可以增強(qiáng)化療藥物奧沙利鉑、多柔比星的作用。萘酚吡喃（naphthopyranones）除了直接抑制胃癌細(xì)胞生長以外，還可以通過抑制TAM表達(dá)誘導(dǎo)一氧化氮合酶，進(jìn)而預(yù)防和治療HP感染，阻止胃癌進(jìn)展。在小鼠實驗中，抑制TAM表達(dá)天冬酰胺內(nèi)肽酶（legumain，LGMN）可抑制胃癌進(jìn)展。

5 小結(jié)與展望

作為腫瘤免疫微環(huán)境的重要組成部分，TAM對于胃癌的調(diào)節(jié)作用已被廣泛認(rèn)可，但其具體作用機(jī)制尚未完全闡明。雖然多數(shù)研究指出TAM可能與胃癌預(yù)后不佳相關(guān)，但也有研究得到相反的結(jié)論。目前對于TAM在胃癌中作用機(jī)制的研究主要還是集中在TAM促進(jìn)胃癌進(jìn)展這一單向上。造成這一現(xiàn)象可能是由于：①在不同分型、分期的胃癌中，TAM扮演了不同的角色；②不同實驗使用的TAM標(biāo)志不同，例如CD163和CD206同是M2標(biāo)志物，但可能代表了具有不同功能的TAM亞型；③M1和M2可以動態(tài)變化；④體外實驗大多通過定向誘導(dǎo)THP-1細(xì)胞系模擬體內(nèi)TAM，其作用和功能與體內(nèi)TAM可能存在差異。因此，需要通過后續(xù)研究獲得更精細(xì)的TAM分型，進(jìn)一步揭示TAM在不同亞型、不同分期胃癌中對預(yù)后的預(yù)測作用及作用機(jī)制，明確靶向TAM治療的適應(yīng)證和潛在獲益人群，以期其早日成為臨床治療靶點，改善胃癌患者的預(yù)后。