結(jié)直腸癌的治療：以腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞為靶點(diǎn)的新觀點(diǎn)

魏穎婷 綜述趙逵 審校

遵義醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院消化內(nèi)科，貴州遵義563000

結(jié)直腸癌(colorectal cancer，CRC)是全球最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一，有研究統(tǒng)計(jì)，有50%～75%的患者在診斷為CRC時(shí)已發(fā)生轉(zhuǎn)移[1]。隨著診斷和治療手段的提高，早期CRC患者預(yù)后較好，但晚期患者的預(yù)后仍不容樂(lè)觀[2]。近年來(lái)，新出現(xiàn)的證據(jù)表明，CRC細(xì)胞與其腫瘤微環(huán)境之間存在動(dòng)態(tài)的互相作用，腫瘤微環(huán)境中存在的腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(tumour-associated macrophages，TAM)可以刺激CRC的增殖、遷移、侵襲、血管生成和轉(zhuǎn)移，同時(shí)其也是腫瘤細(xì)胞放化療抵抗以及免疫學(xué)治療中不可或缺的因素[3-5]。本文就TAM在CRC治療方面的最新研究進(jìn)展做一綜述，旨在為CRC的臨床診療提供一定的理論依據(jù)。

1 TAM概述

TAM在傳統(tǒng)上分為M1和M2兩種極端的類(lèi)型。M1巨噬細(xì)胞又被稱(chēng)為經(jīng)典活化的巨噬細(xì)胞，其特征是產(chǎn)生抗原呈遞分子、淋巴細(xì)胞的共刺激受體以及表達(dá)誘導(dǎo)型一氧化氮合酶和一些促炎細(xì)胞因子(如IL-1β、IL-12、IL-6、IL-23和TNF-α)等細(xì)胞毒性物質(zhì)，同時(shí)表達(dá)趨化因子CXCL9和10，招募Th1和CTL，有較高的殺菌和殺瘤活性，在抵抗病原體感染、促炎和抑制腫瘤的先天適應(yīng)性免疫反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。M2巨噬細(xì)胞也被稱(chēng)為替代活化的巨噬細(xì)胞，可通過(guò)產(chǎn)生表皮生長(zhǎng)因子及成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子-1來(lái)促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展及生長(zhǎng)，同時(shí)產(chǎn)生血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A促進(jìn)血管生成和基質(zhì)金屬蛋白酶等促進(jìn)基質(zhì)重塑。此外，它也產(chǎn)生免疫調(diào)節(jié)因子如IL-10、IL-6和TGF-β1等來(lái)抑制免疫反應(yīng)，通過(guò)分泌趨化因子CXCL17、22和24等來(lái)招募Th2和Treg，具有抗炎的功能，可以促進(jìn)傷口愈合、血管生成和重塑，主要在組織修復(fù)、免疫抑制和促進(jìn)腫瘤進(jìn)展中發(fā)揮作用[6-8]。

2 TAM與CRC

目前發(fā)現(xiàn)與TAM極化的相關(guān)機(jī)制有NF-κB信號(hào)通路、STAT信號(hào)通路、IRF信號(hào)通路等[9]，而與CRC有關(guān)的細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路主要包括Wnt-β-catenin信號(hào)通路、Hedgehog信號(hào)通路、Notch信號(hào)通路、TGFβ-Smads信號(hào)通路、Jak-STAT信號(hào)通路、Ras-Raf-MAPK信號(hào)通路以及PI3K-Ak-mTOR信號(hào)通路等[10]。對(duì)TAM在CRC預(yù)后中的作用現(xiàn)仍存在一定的爭(zhēng)議，但目前已有許多研究表明，高水平的M2巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)與CRC患者的不良預(yù)后有關(guān)，而M1表型巨噬細(xì)胞的存在將有利于減少CRC細(xì)胞的生長(zhǎng)，且能給CRC患者帶來(lái)更好的預(yù)后[11-14]。

3 靶向調(diào)控TAM可參與治療CRC

TAM可以在某種刺激或誘導(dǎo)下從M1轉(zhuǎn)變?yōu)镸2，反之亦然，這賦予了巨噬細(xì)胞獨(dú)有的特性，決定了TAM與癌細(xì)胞之間的不確定關(guān)系，這種能力被稱(chēng)為巨噬細(xì)胞的可塑性[15-16]。利用這一特性，選擇性地將TAM培養(yǎng)或重新編程成腫瘤抑制表型可能是一種潛在治療CRC的新觀點(diǎn)。

3.1 M1巨噬細(xì)胞的吸引極化

3.1.1 抑制microRNA-21(miR-21)miR-21是哺乳動(dòng)物細(xì)胞中含量最豐富的microRNA之一。研究發(fā)現(xiàn)，JAK-STAT1途徑主要參與M1極化，腫瘤細(xì)胞刺激巨噬細(xì)胞miR-21的表達(dá)，直接下調(diào)STAT1，間接下調(diào)JAK2，通過(guò)抑制STAT1、JAK2和PDCD4的表達(dá)來(lái)抑制STAT1和NF-κB的激活，并防止抗腫瘤的M1極化[17]。在抑制miR-21的情況下，TAM中的STAT1和NF-κB都被激活，以驅(qū)動(dòng)殺瘤的M1極化。同時(shí)，該研究發(fā)現(xiàn)，miR-21的抑制在體內(nèi)或體外腫瘤細(xì)胞存在的情況下都可以促進(jìn)TAM極化成M1樣表型，提示miR-21抑制可能是靶向治療CRC的一種潛在方向。

3.1.2 促進(jìn)蛋白激酶Cα(PKCα)表達(dá)PKCα參與調(diào)節(jié)細(xì)胞周期進(jìn)程、黏附和轉(zhuǎn)化等多種細(xì)胞功能的信號(hào)通路。在腸道中，PKCα起著腫瘤抑制因子的作用[18]。CHENG等[19]發(fā)現(xiàn)，在高表達(dá)PKCα的腫瘤組織中能檢測(cè)到更多的M1巨噬細(xì)胞，同時(shí)，PKCα在腫瘤中的高表達(dá)與CRC患者更好的預(yù)后明顯相關(guān)，其機(jī)制為PKCα通過(guò)促進(jìn)MKK3和MKK6的磷酸化來(lái)靶向激活P38，從而促進(jìn)細(xì)胞因子IL-12和GM-CSF的表達(dá)和分泌，驅(qū)動(dòng)巨噬細(xì)胞向M1樣表型極化，以達(dá)到抑制CRC細(xì)胞增殖、促進(jìn)細(xì)胞凋亡的目的。

3.1.3 沉默Agpat4 Agpat4也被稱(chēng)為溶血磷脂酸酰基轉(zhuǎn)移酶δ，在巨噬細(xì)胞極化的過(guò)程中有調(diào)節(jié)作用。ZHANG等[20]認(rèn)為Agpat4是CRC細(xì)胞中溶血磷脂酸(LPA)的主要調(diào)節(jié)因子，Agpat4的沉默誘導(dǎo)了CRC細(xì)胞釋放LPA，并通過(guò)LPA受體1和3使巨噬細(xì)胞極化為M1樣表型，這種M1激活的特點(diǎn)是p38/p65信號(hào)增強(qiáng)和促炎細(xì)胞因子增加，同時(shí)LPA可誘導(dǎo)M1巨噬細(xì)胞依賴(lài)的CD4+和CD8+T細(xì)胞的浸潤(rùn)和激活，因此猜想Agpat4/LPA/p38/p65軸可能是臨床治療CRC的多個(gè)潛在靶點(diǎn)。

3.1.4 TBs溫控機(jī)器人和聚焦超聲治療KALYANI等[21]用生物素-鏈霉親和素化學(xué)方法將低溫敏感脂質(zhì)體(LTSL)附著在減毒沙門(mén)氏菌膜上，合成了載熱敏感脂質(zhì)體沙門(mén)氏菌(Termobots，TBs)，這是一種新型的溫控機(jī)器人，它能在CRC細(xì)胞內(nèi)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)附著在膜上的LTSL，以觸發(fā)阿霉素釋放，并在高強(qiáng)度聚焦超聲(HIFU)加熱(40℃～42℃)下將巨噬細(xì)胞極化為M1表型。使用沙門(mén)氏菌運(yùn)輸LTSL可提高腫瘤的靶向性、定位和最大耐受阿霉素劑量，不會(huì)引起嚴(yán)重的全身毒性，將TBs和HIFU加熱相結(jié)合，可以誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞相關(guān)的免疫變化，協(xié)同加強(qiáng)CRC化療。這一組合技術(shù)在CRC的治療中具有潛在的應(yīng)用前景。

3.2 抑制巨噬細(xì)胞聚集和M2極化

3.2.1 在腫瘤形成晚期使用氯膦酸鈉BADEER等[22]發(fā)現(xiàn)在腫瘤形成的晚期去除巨噬細(xì)胞可以有效地減少腫瘤的生長(zhǎng)，這個(gè)過(guò)程與腸組織中巨噬細(xì)胞標(biāo)志物和趨化因子的減少以及與CRC相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子的減少有關(guān)。他們通過(guò)使用化學(xué)誘導(dǎo)的AOM/DSS模型，發(fā)現(xiàn)在腫瘤發(fā)生的晚期使用氯膦酸鈉能使腫瘤數(shù)目減少約36%(特別是直徑大于1 mm的腫瘤)，選定的泛巨噬細(xì)胞標(biāo)記物F4/80、M1標(biāo)記物IL-6和M2標(biāo)記物IL-13、IL-10、CCL17的表達(dá)減少，強(qiáng)巨噬細(xì)胞趨化因子——單核細(xì)胞趨化蛋白-1的表達(dá)減少以及調(diào)節(jié)致癌過(guò)程的轉(zhuǎn)錄因子STAT3、p38和ERK的激活減少，猜測(cè)氯膦酸鈉有可能成為治療CRC的潛在新策略。

3.2.2 抑制表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)信號(hào)通路EGFR信號(hào)通路在60%～80%的CRC中過(guò)表達(dá)，可以促進(jìn)M1巨噬細(xì)胞向M2巨噬細(xì)胞的極化[23]?？笶GFR單克隆抗體西妥昔單抗和帕尼圖單抗已被批準(zhǔn)用于治療轉(zhuǎn)移性CRC[24]。研究發(fā)現(xiàn)，利用西妥昔單抗治療可抑制AOM/DSS小鼠模型Arg1、IL-10和IL-4 mRNA的表達(dá)，減少F4/80+/CD206+巨噬細(xì)胞數(shù)量，提示西妥昔單抗抑制巨噬細(xì)胞聚集和M2極化[25]。同時(shí)，經(jīng)EGFR基因敲除的結(jié)腸癌細(xì)胞條件培養(yǎng)液可抑制M2相關(guān)標(biāo)志物如Arg1、CCL17、CCL22、IL-10和IL-4的表達(dá)，并誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞表達(dá)M1相關(guān)標(biāo)志物如誘導(dǎo)型INOS、IL-12、TNF-α和CCR7。這些結(jié)果表明，抑制結(jié)腸癌細(xì)胞中EGFR信號(hào)可以阻止巨噬細(xì)胞M1到M2樣極化，從而抑制癌細(xì)胞的生長(zhǎng)。

3.2.3 促進(jìn)蛋白激酶N2(PKN2)的表達(dá)PKN2參與腫瘤細(xì)胞的遷移、侵襲和凋亡。研究表明，PKN2在結(jié)腸癌中起腫瘤抑制因子的作用，PKN2通過(guò)抑制結(jié)腸癌細(xì)胞IL4和IL10的表達(dá)和分泌而抑制M2極化，其機(jī)制可能為PKN2通過(guò)抑制ERK1/2的磷酸化來(lái)抑制IL4和IL10的表達(dá)[26]。在PKN2高表達(dá)的腫瘤組織中，M1巨噬細(xì)胞明顯增多，而在PKN2低表達(dá)的腫瘤組織中，M2巨噬細(xì)胞的數(shù)量顯著增加，提示腫瘤中PKN2表達(dá)越高，預(yù)后越好。

3.2.4 拮抗血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體-2(VEGFR-2)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)通過(guò)促進(jìn)血管生成從而促進(jìn)腫瘤進(jìn)展。在VEGF家族中，VEGF-A被認(rèn)為是最有效的血管生成誘導(dǎo)劑，VEGF-A結(jié)合并激活VEGFR-1和VEGFR-2，但一般認(rèn)為VEGF-A/VEGFR-2通路是推動(dòng)血管生成的主軸[27-28]。四肽Arg-Leu-Tyr-Glu(RLYE)是一種新型的VEGFR-2拮抗劑，有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，在CRC小鼠模型中，通過(guò)將RLYE的N-末端乙?；?Ac-RLYE)，可顯著提高其在血清中的穩(wěn)定性，更有效地抑制腫瘤血管的生成和生長(zhǎng)，并且通過(guò)增強(qiáng)腫瘤血管的內(nèi)皮細(xì)胞連接和周細(xì)胞覆蓋，改善血管的完整性和正?；柚咕奘杉?xì)胞向腫瘤的浸潤(rùn)，并阻止巨噬細(xì)胞向M2表型的極化[29]。此外，Ac-RLYE與化療藥物伊立替康(CPT-11)聯(lián)合治療，通過(guò)改善藥物進(jìn)入腫瘤的灌注和輸送，并刺激TAM向免疫刺激的M1樣抗腫瘤表型的轉(zhuǎn)化，可協(xié)同增強(qiáng)其抗腫瘤效果。該研究結(jié)果證明Ac-RLYE可以作為一種潛在的VEGFR-2拮抗劑而用于抗血管生成腫瘤治療以及增強(qiáng)化療藥物的輸送和療效。

3.2.5 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練除了上述藥物作用影響巨噬細(xì)胞的極化之外，MCCLELLAN等[30]觀察了運(yùn)動(dòng)對(duì)小鼠腸道腫瘤形成模型中巨噬細(xì)胞亞群相關(guān)標(biāo)志物表達(dá)的影響及與息肉特征的關(guān)系。他們使用了ApcMin/+小鼠，將其隨機(jī)分為靜坐(SED)和運(yùn)動(dòng)(EX)兩組，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，EX組巨噬細(xì)胞通用標(biāo)志物F4/80mRNA表達(dá)明顯降低，M2巨噬細(xì)胞相關(guān)標(biāo)志物CD206、CCL22和Arg的mRNA表達(dá)降低，CCL17有降低趨勢(shì)，M1巨噬細(xì)胞相關(guān)標(biāo)記物IL-12表達(dá)也降低，但I(xiàn)L-23和NOS2沒(méi)有變化。同時(shí)，EX組的大息肉數(shù)量比SED組少48%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但在小息肉和中型息肉的數(shù)量上沒(méi)有顯著差異。該實(shí)驗(yàn)提供了關(guān)于免疫調(diào)節(jié)的重要新信息，提示運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可能通過(guò)影響TAM從而延緩CRC的進(jìn)展。

3.3 M2巨噬細(xì)胞的重新編程

3.3.1 拮抗EP4受體前列腺素E2(PGE2)是腫瘤細(xì)胞分泌的維持免疫抑制腫瘤微環(huán)境的重要調(diào)節(jié)因子，是參與CRC發(fā)病的主要前列腺素。EP4是PGE2的受體亞型之一，在髓系細(xì)胞中高水平表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn)，Ep4拮抗劑降低了ApcMin/+小鼠腺瘤中ERK和PI3K-AKT-mTOR信號(hào)通路活性，抑制了M2表型標(biāo)志的Arg-1mRNA和蛋白的表達(dá)，相反，作為M1表型標(biāo)志的iNOSmRNA和蛋白水平都隨著EP4的拮抗而增加，同時(shí)腺瘤數(shù)量和大小均受到明顯抑制[31]。也就是說(shuō)，EP4受體的抑制可使巨噬細(xì)胞由促腫瘤M2表型向抗腫瘤M1表型發(fā)生轉(zhuǎn)變，提示髓系細(xì)胞EP4受體在大腸癌發(fā)生中的重要調(diào)控作用，并確定EP4受體可能是預(yù)防或治療CRC的潛在靶點(diǎn)。

3.3.2 靶向NF-κB誘騙轉(zhuǎn)染由于NF-κB是巨噬細(xì)胞極化的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，KONO等[32]開(kāi)發(fā)了一種體內(nèi)TAM靶向遞送系統(tǒng)，該系統(tǒng)將甘露糖修飾的泡沫脂質(zhì)體/NF-κB誘餌復(fù)合物(Man-PEG泡沫脂復(fù)合物)與超聲(US)照射相結(jié)合。實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示，與對(duì)照組相比，經(jīng)NF-κB誘騙轉(zhuǎn)染和超聲照射后，TAM中VEGF、MMP-9和精氨酸酶的mRNA水平顯著降低，Th2細(xì)胞因子IL-10水平減低，Th1細(xì)胞因子IL-1β、TNF-α和IL-6水平升高，最重要的是，TAM靶向NF-κB誘騙轉(zhuǎn)染抑制了小鼠腫瘤的生長(zhǎng)并延長(zhǎng)了存活率。因此，TAM靶向NF-κB誘騙轉(zhuǎn)染可能是一種有效的基于TAM表型從M2向M1轉(zhuǎn)化的抗癌治療方法。

3.3.3 激動(dòng)共刺激表面受體CD40抗原特異性T細(xì)胞對(duì)抗原的有效識(shí)別依賴(lài)于特殊的抗原提呈細(xì)胞(APC)的存在，如B細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞。APC通常表達(dá)共刺激表面受體CD40，它是連接天然免疫和獲得性免疫的重要免疫細(xì)胞通訊介質(zhì)。CD40L是CD40配體的其中一種，屬于TNF超家族成員，是免疫系統(tǒng)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。MERZ等[33]開(kāi)發(fā)了一種六價(jià)受體激動(dòng)劑HERA-CD40L，它是一種有效的CD40激動(dòng)劑，經(jīng)它處理后的B細(xì)胞，NF-κB信號(hào)可以被強(qiáng)烈激活。將單核細(xì)胞暴露于HERA-CD40L中，可導(dǎo)致強(qiáng)大的APC的成熟，并將巨噬細(xì)胞的平衡從促腫瘤的M2型轉(zhuǎn)變?yōu)橹С諸細(xì)胞增殖的抗腫瘤的M1表型，且其作用呈劑量依賴(lài)性。因此，通過(guò)該途徑靶向操控TAM對(duì)于開(kāi)發(fā)新的抗人CRC免疫治療策略可能具有重要意義。

3.3.4 地塞米松(DEX)的使用DEX已被證明通過(guò)抑制絲裂原活化蛋白激酶p38來(lái)破壞COX-2mRNA的穩(wěn)定，從而發(fā)揮其抗炎作用[34]。有學(xué)者研究合成了氧化還原和pH雙重敏感的多肽-地塞米松偶聯(lián)物(L-SS-DEX)，極大地促進(jìn)了DEX在腫瘤組織內(nèi)的蓄積[35]。在小鼠CRC模型中，經(jīng)L-SS-DEX治療后，M1型巨噬細(xì)胞和M1/M2比值增加，意味著腫瘤正從促腫瘤炎癥狀態(tài)向抑瘤炎癥狀態(tài)轉(zhuǎn)變，同時(shí)，L-SS-DEX治療組的Th1型細(xì)胞因子IFN-γ和TNF-α的表達(dá)均高于其他組，Th2型細(xì)胞因子IL-10的表達(dá)在治療后明顯降低，而其他治療組無(wú)此作用，猜測(cè)DEX可通過(guò)降低COX-2的表達(dá)而有利于緩解免疫抑制的腫瘤微環(huán)境。

3.3.5 抑制GTP環(huán)水解酶(GCH1)GCH1是產(chǎn)生必需酶輔因子四氫生物蝶呤(BH4)的關(guān)鍵酶。新喋呤是四氫生物蝶呤(BH4)從頭合成的副產(chǎn)物，反映了BH4合成級(jí)聯(lián)反應(yīng)中限速酶GCH1的活性。新喋呤在晚期癌癥中增加，并被用作癌癥生物標(biāo)記物，表明病理上增加的GCH1活性可能會(huì)促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)。PICKERT等[36]發(fā)現(xiàn)，GCH1抑制劑的治療使TAM的表型從促血管生成的M2向M1轉(zhuǎn)變，表現(xiàn)為血漿趨化因子譜向包括CXCL10和RANTES在內(nèi)的腫瘤攻擊性趨化因子的轉(zhuǎn)變，提示抑制GCH1活性可能會(huì)在腫瘤治療中發(fā)揮作用。

3.3.6 抑制環(huán)氧合酶-2(COX-2)COX-2是一種炎性應(yīng)激激酶，催化形成PGE2，發(fā)揮腫瘤免疫逃避的作用。研究發(fā)現(xiàn)，ApcMin/+小鼠息肉中TAM的浸潤(rùn)偏向具有交替激活的M2表型，并且息肉的細(xì)胞因子環(huán)境以Th2為主[37]。選擇性COX-2抑制劑塞來(lái)昔布以IFN-γ依賴(lài)的方式，使ApcMin/+小鼠息肉中的M2 TAM向M1傾斜，并且使COX-2依賴(lài)的ApcMin/+小鼠息肉數(shù)量減少，證明了COX-2抑制劑可通過(guò)重新編程TAM的表型而減少ApcMin/+小鼠的腸腺瘤數(shù)量和大小。

4 小結(jié)

TAM根據(jù)激活方式的不同，既可攻擊腫瘤細(xì)胞維持抗腫瘤免疫，也可作為腫瘤促進(jìn)劑引起免疫抑制，它們通過(guò)調(diào)節(jié)腫瘤生長(zhǎng)、獲得性免疫、間質(zhì)形成和血管生成來(lái)左右腫瘤的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移。對(duì)CRC與TAM之間相互作用的研究及靶向調(diào)控TAM表型的表達(dá)可能有助于CRC的治療進(jìn)展。本綜述總結(jié)了近年有關(guān)于調(diào)控TAM表型的科學(xué)研究方法，希望能為新型抗癌藥物的研制提供一定的理論支持。