腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞在食管癌中的研究進(jìn)展*

陳雙雙，楊 瑩 綜述，鄭釗洋，劉紅春△ 審校

(1.河南中醫(yī)藥大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院，鄭州 450002；2.鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院檢驗(yàn)科 450052)

食管癌是目前全人類較為高發(fā)的一種消化系統(tǒng)惡性腫瘤，發(fā)病率位居全球第7位，病死率位列全球第6位[1]，5年生存率低至19%[2]，預(yù)后極差。中國是食管癌高發(fā)大國，且患者大多數(shù)表現(xiàn)為食管鱗狀細(xì)胞癌(esophageal squamous cell carcinoma,ESCC)這一病理學(xué)類型。腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移既受到自身無限增殖特性的影響，又與腫瘤微環(huán)境(tumor microenvironment,TME)發(fā)揮的促進(jìn)作用不可分割。腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(tumor-associated macrophages,TAMs)是TME中發(fā)揮關(guān)鍵作用且數(shù)量最為豐富的免疫細(xì)胞群，與臨床多種癌癥的不良預(yù)后息息相關(guān)[3]，但其在食管癌進(jìn)展中發(fā)揮的作用機(jī)制還未被完全闡明。因此，本文就食管癌TME中TAMs的來源和表型、TAMs促進(jìn)食管癌侵襲和轉(zhuǎn)移機(jī)制及針對TAMs進(jìn)行的靶向治療展開綜述。

1 TAMs的招募、極化和功能

現(xiàn)有研究表明，TME中的巨噬細(xì)胞主要來源于外周環(huán)境的單核細(xì)胞前體和組織特異性胚胎來源的駐留巨噬細(xì)胞[4]。CC基序趨化因子配體2(CC chemokine ligand 2,CCL2)是介導(dǎo)單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞招募至TME的關(guān)鍵趨化因子，CCL2 高表達(dá)與TAMs數(shù)量增多緊密關(guān)聯(lián)[5]。經(jīng)特異性物質(zhì)刺激后，TAMs可極化為經(jīng)典活化的M1巨噬細(xì)胞和替代活化的M2巨噬細(xì)胞。前者通常發(fā)揮促炎、抑癌功能而后者發(fā)揮抗炎、促瘤作用。在TME中，只有少量M1型巨噬細(xì)胞，而M2型巨噬細(xì)胞占70%，M2型巨噬細(xì)胞高表達(dá)通常意味著腫瘤發(fā)展及預(yù)后不良[6]。就2種表型啟動(dòng)的差異機(jī)制而言，M1型巨噬細(xì)胞行使抗腫瘤效應(yīng)，通過分泌白細(xì)胞介素-12(interleukin,IL-12)、IL-23、一氧化氮和活性氧等具有殺傷活性的分子物質(zhì)，以及IL-6和腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor α,TNF-α)等促炎細(xì)胞因子介導(dǎo)對腫瘤細(xì)胞的直接殺傷作用或抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用(antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC)將腫瘤細(xì)胞殺死；與之相反，M2型巨噬細(xì)胞發(fā)揮促腫瘤作用，通過分泌IL-10、基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)和轉(zhuǎn)化生長因子β(transforming growing factor β,TGF-β)等物質(zhì)抑制腫瘤免疫反應(yīng)，增強(qiáng)腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移。

2 TAMs促進(jìn)食管癌侵襲、轉(zhuǎn)移的機(jī)制

2.1 TAMs向M2型巨噬細(xì)胞極化

TME中的TAMs通常情況下默認(rèn)為極化的M2型[7]。研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤來源的轉(zhuǎn)錄因子叉頭框蛋白O1(forkhead box protein O1,FoxO1)通過對CCL20和集落刺激因子1(colony stimulating factor 1,CSF-1)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控進(jìn)而促進(jìn)巨噬細(xì)胞極化為M2型并浸潤到TME中，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞侵襲和遷移到鄰近正常組織或細(xì)胞[8]。免疫抑制因子纖維蛋白原樣蛋白2(fibrinogen-like protein 2,FGL2)同樣為一種促癌效應(yīng)物質(zhì)，其在TME中高表達(dá)通常導(dǎo)致食管癌患者生存率降低；究其原因，一方面M2型巨噬細(xì)胞通過分泌FGL2在TME中介導(dǎo)免疫抑制作用，另一方面浸潤的免疫細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞也能釋放FGL2并促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M2型極化，如此形成的致癌循環(huán)促進(jìn)食管癌不斷惡化[9]。此外，TME中代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生及積累與M2型巨噬細(xì)胞生成的關(guān)系不容忽視。一般來說，隨著腫瘤細(xì)胞持續(xù)生長代謝，TME中乳酸含量愈發(fā)增多。乳酸可通過激活ERK/信號傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3(STAT3)通路誘導(dǎo)M2型巨噬細(xì)胞產(chǎn)生，參與促腫瘤細(xì)胞生長、增殖和血管生成過程[10]。

2.2 TAMs促進(jìn)腫瘤細(xì)胞發(fā)生上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)

EMT是一種可將上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)換為間充質(zhì)細(xì)胞狀態(tài)的可逆性細(xì)胞程序，這一步驟的發(fā)生導(dǎo)致上皮細(xì)胞相關(guān)標(biāo)志物丟失，間皮細(xì)胞相關(guān)標(biāo)志物增加，有利于腫瘤細(xì)胞脫離原發(fā)病灶并向遠(yuǎn)處侵襲轉(zhuǎn)移[11]。越來越多的臨床研究表明，TAMs與EMT相互作用是促進(jìn)腫瘤發(fā)展和不良預(yù)后的關(guān)鍵因素。TAMs促進(jìn)腫瘤細(xì)胞發(fā)生EMT的主要方式是通過分泌相關(guān)信號分子、生長因子和MMP[12]。癌細(xì)胞分泌的細(xì)胞外囊泡(EV)中的微RNA(microRNA，miRNA)與EMT及巨噬細(xì)胞極化密切相關(guān)。例如，EC109或EC9706細(xì)胞分泌的EVs-miR-21-5p通過促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M2型極化提高EMT相關(guān)標(biāo)志物表達(dá)和侵襲、遷移水平促進(jìn)腫瘤進(jìn)展，而M2型巨噬細(xì)胞來源的EVs-miR-21-5p又能通過TGF-β/Smad2通路調(diào)節(jié)食管癌細(xì)胞中EMT相關(guān)基因的表達(dá)[13]。

2.3 TAMs參與腫瘤新生血管和淋巴管形成

TME中廣泛浸潤的TAMs因代謝需要可分泌大量血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、血小板衍生生長因子(platelet derived growth factor,PDGF)和TGF-β等物質(zhì)幫助構(gòu)建新生血管。多種具有促血管生成效應(yīng)的細(xì)胞因子相互作用可在時(shí)間和空間上增強(qiáng)血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖、基質(zhì)重塑和血管化[4]，為食管癌血行轉(zhuǎn)移提供前提條件。食管癌細(xì)胞中磷酸酶和張力素同源物(PTEN)的表達(dá)也能調(diào)節(jié)TAMs表型和腫瘤血管生成，當(dāng)PTEN表達(dá)下調(diào)時(shí)瘤細(xì)胞內(nèi)磷脂酰肌醇激酶(PI3K)/蛋白激酶B(AKT)通路被激活，M1型巨噬細(xì)胞極化為M2型；隨之發(fā)生的是血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲和管道構(gòu)建，微環(huán)境中VEGF表達(dá)水平增加，最終形成腫瘤血管[14]。另外，在惡性腫瘤轉(zhuǎn)移擴(kuò)散過程中，TAMs既能分泌MMP-9參與腫瘤組織內(nèi)新血管形成，又能以VEGF-C/VEGFR-3軸依賴性方式介導(dǎo)淋巴管生成，從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的淋巴轉(zhuǎn)移和擴(kuò)散，降低患者生存率[15]。

2.4 TAMs促進(jìn)免疫逃逸

在TME中，CD8+T細(xì)胞發(fā)揮抗腫瘤免疫的主導(dǎo)作用，而M2型巨噬細(xì)胞、癌癥相關(guān)成纖維細(xì)胞(cancer-associated fibroblasts，CAFs)和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞可對CD8+T細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤免疫應(yīng)答形成免疫屏障，阻礙其殺傷腫瘤細(xì)胞[16]。研究發(fā)現(xiàn)，程序性死亡受體-1(programmed death-1,PD-1)對由TAMs調(diào)控的食管癌細(xì)胞免疫逃逸起著十分重要的作用，PD-1/PD-L1通路介導(dǎo)的抗腫瘤免疫也是當(dāng)下人們研究和關(guān)注的重點(diǎn)。當(dāng)微環(huán)境中浸潤的TAMs極化為M2型后，便可經(jīng)PD-1/PD-L1通路消耗發(fā)揮特異性抗腫瘤效應(yīng)的CD8+T細(xì)胞使之?dāng)?shù)量減少，增加腫瘤細(xì)胞發(fā)生免疫逃逸的可能性[5]。另外，乳酸是糖酵解代謝過程的產(chǎn)物，越來越多的研究表明乳酸和腫瘤免疫逃逸的發(fā)生具有內(nèi)在聯(lián)系。用乳酸處理的THP-1細(xì)胞株與T細(xì)胞共培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)缺氧誘導(dǎo)因子1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)的表達(dá)水平顯著增加、巨噬細(xì)胞向M2型極化并上調(diào)PD-L1表達(dá)，進(jìn)而介導(dǎo)T細(xì)胞凋亡和腫瘤免疫逃逸的發(fā)生[17]。

3 TAMs作為抗腫瘤治療的靶點(diǎn)

3.1 促進(jìn)TAMs耗竭

TAMs作為直接影響腫瘤生物學(xué)行為的關(guān)鍵因子，其在TME中的存在和數(shù)量是免疫治療的重中之重。用脂質(zhì)體裝載的雙膦酸鹽類藥物是一種已知的較理想的抗腫瘤藥物，不僅能直接作用于TME中的TAMs使其數(shù)量減少，還能抑制血管生成因子的分泌[18]。由于CSF-1在巨噬細(xì)胞的增殖、分化和活性維持方面具有重要作用，對CSF1/CSF-1受體(CSF1R)信號傳導(dǎo)的抑制可導(dǎo)致很大一部分TAMs的凋亡[19]。研究發(fā)現(xiàn)，蛋白酪氨酸磷酸酶SHP2的變構(gòu)抑制劑RMC-4550通過衰減CSF1R信號能直接或選擇性地消耗M2型巨噬細(xì)胞數(shù)量，并通過一種獨(dú)立于CD8+T細(xì)胞或干擾素-γ(IFN-γ)的機(jī)制增加M1型巨噬細(xì)胞，以此誘導(dǎo)抗腫瘤免疫[20]。利用CSF1R抑制劑PLX5622(PLX)作用于小鼠腫瘤模型發(fā)現(xiàn)，TAMs數(shù)量顯著減少、CD8+T細(xì)胞數(shù)量和活性增加，TME得到明顯改善并重新塑造為促炎微環(huán)境[21]，證明消耗TAMs對抑制腫瘤進(jìn)展具有良好的應(yīng)用潛力。然而，最近研究表明，通過阻斷CSF1R的方式耗竭TAMs活性受腫瘤模型和治療時(shí)間的制約而區(qū)別較大，雖然抗CSF1R治療能使TAMs大量減少，但其對已建立腫瘤模型的小鼠發(fā)揮的抗腫瘤免疫效果差，若抗CSF1R能和腫瘤移植同步進(jìn)行，抗腫瘤免疫效應(yīng)將大大增強(qiáng)；另外，早期進(jìn)行抗CSF1R治療來耗竭TAMs相比于晚期治療更能增強(qiáng)CD8+T細(xì)胞抗腫瘤免疫的能力，腫瘤生長得到明顯抑制[22]。

3.2 抑制TAMs募集

TAMs浸潤時(shí)刻影響著腫瘤的進(jìn)展和預(yù)后，由于單核/巨噬細(xì)胞募集到TME中需要特定的信號分子介導(dǎo)，靶向抑制介導(dǎo)單核/巨噬細(xì)胞募集到腫瘤部位的相關(guān)通路或物質(zhì)是阻止TAMs浸潤的有效方法。CCL2/CCR2分子軸是介導(dǎo)單核/巨噬細(xì)胞系統(tǒng)形成TAMs的主要途徑；破壞CCL2/CCR2通路能顯著減少TME中TAMs的募集，從而抑制一些類型癌癥的不良預(yù)后[3]。如下調(diào)NT5DC2可通過抑制VEGF表達(dá)進(jìn)而降低CCL2/CCR2和AKT/NF-κB通路的激活，有效阻斷TAMs募集浸潤到TME中，使結(jié)直腸癌增殖、侵襲、遷移和腫瘤血管生成明顯減少[23]。此外，CAFs衍生的C-X-C基序趨化因子配體12 (CXCL12)可有效吸引單核細(xì)胞并促進(jìn)其極化為M2型巨噬細(xì)胞，阻斷CXCL12受體(CXCR4)后M2型巨噬細(xì)胞趨化性顯著降低，此成為抑制TAMs募集的又一手段[24]。國外一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，桑樹根皮二氯甲烷提取物MEMA既能通過抑制Src/FAK通路激活來阻止巨噬細(xì)胞向TME遷移和募集，又可以防止腫瘤細(xì)胞分泌纖溶酶原激活物抑制劑1(plasminogen activator inhibitor 1,PAI-1)，因此能夠明顯降低癌細(xì)胞誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞趨化性[25]。miR-148a也被證明具有廣泛抑制腫瘤細(xì)胞生物學(xué)行為的作用，不僅如此，miR148a還能通過靶向巨噬細(xì)胞信號調(diào)節(jié)蛋白α(SIRPα)減少TAMs募集，調(diào)節(jié)微環(huán)境發(fā)揮抗腫瘤作用[26]。

3.3 阻止M2型巨噬細(xì)胞極化

由于TME中大量存在的M2型巨噬細(xì)胞嚴(yán)重影響腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移，從源頭上抑制M2型巨噬細(xì)胞形成或許能為抗癌治療提供可靠保障。FBXW7作為E3泛素連接酶，可通過癌細(xì)胞中的泛素-蛋白酶體系統(tǒng)介導(dǎo)癌蛋白c-Myc降解來抑制巨噬細(xì)胞向M2型極化，從而阻礙腫瘤細(xì)胞生長和存活[27]。M2型巨噬細(xì)胞在活性氧產(chǎn)生和代謝方面與M1型巨噬細(xì)胞相比存在顯著差異，提示巨噬細(xì)胞的氧化還原狀態(tài)可能會影響巨噬細(xì)胞的極化方向。GRIESS等[28]在研究中使用的氧化還原活性藥物MnTE-2-PyP5+在一定程度上可通過降低STAT3的激活，選擇性抑制IL-4刺激的M2型巨噬細(xì)胞極化及促腫瘤功能，從而驗(yàn)證了上述觀點(diǎn)。STAT3和STAT6是參與腫瘤生長和轉(zhuǎn)移的重要轉(zhuǎn)錄因子，可通過不同方式誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向M2型極化；MEMA也能降低STAT3和STAT6磷酸化并抑制巨噬細(xì)胞向M2型極化，減弱癌細(xì)胞遷移能力從而發(fā)揮抗癌作用[25]。目前很多研究相繼表明miRNA對調(diào)節(jié)TAMs極化也發(fā)揮著重要作用，用miR-148a轉(zhuǎn)染M0巨噬細(xì)胞并誘導(dǎo)其極化發(fā)現(xiàn)，M2型相關(guān)標(biāo)志物表達(dá)水平與miR-148a呈負(fù)相關(guān)，抑制miR148a則M2型巨噬細(xì)胞標(biāo)志物CD206表達(dá)上調(diào)，表明miR-148a能有效抑制巨噬細(xì)胞極化為M2型[26]。

3.4 促進(jìn)TAMs復(fù)極化

M2型巨噬細(xì)胞在腫瘤進(jìn)展中發(fā)揮的強(qiáng)大促進(jìn)作用已在動(dòng)物模型上得到驗(yàn)證，鑒于TAMs具有較強(qiáng)的可塑性，逆轉(zhuǎn)TAMs表型使其向抗腫瘤免疫的M1型巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化是當(dāng)前值得投入的治療方案。一種利用超聲技術(shù)制備的納米復(fù)合物靶向M2型巨噬細(xì)胞可將其逆轉(zhuǎn)為M1巨噬細(xì)胞，進(jìn)而分泌炎癥細(xì)胞因子并逐漸抑制腫瘤血管生成；轉(zhuǎn)化后的M1型巨噬細(xì)胞繼續(xù)向T細(xì)胞遞呈抗原，活化T細(xì)胞分泌細(xì)胞因子引起自然殺傷(NK)細(xì)胞浸潤，發(fā)揮直接殺傷腫瘤細(xì)胞作用[29]。另外，泛素特異性蛋白酶7(ubiquitin-specific protease 7,USP7)是一種在M2型巨噬細(xì)胞中高表達(dá)而在M1型巨噬細(xì)胞中低表達(dá)的酶，使用USP7抑制劑特異性抑制USP7后可導(dǎo)致M2型巨噬細(xì)胞表型和功能改變，促進(jìn)M1型巨噬細(xì)胞和IFN-γ+CD8+T細(xì)胞的浸潤；USP7抑制劑還可增加腫瘤中PD-L1的表達(dá)，與抗PD-1聯(lián)合使用發(fā)揮有效的相同抑癌作用[30]。另有研究發(fā)現(xiàn)運(yùn)用單克隆抗體靶向腫瘤巨噬細(xì)胞上的清道夫識別受體MARCO，可使免疫抑制型TAMs轉(zhuǎn)變?yōu)榇傺仔蚑AMs，并招募和增加TNF相關(guān)的凋亡誘導(dǎo)配體(TNF-related apoptosis-inducing ligand,TRAIL)途徑誘導(dǎo)的NK細(xì)胞殺傷腫瘤[31]。最近，一種主要用來治療糖尿病的老藥二甲雙胍(Met)被發(fā)現(xiàn)能有效重塑TAMs，甘露糖修飾的巨噬細(xì)胞衍生微粒(Man-MPs)加載二甲雙胍(Met@Man-MP)靶向M2型巨噬細(xì)胞后使其復(fù)極化為M1型巨噬細(xì)胞，極大程度上抑制了腫瘤生長并明顯改善腫瘤免疫抑制性微環(huán)境[32]。

4 總 結(jié)

綜上所述，本文就TAMs在食管癌發(fā)生、發(fā)展、侵襲及轉(zhuǎn)移方面所發(fā)揮的作用做了簡要概述。TAMs調(diào)控食管癌的分子機(jī)制漸漸為人們所了解，但其與腫瘤細(xì)胞及其他免疫細(xì)胞之間的相互串?dāng)_仍有待探索。當(dāng)下對TAMs調(diào)控食管癌的機(jī)制研究主要停留在M2型巨噬細(xì)胞發(fā)揮的促瘤作用，有些報(bào)道指出M1型巨噬細(xì)胞也具有支持腫瘤發(fā)生和不良進(jìn)展的功能，這同樣值得進(jìn)一步討論和研究。目前，靶向TAMs展開治療日益成為具有獨(dú)特潛能的新方案，為抗癌領(lǐng)域的免疫療法提供了更多思考和可能性。然而，由于TME是個(gè)功能極其復(fù)雜的綜合網(wǎng)絡(luò)，作為TME眾多組成部分的其中之一，TAMs單獨(dú)靶向治療產(chǎn)生的效果可能只是短暫的；隨著TME的動(dòng)態(tài)演變，想要達(dá)到根治腫瘤的目的，不得不考慮TME中的其他因素?？傊?，伴隨腫瘤學(xué)科建設(shè)的蓬勃發(fā)展，圍繞TME的研究或能夠?yàn)槟[瘤治療開啟一扇新大門。