腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞在甲狀腺癌中的研究進(jìn)展

郜小妮，戴孟橋，李佳根，劉梅玉，謝 洋，劉家鋒，應(yīng) 勇，曾祥泰，4

（1. 贛南醫(yī)學(xué)院第一臨床醫(yī)學(xué)院；2. 贛南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院甲狀腺疝外科；3. 贛南醫(yī)學(xué)院甲狀腺疾病研究所；4. 贛州市甲狀腺腫瘤重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 贛州 341000）

甲狀腺癌是最常見的內(nèi)分泌系統(tǒng)腫瘤，已成為近年來發(fā)病率增長(zhǎng)最快的惡性腫瘤[1］。大部分甲狀腺癌患者通過手術(shù)和藥物治療后有較高的生存率，但仍有10%的患者出現(xiàn)復(fù)發(fā)侵襲，5%的患者出現(xiàn)遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移[2］。甲狀腺癌中腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（Tumor-associated macrophages，TAMs）以M2 極化的巨噬細(xì)胞為主，為腫瘤生長(zhǎng)、存活和血管生成提供了良好的腫瘤微環(huán)境。包括甲狀腺癌在內(nèi)的多種腫瘤的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，高密度TAMs 與腫瘤的不良預(yù)后相關(guān)[3］。本文就TAMs 在甲狀腺癌中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 TAMs的起源和可塑性

巨噬細(xì)胞是先天性免疫細(xì)胞，在器官發(fā)育、免疫監(jiān)測(cè)、穩(wěn)態(tài)和組織生長(zhǎng)中發(fā)揮重要作用。骨髓祖細(xì)胞受到細(xì)胞因子作用發(fā)育成前體單核細(xì)胞，再由前體單核細(xì)胞發(fā)育成單核細(xì)胞，并不斷進(jìn)入血液移行全身，最后發(fā)育成熟為巨噬細(xì)胞[4］。有研究[5］表明，單核細(xì)胞來源的TAMs 可以通過外周募集不斷增多，另外一部分TAMs 來自駐留在局部組織中的巨噬細(xì)胞，通過原位增殖的方式在局部聚集。

巨噬細(xì)胞具有多變的可塑性，不同的微環(huán)境下，可分化為具有不同生物功能的兩種亞群：經(jīng)典激活的巨噬細(xì)胞（M1）和旁路激活的巨噬細(xì)胞（M2）。M1 受干擾素、腫瘤壞死因子α（Tumor necrosis factor α，TNF-α）、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子和脂多糖等刺激活化，產(chǎn)生促炎因子，如白細(xì)胞介素6（Interleukin-6，IL-6）、IL-12、IL-23，參與炎癥反應(yīng)及抗腫瘤作用。M2受IL-4、IL-13、IL-10及免疫復(fù)合物等刺激活化，表達(dá)精氨酸酶1、甘露糖受體與IL-4 受體α，主要參與免疫調(diào)節(jié)、抑制炎癥、組織修復(fù)及腫瘤進(jìn)展[6］。腫瘤微環(huán)境誘導(dǎo)腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞的M2/M1極化，在大多數(shù)癌癥中，高比例的M2/M1與患者臨床預(yù)后不良密切相關(guān)[7］。STEMPIN C C等[8］發(fā)現(xiàn)，將未分化甲狀腺癌（Anaplastic thyroid cancer，ATC）細(xì)胞與人單核細(xì)胞共培養(yǎng)，所誘導(dǎo)分泌的TIM3 能夠使M2 腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞的標(biāo)志物及IL-6 表達(dá)升高，說明TIM3 促使M2 腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞的極化，并誘導(dǎo)腫瘤增殖及遷移。TAMs有促進(jìn)腫瘤發(fā)生、誘導(dǎo)血管生成、侵襲轉(zhuǎn)移以及抑制抗腫瘤免疫的作用，其主要作用機(jī)制有兩個(gè)方面：一是TAMs 產(chǎn)生生長(zhǎng)因子和趨化因子來介導(dǎo)其腫瘤發(fā)生；二是癌細(xì)胞通過釋放集落刺激因子、粒細(xì)胞-單核細(xì)胞、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子或趨化因子來招募TAMs[9］。因此將TAMs 作為腫瘤治療的潛在靶點(diǎn)具有很大的前景。

2 TAMs在甲狀腺癌進(jìn)展中的作用

2.1 促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖TAMs 密度與腫瘤細(xì)胞浸潤密切相關(guān)，且其在促進(jìn)甲狀腺癌細(xì)胞增殖中扮演著重要角色，通過分泌多種信號(hào)分子參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展。KIM B H[10］研究了36例伴有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的乳頭狀甲狀腺癌（Papillary thyroid cancer，PTC）患者，用抗CD68 抗體進(jìn)行免疫組織化學(xué)染色，發(fā)現(xiàn)CD68+TAMs高密度組的原發(fā)性腫瘤比低密度組大，說明TAMs 密度越高，腫瘤越大。TAMs 主要通過分泌各種信號(hào)分子促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖，RYDER M等[11］研究發(fā)現(xiàn)，使用CSF-1 或c-FMS/CSF-1R 激酶抑制劑作用于BRAF（V600E）誘導(dǎo)的PTC 突變小鼠，TAMs招募明顯減少，腫瘤體積也隨之減小，說明此激酶抑制劑抑制了腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)，提示TAMs 在甲狀腺癌中有促進(jìn)腫瘤增殖的作用。

2.2 誘導(dǎo)腫瘤血管生成腫瘤血管生成的刺激可促進(jìn)實(shí)體腫瘤生長(zhǎng)，而TAMs 可以誘導(dǎo)腫瘤血管生成[12］。在腫瘤的缺氧區(qū)域募集TAMs 并分泌多種細(xì)胞因子可促進(jìn)腫瘤血管生成，如血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A（Vascular endothelial growth factor A，VEGF-A）、趨 化 因 子 配 體16（CXC chemokine ligand 16，CXCL16）、TGF-β、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子2 等[13］。SALAJEGHEH A 等[14］發(fā)現(xiàn)，VEGF-A 在ATC 組織中表達(dá)上調(diào)，說明VEGF-A 有可能成為阻斷ATC 中TAMs 招募的潛在靶點(diǎn)。CXCL16 是一種促血管生成因子，由癌細(xì)胞、巨噬細(xì)胞或成纖維細(xì)胞等基質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生，可誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞極化為M2 TAMs，且可在體外誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞血管生成。KIM M J 等[15］發(fā)現(xiàn)，在載有巨噬細(xì)胞的異種移植腫瘤模型中阻斷CXCL16，可有效抑制甲狀腺癌的血管生成，從而抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)。

2.3 參與腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移TAMs在腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移中起關(guān)鍵作用，TAMs高密度浸潤與腫瘤的侵襲能力呈正相關(guān)。CHO J W 等[16］發(fā)現(xiàn)，CD68+TAMs 表達(dá)隨甲狀腺腫瘤侵襲性的增加而增加，且在低分化甲狀腺癌和ATC 患者中表達(dá)較高。TAMs 可分泌金屬蛋白酶如MMP-2、MMP-7、MMP-9、MMP-12 等，進(jìn)而增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的侵襲能力。KABASAWA T 等[17］發(fā)現(xiàn)，MMP-2 mRNA 在PTC 非腫瘤性基質(zhì)細(xì)胞和癌細(xì)胞中均有表達(dá)，雙重免疫熒光染色證實(shí)M2 TAMs 陽性；PTC 腫瘤邊界內(nèi)淋巴管周圍的M2 TAMs 可能與癌細(xì)胞的淋巴侵襲有關(guān)。此外，也有相關(guān)腫瘤的研究表明，TAMs 可通過分泌具有激活上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化功能的細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子阻斷抗腫瘤免疫，從而增強(qiáng)侵襲轉(zhuǎn)移能力[18］，然而在甲狀腺癌中未見報(bào)道。

2.4 與其他腫瘤免疫細(xì)胞的相互作用中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞是實(shí)體瘤中浸潤最豐富的免疫細(xì)胞，浸潤的中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞之間相互作用于腫瘤細(xì)胞，可促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移[19］。在乳腺癌模型中研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤會(huì)不均衡地招募腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞（Tumor associated neutrophils，TANs）或TAMs，并且觀察到TANs 和TAMs 之間互相排斥，當(dāng)其中一個(gè)被消耗時(shí)，另一個(gè)則被上調(diào)[20］。ONUMA A E 等[21］對(duì)42 種分化型甲狀腺癌（Differentiated thyroid cancer，DTC）組織進(jìn)行TAMs 和TANs 的免疫組化標(biāo)記染色，并對(duì)這些患者術(shù)前血液樣本的細(xì)胞因子水平進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)TAMs 和TANs 的表達(dá)與腫瘤大小、有無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、多灶性腫瘤、淋巴血管浸潤和BRAF V600E 突變均無關(guān)。無論是TANs 密度還是TAMs密度均與腫瘤患者無復(fù)發(fā)生存率（Recurrence free survival，RFS）無關(guān)，而當(dāng)結(jié)合兩種標(biāo)記物評(píng)分時(shí)，TTAMs+/TANs-患者的RFS 顯著降低，且其血清IL-12p70、IL-8、TNF-α 和TNF-β 水平顯著降低，說明高密度TAMs 伴無TANs 與患者不良預(yù)后密切相關(guān)。因此，腫瘤組織中存在的多種免疫細(xì)胞之間不僅可以發(fā)生相互作用，甚至還可以作為預(yù)測(cè)DTC 不良預(yù)后的參數(shù)。

2.5 TAMs 的代謝變化腫瘤細(xì)胞代謝可調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的分化、動(dòng)員、表型極化和功能，而巨噬細(xì)胞的代謝變化可對(duì)腫瘤細(xì)胞的免疫功能產(chǎn)生直接影響[22］。腫瘤細(xì)胞分泌的乳酸是糖酵解的最終代謝產(chǎn)物，可作為促進(jìn)炎癥反應(yīng)和免疫抑制的介質(zhì)促進(jìn)腫瘤進(jìn)展，并將巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化為M2 型巨噬細(xì)胞。ARTS R J等[23］研究發(fā)現(xiàn)，TC誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞的重編程依賴于AKT/mTOR 通路的激活，而乳酸可通過AKT1/mTOR 依賴的有氧糖酵解誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞中細(xì)胞因子產(chǎn)生增多。因此可將靶向乳酸相關(guān)信號(hào)通路作為一種新的抗腫瘤策略。另有研究[24］表明，在高密度巨噬細(xì)胞浸潤相關(guān)甲狀腺腫瘤模型中，腫瘤誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞脂質(zhì)生物合成增強(qiáng)，并表現(xiàn)出多種促腫瘤功能，而抑制脂質(zhì)生物合成可逆轉(zhuǎn)這種功能，表明脂質(zhì)生物合成是腫瘤誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞的一個(gè)重要代謝特征。因此預(yù)測(cè)通過重新設(shè)計(jì)惡性腫瘤中的代謝程序來靶向巨噬細(xì)胞將是一個(gè)新的治療方向。

3 TAMs在甲狀腺癌中的調(diào)控通路

3.1 抑制CSF-1/CSF-1R 通路集落刺激因子-1（Colony stimulating factor-1，CSF-1）是大多數(shù)巨噬細(xì)胞的主要調(diào)節(jié)因子，在多種腫瘤招募單核細(xì)胞中發(fā)揮重要作用。CSF-1 受體（colony stimulating factor-1 receptor，CSF-1R）屬于Ⅲ型蛋白酪氨酸激酶受體家族，在TAMs 中高表達(dá)，與CSF-1 結(jié)合可誘導(dǎo)受體同源二聚化并隨后激活受體信號(hào)傳導(dǎo)[25］。相關(guān)研究[26］表明，在多種類型腫瘤中，CSF-1R+巨噬細(xì)胞與腫瘤的低生存率相關(guān)，抑制CSF-1/CSF-1R 信號(hào)通路可作為一種耗竭或重新極化巨噬細(xì)胞的方法。且在早期臨床研究中，CSF-1R 激酶抑制劑已表現(xiàn)出良好的抑制腫瘤作用。RYDER M 等[11］用CSF-1R激酶抑制劑治療BRAF（V600E）突變的PTC小鼠，阻斷了CSF-1/CSF-1R 通路，減少了TAMs 募集，抑制了甲狀腺腫瘤增殖。因此，特異性阻斷CSF-1/CSF-1R 通路，降低了M2 型巨噬細(xì)胞的極化、募集，可作為靶向TAMs的有效治療方法。

3.2 阻斷CD47/信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白α（Signal regulatory protein α，SIRPα）信號(hào)通路CD47 是一種免疫球蛋白家族成員，在多種癌細(xì)胞表面過表達(dá)，通過與巨噬細(xì)胞上的SIRPα 結(jié)合，從而阻止巨噬細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的吞噬作用，因而被稱為“不要吃我”的信號(hào)[27］。阻斷CD47 可增強(qiáng)TAMs 對(duì)腫瘤細(xì)胞的吞噬作用，提高小鼠的存活率。CD47單克隆抗體療法已在多項(xiàng)動(dòng)物研究中證明有效，SCHURCH C M 等[28］發(fā)現(xiàn)，在人體ATC 樣本中，可見TAMs 浸潤，同時(shí)有CD47、PD-1和PD-L1表達(dá)。此外，通過阻斷CD47或應(yīng)用CD47 抗體，可增加TAMs 的密度，增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的吞噬作用，抑制腫瘤生長(zhǎng)。因此，CD47 靶向抑制劑或CD47 聯(lián)合PD-1 的靶向治療有望成為改善ATC患者預(yù)后的一種治療策略。

3.3 抑制Wnt/β-catenin 通路Wnt信號(hào)通路是一種高度保守的通路，參與胚胎發(fā)育、細(xì)胞遷移和細(xì)胞增殖等重要過程。近年來，有證據(jù)表明巨噬細(xì)胞上存在Wnt配體，Wnt配體像多種可溶性因子一樣，在腫瘤細(xì)胞和巨噬細(xì)胞相互作用中扮演了非常重要的角色[29］。Lü J等[30］發(fā)現(xiàn)，將TC細(xì)胞與M2 TAMs共培養(yǎng)后，上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（Epithelial-mesenchymal transitions，EMT）、增殖相關(guān)蛋白以及Wnt1 和Wnt3a水平升高，而下調(diào)或阻斷Wnt1或Wnt3a可抑制Wnt/β-catenin 信號(hào)通路，同時(shí)抑制共培養(yǎng)腫瘤細(xì)胞的EMT 和增殖相關(guān)信號(hào)。Lü J 等[31］另外一項(xiàng)研究證實(shí)，使用唑來膦酸可阻斷M2 型腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞誘導(dǎo)的Wnt/β-catenin 通路，抑制甲狀腺癌的增殖和轉(zhuǎn)移。

3.4 抑制磷脂酰肌醇3-激酶（Phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）/蛋 白激 酶B（Protein kinases B，AKT）/哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（Mammalian target of rapamycin，mTOR）通 路PI3K/AKT/mTOR 通路對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)、凋亡和代謝有重要影響，且在多種腫瘤中發(fā)揮重要調(diào)控作用。ZHOU J 等[32］研究發(fā)現(xiàn)，PI3K/AKT/mTOR 通路激活可將巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化為M2 TAMs，促進(jìn)腫瘤增殖。在甲狀腺癌中，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)M2 TAMs 分泌的胰島素樣生長(zhǎng)因子（Insulin-like growth factor，IGF）通過激活I(lǐng)R-A/IGF-1R 介導(dǎo)的PI3K/AKT/mTOR 信號(hào)通路促進(jìn)ATC 腫瘤進(jìn)展，而阻斷PI3K/AKT 信號(hào)通路可以抑制M2 TAMs誘導(dǎo)的ATC 細(xì)胞侵襲[33］。PI3K/AKT/mTOR 信號(hào)通路在甲狀腺癌中調(diào)控TAMs 研究較少，調(diào)控機(jī)制也不明確，因此甲狀腺癌中PI3K/AKT/mTOR 信號(hào)通路與TAMs誘導(dǎo)分化的關(guān)系值得進(jìn)一步探索。

3.5 抑制其他調(diào)控通路腫瘤細(xì)胞及其微環(huán)境中釋放的趨化因子配體2（Chemokine ligand 2，CCL2）、趨化因子配體8（CXC chemokine ligand 8，CXCL8）可招募大量的TAMs，進(jìn)而使其分化為M2 TAMs，抑制CCL2、CXCL8 可以減少TAMs 聚集，并進(jìn)一步抑制腫瘤增殖、侵襲。BRANA I 等[34］在實(shí)體瘤臨床試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，CCL2 的單克隆抗體Carlumab 可以與TAMs細(xì)胞膜上的CCR2 受體結(jié)合，并通過聯(lián)合應(yīng)用傳統(tǒng)化療藥物，使抗腫瘤療效更佳。在ATC 中阻斷CCL2/CCR2 通路不僅可抑制M2 巨噬細(xì)胞募集，還可將TAMs 重新極化為M1 型巨噬細(xì)胞[35］。在PTC細(xì)胞中，TAMs 分泌的CXCL8 可通過靶向腫瘤細(xì)胞上的受體CXCR1和CXCR2，阻斷PTC細(xì)胞侵襲[36］。

4 小結(jié)和展望

TAMs 在腫瘤微環(huán)境中有非常重要的作用，可調(diào)控腫瘤細(xì)胞增殖、參與腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移、誘導(dǎo)腫瘤血管生成、抑制腫瘤免疫等。與其他腫瘤類似，甲狀腺癌也主要表現(xiàn)為M2 TAMs 高表達(dá)，且與患者的不良預(yù)后顯著相關(guān)。但免疫細(xì)胞之間的相互串?dāng)_也可能與DTC 的良好預(yù)后有關(guān)。TAMs 在甲狀腺癌中的作用機(jī)制及調(diào)控通路非常復(fù)雜，因此期待有更多關(guān)于TAMs 促進(jìn)甲狀腺癌進(jìn)展的作用機(jī)制研究。而靶向TAMs 的治療不斷被研究和發(fā)掘，部分TAMs研究成果已進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。因此將TAMs 作為免疫治療靶點(diǎn)，單獨(dú)或聯(lián)合其他免疫治療，可為甲狀腺癌治療提供新的思路。