廉瑩瑩，孫菲，于靜萍#

1大連醫(yī)科大學(xué)研究生院，遼寧 大連 116044

2南京醫(yī)科大學(xué)附屬常州第二人民醫(yī)院放療科，江蘇 常州 213003

近年來(lái)的研究表明，腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（tumor-associated macrophage，TAM）可調(diào)節(jié)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和血管生成等，且TAM受腫瘤微環(huán)境（tumor microenvironment，TME）的影響，在各種腫瘤中廣泛存在[1]。雖然傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為巨噬細(xì)胞是固有免疫細(xì)胞，其作用是促進(jìn)炎癥反應(yīng)從而抑制腫瘤生長(zhǎng)，但是越來(lái)越多的實(shí)驗(yàn)和臨床證據(jù)表明TAM通過刺激血管生成、抑制抗腫瘤免疫和組織重塑等促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)、侵襲和轉(zhuǎn)移，參與腫瘤的免疫抑制，且腫瘤的惡性程度與TAM的數(shù)量呈正相關(guān)[2]。研究表明，在多種婦科腫瘤[3]、肺癌[4]、胃癌[5]和食管癌[6]等惡性腫瘤中高度浸潤(rùn)的TAM與患者的不良預(yù)后密切相關(guān)。由于這些特性，TAM被認(rèn)為是治療惡性腫瘤的潛在靶點(diǎn)。TAM可通過分泌多種促血管生成因子促進(jìn)血管生成，例如血管內(nèi)皮 生長(zhǎng) 因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）、血小板源性生長(zhǎng)因子（platelet-derived growth factor，PDGF）、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子 2（fibroblast growth factor 2，F(xiàn)GF2）和堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子（basic fibroblast growth factor，bFGF），而血管新生的能力取決于這些生長(zhǎng)因子的表達(dá)水平和血管密度[1,7]?；罨腗2型巨噬細(xì)胞被認(rèn)為是TAM，主要由輔助性T細(xì)胞（helper T cell，Th）2或腫瘤細(xì)胞釋放的白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-4和IL-13刺激而極化，通過分泌多種細(xì)胞因子、趨化因子和基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）等，參與血管生成、組織重塑與修復(fù)、免疫抑制[7]。因此，阻斷TME中TAM的活化或再極化是治療腫瘤的新策略。本文對(duì)TAM的來(lái)源、作用、極化和促進(jìn)腫瘤新生血管生成的主要機(jī)制及其在腫瘤治療中的價(jià)值進(jìn)行綜述。

1 TAM的分型與極化

巨噬細(xì)胞作為一種免疫細(xì)胞，具有多種功能，包括防御病原體、促進(jìn)炎癥反應(yīng)和抑制腫瘤生長(zhǎng)等。TAM是指浸潤(rùn)在腫瘤組織或存在于TME中的巨噬細(xì)胞，主要來(lái)源于血液中的單核細(xì)胞和胚胎時(shí)期卵黃囊組織[1]。TAM由巨噬細(xì)胞分化而來(lái)，根據(jù)巨噬細(xì)胞活化的狀態(tài)、發(fā)揮的功能以及分泌的因子不同，分為經(jīng)典活化的M1型巨噬細(xì)胞和交替活化的M2型巨噬細(xì)胞，它們具有很強(qiáng)的可塑性，當(dāng)局部微環(huán)境改變時(shí)，M1型巨噬細(xì)胞和M2型巨噬細(xì)胞可以相互轉(zhuǎn)化。其中M2型巨噬細(xì)胞被認(rèn)為是TAM，參與腫瘤細(xì)胞的侵襲、轉(zhuǎn)移，并促進(jìn)血管生成[8]。

M1型巨噬細(xì)胞為單核巨噬細(xì)胞受γ干擾素（interferon-γ，IFN-γ）或脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）的刺激分化而成，M1型巨噬細(xì)胞可分泌促炎因子IL-12和IL-23，從而促進(jìn)T細(xì)胞極化為Th1細(xì)胞?；罨腡細(xì)胞可以殺死病原微生物和腫瘤細(xì)胞，M1型巨噬細(xì)胞能夠分泌大量的活性氧中間體（reactive oxygen intermediate，ROI），具有很強(qiáng)的抗原呈遞能力。M2型巨噬細(xì)胞可表達(dá)大量的清道夫受體，這與IL-10、IL-1β、VEGF的高表達(dá)有關(guān)。M2型巨噬細(xì)胞可以被IL-4激活，在寄生蟲清除和組織修復(fù)中發(fā)揮重要作用，能夠?qū)細(xì)胞極化為Th2細(xì)胞，并抑制免疫反應(yīng)[8]。因局部細(xì)菌產(chǎn)物和IFN-γ等M1型極化信號(hào)不足，但M2型極化信號(hào)增多，導(dǎo)致TAM與M2型巨噬細(xì)胞的功能表型相似。因此，不能僅把巨噬細(xì)胞簡(jiǎn)單分為M1型和M2型，為了能更好地反映其在體內(nèi)的情況，M2型巨噬細(xì)胞被細(xì)分為M2a型、M2b型、M2c型、M2d型[9]。巨噬細(xì)胞不僅具有多樣性，還具有很強(qiáng)的可塑性。根據(jù)局部微環(huán)境中信號(hào)的不同，巨噬細(xì)胞的表型可以發(fā)生動(dòng)態(tài)改變。已有研究表明，通過細(xì)胞因子的作用，完全極化的M1型和M2型巨噬細(xì)胞可轉(zhuǎn)變?yōu)橄喾吹墓δ鼙硇蚚10]。

2 TAM與腫瘤新生血管的關(guān)系

TAM在腫瘤發(fā)生和發(fā)展中具有重要作用，并在血管生成中發(fā)揮重要作用。1971年，Judah Folkman提出腫瘤生長(zhǎng)依賴于血管生成，即從已存在的毛細(xì)血管中萌發(fā)出新的血管，它對(duì)氧氣和營(yíng)養(yǎng)物的供應(yīng)和清除都至關(guān)重要，從而促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)、增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移[11]。Zeisberger等[12]應(yīng)用氯磷酸鹽脂質(zhì)體特異性清除巨噬細(xì)胞，可明顯抑制腫瘤的生長(zhǎng)和血管生成。由此可見，TAM參與腫瘤的血管生成，并發(fā)揮重要作用。

TAM通過分泌多種促血管生成因子來(lái)促進(jìn)血管生成，如 VEGF、PDGF、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、IL-1β、IL-8、C-C趨化因子配體2（C-C motif chemokine ligand 2，CCL2）、C-X-C趨化因子配體8（C-X-C motif chemokine ligand 8，CXCL8）和C-X-C趨化因子配體12（C-X-C motif chemokine ligand 12，CXCL12）等，而血管新生的能力取決于這些生長(zhǎng)因子的數(shù)量和血管密度，微血管密度與TAM的密度密切相關(guān)。研究表明，TAM可以通過促進(jìn)基質(zhì)形成和釋放PDGF來(lái)促進(jìn)血管生成。TAM分泌的血管生成因子胸苷磷酸化酶能夠促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞遷移，參與血管生成過程，其表達(dá)水平與腫瘤新生血管生成有關(guān)[1,8]。TAM同時(shí)還能夠分泌有助于血管生成的酶，如MMP2、MMP7、MMP9、MMP12和環(huán)氧合酶2（cyclooxygenase 2，COX2）。此外，TAM能夠通過纖維蛋白沉積促進(jìn)凝血活性，從而間接促進(jìn)血管生成[13]。

由于腫瘤細(xì)胞代謝旺盛，生長(zhǎng)迅速，但脈管系統(tǒng)發(fā)育不良，導(dǎo)致缺氧是大多數(shù)實(shí)體瘤的常見特征。缺氧是TME的標(biāo)志之一，為了幫助腫瘤細(xì)胞克服營(yíng)養(yǎng)缺乏，并將TME轉(zhuǎn)變?yōu)楦m合腫瘤細(xì)胞生存的環(huán)境，細(xì)胞通過許多基因的轉(zhuǎn)錄來(lái)感知和平衡低氧水平[14]。腫瘤缺氧區(qū)TAM偏好停留于缺氧部位，缺氧能夠誘導(dǎo)缺氧誘導(dǎo)因子（hypoxia inducible factor，HIF）的分泌，增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的促血管生成能力。腫瘤缺氧區(qū)TAM與VEGFA表達(dá)增加密切相關(guān)[15]。HIF由HIF-1α、HIF-2α和HIF-1β組成。在常氧條件下，HIF-1靶基因被關(guān)閉，脯氨酸羥化酶（prolyl hydroxylase，PHD）可以檢測(cè)細(xì)胞中的氧含量，通過脯氨酸殘基上的HIF-1α亞基羥基化來(lái)應(yīng)答氧的存在，HIF-1α在脯氨酸402和531殘基上產(chǎn)生結(jié)合位點(diǎn)，HIF-2α在脯氨酸405和531殘基上產(chǎn)生結(jié)合位點(diǎn)，促進(jìn)與腫瘤抑制因子von Hippel-Lindau（VHL）結(jié)合，介導(dǎo)HIF-1α的泛素化和蛋白酶降解[16-17]。缺氧條件下，TAM開始大量表達(dá)HIF等轉(zhuǎn)錄因子，由于PHD活性受損，對(duì)HIF-1α的脯氨酸羥基化作用減弱，HIF-1α的降解被阻斷。非羥基化的HIF-1α比羥基化的HIF-1α更穩(wěn)定，導(dǎo)致蛋白質(zhì)表達(dá)增加，該蛋白質(zhì)隨后可與HIF-1β相互作用并促進(jìn)HIF-1靶基因轉(zhuǎn)錄，通過激活血管生成因子VEGF的轉(zhuǎn)錄促進(jìn)血管生成，從而增加腫瘤細(xì)胞的侵襲能力[15]。神經(jīng)纖毛蛋白1（neuropilin 1，NRP1）是信號(hào)素 3A（semaphorin 3A，SEMA3A）的受體，低氧時(shí)與TAM的信號(hào)應(yīng)答相關(guān)，若敲除NRP1，可恢復(fù)抗腫瘤免疫并抑制血管生成。一旦巨噬細(xì)胞進(jìn)入缺氧部位，NRP1在TAM中的表達(dá)下調(diào)，導(dǎo)致TAM再分布減少，抑制腫瘤生長(zhǎng)，減少血管生成[18]。

Badawi等[19]研究發(fā)現(xiàn)，在結(jié)腸癌中，惡性/侵襲性腫瘤的TAM浸潤(rùn)數(shù)明顯高于良性息肉，從而增加了血管密度。由此可見，TAM的浸潤(rùn)與結(jié)腸癌細(xì)胞的血管生成密切相關(guān)，并且與血管密度呈正相關(guān)。同樣的現(xiàn)象在口腔鱗狀細(xì)胞癌[20]、胃癌[21]、乳腺癌[22]和胰腺神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤[23]中也有報(bào)道。

3 TAM與抗血管生成治療的關(guān)系

在腫瘤的發(fā)生和發(fā)展過程中，血管生成發(fā)揮至關(guān)重要的作用。越來(lái)越多的研究者針對(duì)抗血管生成治療進(jìn)行研究。此外，TAM能夠促進(jìn)腫瘤侵襲、轉(zhuǎn)移和血管生成。因此，TAM與腫瘤的抗血管生成治療密切相關(guān)。目前已有的策略包括阻斷巨噬細(xì)胞募集、TAM重編程和靶向TAM釋放促血管生成因子等。因此，靶向TAM是一種具有前景的腫瘤治療策略。

3.1 阻斷巨噬細(xì)胞的募集

3.1.1 C-C趨化因子受體 2（C-C motif chemokine receptor 2，CCR 2）抑制劑近年來(lái)，通過抑制巨噬細(xì)胞的募集來(lái)消除TAM已成為一種新的抗腫瘤治療策略。CCL2、CCR2是巨噬細(xì)胞募集的重要參與者，阻斷CCL2/CCR2信號(hào)通路可明顯減少腫瘤中的TAM，從而抑制腫瘤的生長(zhǎng)、侵襲、轉(zhuǎn)移和血管生成。Teng等[24]研究發(fā)現(xiàn)，在肝癌小鼠模型中，可以通過敲除CCR2或應(yīng)用CCR2拮抗劑來(lái)抑制炎性單核細(xì)胞的募集、TAM的浸潤(rùn)和極化，從而抑制腫瘤生長(zhǎng)并延長(zhǎng)肝癌小鼠的存活時(shí)間。此外，類似的CCR2抑制劑，如CCX872-B、BMS-813160、PF-04136309和MLN1202在小鼠模型中也顯示出療效，目前已進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段[25]。但需要注意的是一項(xiàng)基于乳腺癌模型的研究表明，停止CCL2/CCR2信號(hào)通路的阻斷可能會(huì)加重腫瘤的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移，從而加重病情[26]。

3.1.2 集落刺激因子 1受體（colony stimulating factor 1 receptor，CSF 1 R）抑制劑集落刺激因子1（colony stimulating factor 1，CSF1）/CSF1R 信號(hào)通路也是巨噬細(xì)胞存活、募集、分化的重要參與者。TAM通過分泌CSF1刺激巨噬細(xì)胞在腫瘤內(nèi)聚集和移動(dòng)，CSF1與其受體CSF1R結(jié)合后，能夠促進(jìn)人單核細(xì)胞存活和向巨噬細(xì)胞分化，增加TAM的浸潤(rùn)，促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)、侵襲、轉(zhuǎn)移和血管生成[27]。目前已研制出一些CSF1R抑制劑，如Pexidartinib（PLX3397）、BLZ945、ARRY-382、PXL7486、JNJ-40346527、IMC-CS4、MCS110、PD-0360324、Cabiralizumab、Emacruzumab和AMG820，正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)[28]。

3.2 TAM的重編程

巨噬細(xì)胞具有極強(qiáng)的可塑性，當(dāng)局部微環(huán)境或介質(zhì)改變時(shí)，M1型和M2型巨噬細(xì)胞可以相互轉(zhuǎn)化。因此，通過阻斷TAM極化為M2型巨噬細(xì)胞或?qū)2型巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)镸1型巨噬細(xì)胞，可有效地抑制腫瘤進(jìn)展[8]。Toll樣受體（toll like receptor，TLR）作為天然免疫系統(tǒng)中重要的模式識(shí)別受體，在抵御病原微生物感染方面發(fā)揮著重要作用。據(jù)報(bào)道，TLR激動(dòng)劑（如TLR4、TLR7、TLR8和TLR9激動(dòng)劑等）可通過刺激TAM分化為促炎表型來(lái)治療惡性腫瘤[29]。磷脂酰肌醇-3-羥激酶γ（phosphatidylinositol 3-hydroxy kinase γ，PI3Kγ）被認(rèn)為是一種TLR信號(hào)的內(nèi)源性抑制因子[30]。因此，激活PI3Kγ可以促進(jìn)TAM的免疫抑制表型。研究表明，在多種小鼠模型中，PI3Kγ抑制劑可以增加TAM中促炎因子的表達(dá)，抑制腫瘤生長(zhǎng)，提高小鼠的存活率[31]。這一研究結(jié)果為PI3Kγ抑制劑的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。目前選擇性PI3Kγ抑制劑IPI-549正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)[32]。

3.3 靶向M 2型巨噬細(xì)胞的抗血管生成治療

目前，抗血管生成已廣泛應(yīng)用于腫瘤的臨床治療中，其機(jī)制主要是干擾來(lái)自普通血管生成途徑的靶分子，但其療效不一，具有明顯的個(gè)體差異性，許多抗血管生成療法的試驗(yàn)結(jié)果令人失望，其原因可能是忽略了TAM在血管生成中的重要作用[33]。TAM主要通過分泌促血管生成因子和巨噬細(xì)胞與血管的物理作用來(lái)促進(jìn)血管生成[34]。

VEGF是主要的促血管生成因子。Min等[35]使用腫瘤分析法評(píng)估針對(duì)大腸癌中TAM的抗血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體2（vascular endothelial growth factor receptor 2，VEGFR2）療法，結(jié)果表明，與正常大腸黏膜組織相比，大腸癌組織中TAM及VEGFR2表達(dá)均明顯增加，HIF-1α陽(yáng)性率與TAM中VEGFR2的表達(dá)水平密切相關(guān)。細(xì)胞因子誘導(dǎo)的TAM可通過VEGF/VEGFR2信號(hào)通路產(chǎn)生TGF-β1，TAM能夠促進(jìn)血管生成，而抗VEGFR2療法可能具有控制TAM在大腸癌中免疫抑制功能的治療潛能，從而提高免疫檢查點(diǎn)抑制劑的療效。M2型巨噬細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞直接接觸并相互作用，從而促進(jìn)血管生成，此過程在一定程度上受血管生成素 2（angiopoietin 2，ANG2）/酪氨酸激酶受體 2（tyrosine kinase receptor 2，TIE2）信號(hào)通路的調(diào)控[36]。阻斷ANG2/TIE2信號(hào)通路，可減少腫瘤新生血管生成，抑制腫瘤生長(zhǎng)，從而達(dá)到治療腫瘤的目的[37]。上述研究為腫瘤的治療提供了新思路，對(duì)未來(lái)的抗血管生成治療具有重要意義。

4 小結(jié)與展望

腫瘤中存在著豐富的TAM，其在腫瘤的生長(zhǎng)、侵襲、轉(zhuǎn)移和血管生成等過程中發(fā)揮重要作用。同時(shí)，TAM受多種復(fù)雜因子和分子信號(hào)的調(diào)節(jié)。因此，阻斷腫瘤血管生成相關(guān)通路、抑制TME中巨噬細(xì)胞的招募以及抑制M2型巨噬細(xì)胞極化或促進(jìn)M2型巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)镸1型巨噬細(xì)胞是針對(duì)TAM的靶向抗腫瘤治療策略，很多針對(duì)TAM的藥物正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)，并顯示出抗腫瘤效果。因此，以TAM為靶點(diǎn)的靶向治療有望成為抗腫瘤治療的重要手段。TAM作為腫瘤治療的潛在靶點(diǎn)，明確其作用可以幫助臨床醫(yī)師確立抗血管生成治療的目標(biāo)，也為腫瘤治療提供新思路。