陳 勇，廖子君，徐 瑞

（西安醫(yī)學(xué)院，陜西 西安710068）

眾所周知，腫瘤轉(zhuǎn)移是腫瘤相關(guān)死亡的主要原因。PAGET［1］在1989年提出的“種子-土壤”學(xué)說，使人們認(rèn)識(shí)到腫瘤微環(huán)境（tumor microenvironment，TME）在腫瘤轉(zhuǎn)移過程中起到至關(guān)重要的作用。腫瘤微環(huán)境是指腫瘤細(xì)胞與其周圍環(huán)境所組成的復(fù)雜的、高度異質(zhì)性的、且隨著腫瘤發(fā)展而不斷進(jìn)化的微小生態(tài)系統(tǒng)，其中的腫瘤浸潤(rùn)性免疫細(xì)胞因?yàn)橛写倌[瘤發(fā)生及進(jìn)展作用而成為目前研究的熱點(diǎn)。腫瘤浸潤(rùn)性免疫細(xì)胞主要包括腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞、髓源性抑制細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、腫瘤浸潤(rùn)性T淋巴細(xì)胞、調(diào)節(jié)性T淋巴細(xì)胞、肥大細(xì)胞等，這些細(xì)胞之間通過復(fù)雜的相關(guān)作用網(wǎng)絡(luò)而維持腫瘤微環(huán)境的免疫抑制特性，從而促使腫瘤細(xì)胞發(fā)生免疫逃逸，導(dǎo)致腫瘤臨床進(jìn)展。本文就腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞在腫瘤浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移過程中的作用作一綜述。

1 腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞概述

1.1 TAMs的來源

產(chǎn)生于骨髓并通過血液循環(huán)在組織中募集、分化的組織駐留型巨噬細(xì)胞是TAMs的原型，其在維持組織內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定和清除病原體中發(fā)揮重要作用。根據(jù)其不同活化方式及功能，巨噬細(xì)胞主要分為M1、M2兩種表型［2］，M1型巨噬細(xì)胞高表達(dá)IL-6、IL-12、IL-23，M2型巨噬細(xì)胞高表達(dá)IL-10、IL-13、IL-1ra。但由于異質(zhì)性的存在，這種分類并非絕對(duì)。

M1型為經(jīng)典活化的巨噬細(xì)胞（classically activated macrophage），指存在于炎性環(huán)境中的巨噬細(xì)胞，被γ干擾素、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）和粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子（GM-CSF）誘導(dǎo)，可誘發(fā)Ⅰ型輔助T細(xì)胞（Th1）發(fā)生免疫應(yīng)答，具有促炎癥能力，對(duì)殺死細(xì)胞內(nèi)的細(xì)菌和病毒起著非常重要的作用。其在腫瘤組織中的特點(diǎn)主要表現(xiàn)為具備腫瘤細(xì)胞毒性，有效地提呈抗原和促進(jìn)抗腫瘤的適應(yīng)性免疫反應(yīng)［3］。因此，M1型巨噬細(xì)胞被認(rèn)為有殺傷腫瘤細(xì)胞作用。M2型為替代性活化的巨噬細(xì)胞（alternatively activated macrophage），主要由Ⅱ型輔助性T細(xì)胞（Th2）細(xì)胞因子誘導(dǎo)，參與機(jī)體穩(wěn)態(tài)過程，如血管生成、組織重塑、傷口愈合以及抗炎。其在腫瘤組織中的特點(diǎn)主要為低抗原提呈能力、清除碎片、促血管生成、組織重建及損傷修復(fù)［4-5］。因此，M2型巨噬細(xì)胞被認(rèn)為有促腫瘤發(fā)生、發(fā)展作用。目前研究表明［6-7］，在腫瘤病灶中及腫瘤微環(huán)境中存在的TAMs主要以M2型巨噬細(xì)胞為主。

1.2 TAMs的極化

M1型與M2型巨噬細(xì)胞可以相互轉(zhuǎn)化，在腫瘤發(fā)生、發(fā)展的不同階段而發(fā)揮不同的作用，如TAMs在腫瘤起始過程中表現(xiàn)出M1表型巨噬細(xì)胞的特點(diǎn)，但在腫瘤進(jìn)展過程中又表現(xiàn)出M2型巨噬細(xì)胞的特點(diǎn)。TAMs的這種在腫瘤早期和晚期發(fā)生的類型轉(zhuǎn)變，稱之為極化（polarization），這種極化對(duì)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生了截然相反的作用。

巨噬細(xì)胞優(yōu)先選擇在實(shí)體腫瘤內(nèi)壞死和缺氧的區(qū)域聚集，在這些區(qū)域內(nèi)，低氧的微環(huán)境及巨噬細(xì)胞均可上調(diào)缺氧誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄因子（HIF）HIF1和HIF2的表達(dá)［8-10］，轉(zhuǎn)錄因子HIF不僅控制某些涉及細(xì)胞生長(zhǎng)和代謝的基因表達(dá)，包括血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體α（VEGFRα）和基質(zhì)金屬蛋白酶-7（MMP-7），還可使巨噬細(xì)胞極化成M2型細(xì)胞［8］。

TAMs和FOX3+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（T regulatory cells，Tregs）在腫瘤病變部位大量存在的患者則提示預(yù)后不佳，原因可能與Tregs促進(jìn)M2型巨噬細(xì)胞活化相關(guān)［11-12］。TIEMESSEN等［13］證實(shí)，將人巨噬細(xì)胞與Tregs（CD4+、CD25+、CD127low）或效應(yīng)T細(xì)胞共培養(yǎng)后，通過向培養(yǎng)液中加入脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）以誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞活化。觀察發(fā)現(xiàn)，巨噬細(xì)胞與Tregs共培養(yǎng)時(shí)可促進(jìn)巨噬細(xì)胞選擇性向M2型TAMs極化，這種極化能夠抑制M1型巨噬細(xì)胞的殺傷腫瘤細(xì)胞作用。由此表明，TAMs發(fā)生極化后不僅不能夠參與抗腫瘤免疫反應(yīng)，反而會(huì)成為免疫抑制細(xì)胞，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞發(fā)生免疫逃逸。

毋庸置疑，TAMs表型可影響腫瘤微環(huán)境，而腫瘤微環(huán)境本身也可影響TAMs的表型，使其發(fā)生極化從而成為促腫瘤發(fā)生的細(xì)胞。腫瘤組織中TAMs主要為M2型，下文主要介紹M2型TAMs在腫瘤中的作用特點(diǎn)。

2 腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞對(duì)腫瘤發(fā)生發(fā)展的促進(jìn)作用

2.1 TAMs促進(jìn)腫瘤細(xì)胞侵襲

腫瘤的浸潤(rùn)程度與腫瘤細(xì)胞侵襲力有關(guān)，侵襲力強(qiáng)的腫瘤細(xì)胞腫瘤發(fā)展速度快，患者預(yù)后差。有研究［14］認(rèn)為，TAMs可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞侵襲力，將人乳腺癌細(xì)胞系MCF-7，SK-BR-3與巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞侵襲力增強(qiáng)。OSTUNI等［15］進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)TAMs通過分泌TNF-α誘導(dǎo)多種MMP的產(chǎn)生，進(jìn)而使腫瘤細(xì)胞侵襲力增強(qiáng)。

1863年由科學(xué)家Rudolf提出慢性炎癥反應(yīng)是引起大多數(shù)慢性疾病及腫瘤的原因，該假說曾一度被質(zhì)疑，但近年來有實(shí)驗(yàn)研究［16-17］證實(shí)了這一假說，且流行病學(xué)研究亦發(fā)現(xiàn)慢性感染和炎癥是一個(gè)重要的癌癥危險(xiǎn)因素［18］。此外，長(zhǎng)期使用非甾體類抗炎藥（NSAIDs）可減少某些惡性腫瘤的發(fā)生（如大腸癌），在動(dòng)物模型上使用抗炎癥反應(yīng)的藥物可抑制腫瘤生長(zhǎng)。故目前認(rèn)為慢性炎癥反應(yīng)與腫瘤發(fā)生密切相關(guān)。

巨噬細(xì)胞在先天性免疫反應(yīng)中扮演重要角色，其在慢性感染和慢性炎癥過程中可有效清除病原。TAMs通過產(chǎn)生TNF-α、IL-6和IL-1β等經(jīng)典促炎性的細(xì)胞因子促進(jìn)炎癥反應(yīng)，但其分泌的活性氧、氮中間產(chǎn)物（ROI和RNI）和巨噬細(xì)胞遷移抑制因子（MIF）等介導(dǎo)物也在炎癥反應(yīng)過程中可引起明顯的組織損傷，并具有誘變作用，引發(fā)p53活化障礙，促進(jìn)癌前細(xì)胞的產(chǎn)生，并最終成為侵襲力強(qiáng)的惡性細(xì)胞［19］。因此，促使腫瘤微環(huán)境內(nèi)的持續(xù)炎癥反應(yīng)是TAMs促進(jìn)腫瘤細(xì)胞侵襲力的一種方式。

2.2 TAMs促進(jìn)腫瘤血管生成

近年來，TAMs已被認(rèn)為是“腫瘤血管生成開關(guān)”，是導(dǎo)致促血管生成的一個(gè)關(guān)鍵因素［20-21］。其促血管生成機(jī)制有：①通過合成WNT7b刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞分泌血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF），從而促進(jìn)新血管的生成［22］；②上調(diào)若干促腫瘤血管生成的細(xì)胞因子，如依賴于TAMs產(chǎn)生的MMP-9［8］、尿激酶型纖溶酶原激活物（uPA）水解酶［23］，促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞遷移；③通過上調(diào)GM-CSF、堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子（bFGF）、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（TGF-）等，促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞增殖并合成細(xì)胞外基質(zhì)，最終促進(jìn)腫瘤血管的生成［24］。當(dāng)腫瘤持續(xù)生長(zhǎng)超過一定大小時(shí)，或發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移時(shí)，新血管的生成顯得尤為重要。在某些鼠的癌癥模型中，去除巨噬細(xì)胞可引起腫瘤血管數(shù)目的顯著減少［25］?，F(xiàn)已證實(shí)，腫瘤血管生成依賴于TAMs的存在，且TAMs與血管形成呈正相關(guān)［26-27］。

2.3 TAMs促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移

關(guān)于TAMs促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移的機(jī)制不明確。LIN等［28］將乳腺癌易感的MMTV-PyMT轉(zhuǎn)基因小鼠與巨噬細(xì)胞-集落刺激因子（M-CSF）缺陷的小鼠交配后，發(fā)現(xiàn)其子代小鼠盡管原位腫瘤的數(shù)目和大小沒有改變，但腫瘤轉(zhuǎn)移能力顯著下降，相反，如果使這些小鼠的乳腺上皮細(xì)胞高表達(dá)M-CSF，則肺轉(zhuǎn)移增加，這與腫瘤原發(fā)灶內(nèi)巨噬細(xì)胞的浸潤(rùn)增加相一致。這個(gè)乳腺癌模型中的發(fā)現(xiàn)表明了TAMs在腫瘤轉(zhuǎn)移擴(kuò)散中起著一定作用，因這些腫瘤中僅有巨噬細(xì)胞表達(dá)M-CSF受體。

一項(xiàng)生物體體內(nèi)侵襲實(shí)驗(yàn)表明［29］，TAMs通過腫瘤細(xì)胞和TAMs之間的旁分泌信號(hào)途徑促進(jìn)腫瘤細(xì)胞運(yùn)動(dòng)和侵襲，TAMs在這個(gè)途徑中表達(dá)表皮生長(zhǎng)因子（EGF）以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞形成細(xì)長(zhǎng)突起和侵襲。此外，EGF還促進(jìn)癌細(xì)胞表達(dá)集落刺激因子-1（CSF-1），CSF-1又促進(jìn)巨噬細(xì)胞分泌EGF，從而形成一個(gè)正反饋的回路。無論是用表皮生長(zhǎng)因子受體（EGFR）還是CSF-1受體來阻斷這個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，都足以抑制巨噬細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞的遷徙和侵襲［30-31］。

有人［32-33］認(rèn)為，TAMs通過上調(diào)uPA、組織蛋白酶B和D、MMP2和MMP9，它們能夠降解細(xì)胞外基質(zhì)，消化基底膜，從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞遷徙。也有觀點(diǎn)［34-35］認(rèn)為，巨噬細(xì)胞通過分泌Wnt配體Wnt5a導(dǎo)致在腫瘤細(xì)胞中β-連環(huán)蛋白依賴性的Wnt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的激活，最終促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的侵襲。OJALVO等［36］通過實(shí)驗(yàn)證明，與從對(duì)照組小鼠分離的TAMs相比，從乳腺癌易感的MMTV-PyMT轉(zhuǎn)基因小鼠中分離得到的TAMs能夠促進(jìn)腫瘤細(xì)胞侵襲，基因表達(dá)譜顯示這些巨噬細(xì)胞特異性地富集Wnt信號(hào)分子。因此，Wnt信號(hào)途徑參與了TAMs介導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。

3 總結(jié)

已有相關(guān)研究［37-38］表明，TAMs在腫瘤內(nèi)聚集與患者不良預(yù)后相關(guān)，它們參與了腫瘤發(fā)生發(fā)展的多個(gè)環(huán)節(jié)，如果阻斷TAMs的這些環(huán)節(jié)，便可抑制腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移相關(guān)生物學(xué)行為。隔絕細(xì)胞因子或趨化因子或利用轉(zhuǎn)基因鼠腫瘤模型，改變某個(gè)活化原件或抑制巨噬細(xì)胞錄入已顯現(xiàn)可改變TAMs的促腫瘤表型［39］；或?qū)⒕哂锌鼓[瘤活性的巨噬細(xì)胞作為化療藥物的輸送載體系統(tǒng)。然而，目前所使用的實(shí)驗(yàn)方法還不能立即轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用，且廣泛抑制巨噬細(xì)胞的功能對(duì)全身免疫功能的影響亦未完全明了。

4 TAM s在腫瘤治療領(lǐng)域的展望

TAMs在腫瘤發(fā)生、發(fā)展的各個(gè)階段中起著關(guān)鍵作用，可促使腫瘤細(xì)胞經(jīng)歷清除、平衡和逃逸階段后發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，這也使得TAMs可能作為腫瘤靶向治療的一個(gè)重要靶點(diǎn)。這需要對(duì)M1/M2型巨噬細(xì)胞進(jìn)行深入研究，因?yàn)槿梭w與小鼠體內(nèi)的巨噬細(xì)胞是不同的，小鼠體內(nèi)巨噬細(xì)胞表面標(biāo)志物如CD11b、F4/80和Ly6G/C在人體巨噬細(xì)胞當(dāng)中并不表達(dá)。我們應(yīng)當(dāng)繼續(xù)系統(tǒng)地研究人體TAMs，尋找新的治療方案，可望達(dá)到有效抑制腫瘤生長(zhǎng)和防止腫瘤細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移的目的。