張博, 曹亞娟, 吳建春, 陳皖晴, 李雁
(上海中醫(yī)藥大學附屬市中醫(yī)醫(yī)院,上海 200071)
腫瘤相關(guān)巨噬細胞(tumor-associated macrophages,TAMs)是浸潤在腫瘤及其鄰近組織中的細胞群,是腫瘤微環(huán)境(tumor microenvironment,TME)中數(shù)量最多的間質(zhì)細胞[1]。2006 年Lewis C E等[2]論述了腫瘤微環(huán)境中巨噬細胞對腫瘤的影響,并將其稱為腫瘤相關(guān)巨噬細胞,自此TAMs越來越受到關(guān)注。以下對TAMs的來源、分化與功能及其與腫瘤發(fā)生發(fā)展的關(guān)系,中藥調(diào)控TAMs的抗腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移的研究概況進行綜述。
組織中的巨噬細胞來源于卵黃囊衍生的祖細胞,參與病原體反應(yīng)的巨噬細胞則來自循環(huán)骨髓單核細胞[3]。單核細胞通過趨化因子從血管被募集到組織[4],進而分化成巨噬細胞,參與維持組織環(huán)境的穩(wěn)態(tài)和免疫[5]。
大多數(shù)TAMs 由循環(huán)單核細胞產(chǎn)生[6]。在特定趨化因子誘導下,單核細胞被募集進入腫瘤并破壞其正常生理功能[7],分化為TAMs。募集TAMs的趨化因子的分類及作用[8-9]見表1。
CD68 是區(qū)分TAMs 與TME 中其他成分的標志物[10]。TAMs可分為經(jīng)典活化的M1型與替代活化的M2型[11]。在腫瘤初期TME中以M1為主,隨著腫瘤進展,尤其在晚期以M2 為主,M2 與預后顯著相關(guān)[12]。TAMs 參與腫瘤進展的多個過程(見表2)。根據(jù)功能的不同,M2 型巨噬細胞分為4 個亞型[3](見表3)。
表1 募集TAMs趨化因子的分類及作用Table 1 Classification and function of TAMs-recruiting chemokines
TAMs作為TME的主要部分,參與腫瘤進展的過程。TAMs可影響炎性微環(huán)境,促進腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,抑制機體的免疫應(yīng)答。TAMs與腫瘤發(fā)生發(fā)展的關(guān)系如圖1所示。
2.1炎性微環(huán)境與腫瘤的發(fā)生目前有明確證據(jù)
證明腫瘤發(fā)生與感染相關(guān)[13]。TAMs 分泌的VEGF、TGF-β 等細胞因子,都具有促進腫瘤細胞存活、增殖的作用[14]。子宮內(nèi)膜癌中Ki-67 水平與TAMs的浸潤程度呈正比,腎癌中的癌細胞有絲分裂水平與TAMs的浸潤程度呈正相關(guān)[15]。
表2 M1與M2型TAMs的表面分子標志物、誘導因子、細胞因子及功能分布Table 2 Distribution of surface molecular markers,inducible factors,cytokines and the function of M1 and M1 type of TAMs
表3 M2 TAMs亞型及其相關(guān)因子及功能Table 3 Subtypes of M2 TAMs and their related factors and function
圖1 TAMs與腫瘤發(fā)生發(fā)展的關(guān)系Figure 1 Correlation of TAMs with the formation and development of tumors
2.2促進腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移由于腫瘤組織的高代謝特性,TAMs多分布在腫瘤缺氧區(qū)域以及腫瘤與正常組織交界區(qū),靠近血管,利于腫瘤細胞侵襲轉(zhuǎn)移[16]。TAMs 分泌細胞因子如TNF-α,使腫瘤細胞和腫瘤間質(zhì)細胞分泌的MMPs等增加,破壞基底膜組織,促進腫瘤轉(zhuǎn)移[17]。
腫瘤新生血管和淋巴管形成是轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵[18],二者不僅為腫瘤生長提供充足的養(yǎng)分,還為轉(zhuǎn)移提供通道。在乳腺癌動物模型中,TAMs通過合成分泌Wnt7b蛋白刺激血管內(nèi)皮分泌VEGF,調(diào)節(jié)新生血管生成[19]。TME 中分泌TNF-α 與腫瘤壞死因子受體1(TNFR-1)相結(jié)合,激活VEGFC/血管內(nèi)皮生長因子受體3(VEGFR3)通路,促進淋巴管生成[20]。腫瘤血管和淋巴管的生成加大了腫瘤結(jié)構(gòu)的復雜性,為腫瘤的治療等帶來困難。
上 皮— 間 質(zhì) 轉(zhuǎn) 化(epithelial- mesenchymal transition,EMT)是腫瘤轉(zhuǎn)移的基礎(chǔ)[21],這一過程使得腫瘤細胞獲得遷徙的能力,還賦予其干細胞特性[22],TAMs參與了此過程。TAMs分泌的細胞因子促進鄰近上皮腫瘤細胞產(chǎn)生EMT;腫瘤細胞產(chǎn)生的細胞因子也促進了TAMs的分化過程,從而在TAMs和EMT之間形成一個正反饋環(huán)[23]。
外泌體(exosomes)是TME 中的重要成分之一。外泌體攜帶多種活性物質(zhì),是細胞間信息傳遞的中介[24]。腫瘤細胞的外泌體可刺激TAMs 分泌細胞因子,增強腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移[25]。如脂肪肉瘤[26]、乳腺癌[27]細胞的外泌體可刺激TAMs分泌IL-6,促進侵襲轉(zhuǎn)移;卵巢上皮癌中外泌體攜帶的miR-222-3p可刺激巨噬細胞向M2型轉(zhuǎn)化[28]。
2. 3抑制機體的免疫應(yīng)答TAMs 的免疫抑制作用體現(xiàn)在通過細胞毒性直接作用于T細胞,或通過Treg 擴增間接抑制效應(yīng)T 細胞的表達。TAMs 分泌人類白細胞抗原C(HLA-C)等因子抑制NK 及T淋巴細胞活性[29]。TAMs 分泌的IL-10 抑制免疫應(yīng)答,并分泌程序性死亡受體1(PD-1)、細胞毒性T淋巴細胞相關(guān)蛋白4(CTLA-4)等抑制性配體導致免疫逃逸[30]。CD8+T細胞活化是抗腫瘤免疫的主要機制之一,TAMs 主要通過3 種機制抑制CD8+T 細胞活化[31],即消耗T細胞增殖所需的代謝物,釋放抑制T細胞功能的細胞因子,或釋放抑制T細胞激活的受體。
也有研究[32]表明,TAMs 可以使腫瘤細胞中磷酸甘油酸激酶1(PGK1)的蘇氨酸磷酸化,改變PGK1 和底物的親和力,增強PGK1 糖酵解活性,促進膠質(zhì)瘤細胞的細胞增殖。
由以上分析可知,理論上可以通過以下途徑達到抗腫瘤作用:①通過抑制或降低刺激TAMs分化的趨化因子;②通過促進M1 型巨噬細胞分化,使M1型比例增多;③通過抑制M2型分化,使M2型巨噬細胞水平降低;④促進M2 型巨噬細胞向M1型巨噬細胞轉(zhuǎn)化,重塑TME。
中醫(yī)學是以整體觀念和辨證論治為特征的理論體系,辨陰陽是診治疾病的第一步。《素問》的“善診者,察色按脈,先別陰陽”,張景岳《景岳全書·傳忠錄下》的“凡診病施治,必須先審陰陽,明此者,萬病皆指掌矣”等,均說明陰陽辨證在中醫(yī)診療中的重要性。TAMs抑制腫瘤與促腫瘤對立又統(tǒng)一的作用,與中醫(yī)陰陽的對立統(tǒng)一理論不謀而合。目前,中醫(yī)藥通過調(diào)控TAMs以抗腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移已成為研究熱點。中藥復方是中醫(yī)學的辨證論治的集中體現(xiàn),是臨床腫瘤治療的主要形式,方劑中各中藥的四氣五味及其升降浮沉各有側(cè)重,通過配伍應(yīng)用可達到調(diào)和陰陽、扶正祛邪的目的。
中藥復方主要通過抑制M2 型巨噬細胞分化、促進M2 型巨噬細胞向M1 型巨噬細胞轉(zhuǎn)化等方式重塑腫瘤微環(huán)境,抑制腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移。
3.1中藥復方通過抑制M2型巨噬細胞以發(fā)揮抗腫瘤作用M2 型巨噬細胞通過分泌負性的細胞因子,抑制腫瘤免疫,促進腫瘤的發(fā)生發(fā)展。中藥復方可通過抑制M2 型巨噬細胞,調(diào)控腫瘤微環(huán)境,達到抑制腫瘤的作用。
黎磊[33]發(fā)現(xiàn)扶正解毒方可降低小鼠腫瘤M2 含量,同時降低血清中M2誘導因子及免疫抑制因子IL-10等的含量,從而抑制小鼠前胃癌生長,減輕荷瘤小鼠肺轉(zhuǎn)移程度,延長生存期。劉曉琳[34]發(fā)現(xiàn)解毒顆粒能夠抑制M2向腫瘤細胞浸潤,抑制腫瘤轉(zhuǎn)移,預防大鼠小肝癌術(shù)后轉(zhuǎn)移。趙元辰[35]發(fā)現(xiàn)肺瘤平膏含藥血清可以抑制小鼠脾臟M2,同時抑制M1,但對于M2抑制作用更為明顯。
3.2中藥復方通過調(diào)控M2向M1轉(zhuǎn)化以發(fā)揮抗腫瘤作用腫瘤微環(huán)境中的M1 與M2 處于相互轉(zhuǎn)化的動態(tài)平衡中[36],當M1/M2比例增大,抑制腫瘤占主導作用,當M1/M2 值減小,促腫瘤發(fā)展與轉(zhuǎn)移占主導作用。中藥復方可以通促進M2 向M1 轉(zhuǎn)化,達到抗腫瘤作用。
陳敏[37]發(fā)現(xiàn)健脾養(yǎng)正消癥方能通過抑制小鼠胃癌組織中TAMs的數(shù)量,減少M2表達,增加M1表達,防治腫瘤的復發(fā)轉(zhuǎn)移。賈程輝[38]發(fā)現(xiàn)扶正解毒方可降低腫瘤微環(huán)境中M2的浸潤,抑制局部腫瘤的原位復發(fā)率及生長,抑制肺、淋巴結(jié)等遠處轉(zhuǎn)移;體外實驗中,李枋霏[39]發(fā)現(xiàn)含扶正解毒方血清可以下調(diào)M2 的ArgI、CCL22,同時上調(diào)M1 的iNOS、CCL3,重塑腫瘤微環(huán)境。Pang L 等[40]發(fā)現(xiàn)在巨噬細胞與肺癌細胞共培養(yǎng)體系中,補肺湯可以通過調(diào)節(jié)巨噬細胞極化、下調(diào)IL-10等免疫抑制分子,從而抑制A549、H1975 肺癌細胞遷移侵襲;在動物實驗中,補肺湯可通過抑制CD206 等的表達來調(diào)控巨噬細胞極化,抑制非小細胞肺癌。王建華[41]在小鼠巨噬細胞中加入中藥復方腸泰誘導結(jié)腸癌細胞分泌自噬體,結(jié)果顯示巨噬細胞攝取自噬體后向M1 型極化。黎金華等[42]發(fā)現(xiàn)扶正散結(jié)方作用于Lewis 肺癌小鼠,可抑制M2,促進M1,控制腫瘤生長及防止擴散轉(zhuǎn)移。
在巨噬細胞的平衡假說中,巨噬細胞扮演著抗腫瘤和促腫瘤的雙重身份,腫瘤的出現(xiàn)提示抗腫瘤和促腫瘤之間的動態(tài)平衡已被打破。中醫(yī)學理論認為,陰陽偏盛偏衰是疾病的基本病機,治療疾病實則為通過調(diào)整陰陽,以達到“陰平陽秘”的過程。巨噬細胞學說和中醫(yī)學陰陽對立制約的理論具有內(nèi)在一致性?!罢龤獯鎯?nèi),邪不可干”,扶正祛邪是中醫(yī)治療腫瘤的基本原則[43],中藥復方可實現(xiàn)扶正與祛邪相結(jié)合,在腫瘤的治療過程中具有較大的潛力。目前中藥抗腫瘤研究主要集中在對細胞亞型、分泌因子的調(diào)節(jié),而具體的靶向分子機制尚不清楚,值得進一步研究。