鄧銀芝，羅和生

武漢大學(xué)人民醫(yī)院消化內(nèi)科，湖北 武漢 430060

肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)是全球第六大常見的癌癥，每年導(dǎo)致80多萬人死亡，在與癌癥相關(guān)死亡人數(shù)中排名第三[1]。在中國，促進(jìn)肝癌發(fā)展的主要原因是乙型肝炎病毒(HBV)感染、丙型肝炎病毒(HCV)感染、慢性酒精性肝炎等[2]。慢性炎癥引起肝組織不可逆轉(zhuǎn)的損傷，并最終發(fā)展為肝硬化和肝癌[3]。

巨噬細(xì)胞是單核細(xì)胞系的分化細(xì)胞，在不同的微環(huán)境中，表現(xiàn)為功能不同的亞型，主要為M1型和M2型。M1型是巨噬細(xì)胞的經(jīng)典活化途徑，該途徑主要受IL-12、IL-23、一氧化氮(NO)、干擾素-γ的調(diào)節(jié)，主要起抗原呈遞作用，發(fā)揮抗原殺傷及腫瘤抑制功能；M2型是巨噬細(xì)胞的替代活化途徑，主要由IL-4、IL-10、IL-13、TGF-β這些抗炎介質(zhì)激活，抑制炎癥反應(yīng)、促血管生成、組織重塑、免疫耐受和腫瘤進(jìn)展[4-5]。腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(tumor-associated macrophages,TAMs)是指在腫瘤微環(huán)境中，巨噬細(xì)胞在相關(guān)趨化因子的作用下聚集到腫瘤組織周邊并發(fā)生特定性分化的一類巨噬細(xì)胞[6]。TAMs主要表現(xiàn)為M2型，M2型TAMs具有促腫瘤生長和轉(zhuǎn)移作用，M1型TAMs具有抗腫瘤和增強(qiáng)免疫作用[7]。M2型TAMs在腫瘤的發(fā)生、轉(zhuǎn)移和免疫逃逸中發(fā)揮非常重要的作用[8-9]。Kupffer細(xì)胞是存在肝組織中的巨噬細(xì)胞的一種特殊亞型，促進(jìn)腫瘤進(jìn)展[10-11]，被認(rèn)為是HCC特異性TAMs。目前已知TAMs促肝癌細(xì)胞增殖、血管生成、惡化轉(zhuǎn)移，多預(yù)后不良。而TAMs在HCC中的促腫瘤作用機(jī)制復(fù)雜且對(duì)其知之尚少，現(xiàn)已知相關(guān)通路包括Wnt/β-catenin信號(hào)通路、集落刺激因子-1(CSF-1)及其受體CSF-1R、STAT3信號(hào)通路等。TAMs與肝癌細(xì)胞的作用機(jī)制復(fù)雜，并促進(jìn)HCC發(fā)展，導(dǎo)致臨床預(yù)后差。系統(tǒng)地研究TAMs與肝癌細(xì)胞之間作用的機(jī)制，希望為HCC的進(jìn)展和治療的研究提供新的思路。

1 TAMs促HCC發(fā)展

1.1 TAMs與腫瘤微環(huán)境巨噬細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞(NK細(xì)胞)、中性粒細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞和骨髓源性抑制細(xì)胞(MDSCs)等主要免疫細(xì)胞組成了腫瘤免疫微環(huán)境[12]。TAMs和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)是兩種主要的免疫抑制細(xì)胞類型，具有促腫瘤生長作用。TAMs表達(dá)的趨化因子如CCL5、CCL22、CCL20和細(xì)胞因子如IL-10、TGF-β可誘導(dǎo)Treg細(xì)胞。TAMs分泌的趨化因子和細(xì)胞因子參與免疫抑制性腫瘤微環(huán)境(immunosuppressive tumor microenvironment，ITM)。TAMs可與MDSCs、腫瘤相關(guān)樹突狀細(xì)胞和中性粒細(xì)胞協(xié)同促進(jìn)ITM的生成。另外，TAMs還可抑制腫瘤浸潤T細(xì)胞和NK細(xì)胞的抗腫瘤作用。研究表明，在小鼠HCC模型中，CA1P(一種微管聚合抑制劑，與微管蛋白的秋水仙堿結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合)可以清除TAMs和Treg，改變了腫瘤微環(huán)境(the tumor microenvironment，TME)，同時(shí)降低轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)的表達(dá)，誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡而發(fā)揮顯著的抗肝癌作用[13]。另Bartneck等研究發(fā)現(xiàn)，人類患者和小鼠的HCC微環(huán)境以功能不同的巨噬細(xì)胞群為特征，其中CCR2+炎性TAM亞群具有促血管生成特性；人CCR2+TAMs在肝癌高血管化邊界聚集并表達(dá)炎癥標(biāo)志物S100A9，而CD163(+)免疫抑制TAMs在肝癌中心聚集；在肝纖維化-HCC小鼠模型中，CCR2+TAMs明顯表現(xiàn)出促炎和血管生成活性，在肝纖維化-HCC模型中使用藥物趨化因子CCL2拮抗劑抑制CCR2+TAM細(xì)胞浸潤，顯著降低了病理血管化和肝血容量，同時(shí)降低了腫瘤體積[14]。并有研究顯示，肝癌微環(huán)境可誘導(dǎo)TAMs中Nogo-B的表達(dá)上調(diào)，促進(jìn)巨噬細(xì)胞的M2型極化，從而促進(jìn)了肝癌的發(fā)展[15]?？芍?，在HCC的微環(huán)境中，TAMs是促肝癌細(xì)胞進(jìn)展的主要免疫細(xì)胞之一，常在腫瘤進(jìn)展的各個(gè)階段發(fā)揮作用。

1.2 TAMs促轉(zhuǎn)移TAMs可釋放多種炎癥因子、趨化因子和生長因子促腫瘤的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移，在促腫瘤轉(zhuǎn)移中有著重要的作用。由于惡性腫瘤的快速生長，腫瘤內(nèi)部會(huì)有一個(gè)缺氧區(qū)，缺氧是惡性腫瘤的一個(gè)標(biāo)志[16]。據(jù)研究，在低氧微環(huán)境中，肝癌細(xì)胞壞死碎片可誘導(dǎo)具有M2型TAMs有效釋放IL-1β，IL-1β使環(huán)氧合酶-2(COX-2)上調(diào)缺氧誘導(dǎo)因子-1α(HIF-1α)的合成，過表達(dá)HIF-1α可促進(jìn)肝癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移[17]。低氧環(huán)境還促進(jìn)了肝血管生成因子(HIF-1α和VEGF)的表達(dá)，并可能促進(jìn)了KC和TAMs的極化，促肝癌的進(jìn)展[18]。另外，缺氧條件下HCC高遷移率組蛋白box1(HMGB1)表達(dá)增強(qiáng)，誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞IL-6的表達(dá)增強(qiáng)，進(jìn)而促巨噬細(xì)胞浸潤及HCC轉(zhuǎn)移[19]。另有研究顯示，HCC的瘤旁肝組織中HMGB1的高表達(dá)可能與瘤旁TAM浸潤有關(guān)，促腫瘤進(jìn)展和轉(zhuǎn)移[20]。在低氧微環(huán)境中，肝癌細(xì)胞和TAMs相互作用，促進(jìn)HCC進(jìn)展和轉(zhuǎn)移。

1.3 TAMs與腫瘤干細(xì)胞(CSCs)眾所周知，CSCs驅(qū)動(dòng)腫瘤的發(fā)生和發(fā)展，對(duì)于遠(yuǎn)處新腫瘤的生長也是必需的。Wan等研究發(fā)現(xiàn)，CD44是HCC CSCs的一個(gè)重要標(biāo)志物，CD44+CSCs可通過人HCC TAMs分泌IL-6和激活HCC細(xì)胞中的STAT3信號(hào)促CSCs的擴(kuò)增和腫瘤發(fā)生，人HCC標(biāo)本中IL-6水平與腫瘤分期和CSCs標(biāo)志物相關(guān)[21]。另有研究表明，在HCC中，TAMs通過TGF-β1誘導(dǎo)EMT，促進(jìn)CSCs樣特性，并有助于HCC的進(jìn)展[22]。這些研究說明CSCs與TAMs可能互相影響，具有協(xié)同作用，促進(jìn)HCC進(jìn)展。

2 TAMS調(diào)控HCC進(jìn)展的相關(guān)信號(hào)通路

2.1 CSF-1/CSF-1RCSF-1及其受體CSF-1R調(diào)控巨噬細(xì)胞的分化及功能，促巨噬細(xì)胞的浸潤和HCC的進(jìn)展。研究表明，CSF-1刺激巨噬細(xì)胞表達(dá)的同種異體移植炎癥因子1(AIF1)誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞呈M2樣表型，肝癌細(xì)胞分泌的CSF-1通過促進(jìn)c-Jun與同AIF1啟動(dòng)子的結(jié)合，通過CSF-1-MEK1/2-ERK1/2-c-Jun軸提高AIF1表達(dá)，巨噬細(xì)胞中表達(dá)的AIF1促進(jìn)了RAW264.7和Hepa1-6共培養(yǎng)體系中肝癌細(xì)胞的遷移和動(dòng)物模型中腫瘤的生長[23]。另有研究顯示，CSF-1R阻滯通過改變肝癌中TAMs的極化，從M2向M1的轉(zhuǎn)變，來延緩腫瘤的生長，而不是消耗TAMs來延緩腫瘤生長；使用CSF-1R抑制劑PLX3397阻斷CSF-1R，改變瘤內(nèi)微環(huán)境，促進(jìn)巨噬細(xì)胞的極化轉(zhuǎn)變?yōu)镸1，HepG2和HCCLM3(兩種人肝癌細(xì)胞株)證實(shí)了這種腫瘤抑制現(xiàn)象[24]。另外，Zhu等研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤細(xì)胞內(nèi)源性骨橋蛋白(OPN)促進(jìn)趨化遷移和替代活化巨噬細(xì)胞，并通過活化巨噬細(xì)胞CSF-1-CSF-1R通路促進(jìn)PD-L1在HCC中的表達(dá)，聯(lián)合抗PD-L1和CSF-1R抑制可激發(fā)有效的抗腫瘤活性，延長OPN(高)荷瘤小鼠的生存時(shí)間[25]?？芍贖CC中，CSF-1及CSF-1R可通過促TAMs M2極化，導(dǎo)致腫瘤的生長遷移，而CSF-1R阻滯可改變瘤內(nèi)環(huán)境，達(dá)到抗腫瘤目的。

2.2 STAT3信號(hào)通路STAT3被認(rèn)為是細(xì)胞周期或細(xì)胞存活相關(guān)基因的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄激活因子，在人類HCC中，STAT3磷酸化已被檢測到，并且與腫瘤發(fā)生和腫瘤進(jìn)展、血管生成有關(guān)。通常，M2型TAMs通過IL-6/STAT3信號(hào)通路影響肝癌細(xì)胞，具有促增殖、抗凋亡和抑遷移的作用[26]。并且TAMs分泌IL-6，可經(jīng)STAT3信號(hào)通路促進(jìn)人肝癌CSCs的擴(kuò)增和腫瘤發(fā)生[21]。Toll樣受體4(TLR4)也是腫瘤侵襲性和預(yù)后不良的分子生物標(biāo)志物，研究表明M2極化的TAMs可能參與TLR4/STAT3信號(hào)通路促進(jìn)肝癌細(xì)胞遷移和EMT[27]。另有研究發(fā)現(xiàn)，在HCC組織，TAMs中SIRT4表達(dá)明顯下調(diào)，通過FAO-PPARδ-STAT3軸促進(jìn)TAMs型M2極化，促進(jìn)了肝癌細(xì)胞的體內(nèi)外生長[28]。

2.3 Wnt信號(hào)通路Wnt/β-catenin通路也可促TAMs的M2極化。研究顯示，腫瘤細(xì)胞來源的Wnt配體經(jīng)典型的信號(hào)通路刺激TAMs呈M2樣表型；并檢測到M2型TAMs中β-catenin、c-Myc和Axin2增加，Wnt/β-catenin信號(hào)通路又通過c-Myc促進(jìn)M2極化[29]。在SMMC-7721肝癌細(xì)胞中，來自M2型TAMs的TNF-α，經(jīng)Wnt/β-catenin促進(jìn)EMT和癌細(xì)胞具有CSCs特性，促進(jìn)HCC進(jìn)展[30]。另有研究報(bào)道，骨髓特異性NOTCH通路被重組信號(hào)結(jié)合蛋白Jκ(RBPjcKO)阻斷，加速了原位接種的小鼠肝Hepa1-6腫瘤的生長；并在患者源性肝癌活檢中，CD68+巨噬細(xì)胞中NOTCH信號(hào)與Wnt激活呈負(fù)相關(guān)，而Wnt激活與HCC晚期呈正相關(guān)；NOTCH阻斷上調(diào)Wnt/β-catenin，促進(jìn)HCC TAMs增殖和原細(xì)胞因子產(chǎn)生，促進(jìn)HCC進(jìn)展和結(jié)直腸癌的肝轉(zhuǎn)移[31]。由上可知，腫瘤細(xì)胞來源的Wnt配體通過典型的信號(hào)通路刺激TAMs的M2極化，從而導(dǎo)致HCC中腫瘤的生長、遷移、轉(zhuǎn)移和免疫抑制。

2.4 其他信號(hào)通路在HCC中，神經(jīng)緊張素(NTS)誘導(dǎo)IL-8可能通過MAPK和NF-κB通路誘導(dǎo)TAMs的M2極化和肝癌細(xì)胞的EMT，并促進(jìn)EMT和HCC侵襲[32]。巨噬細(xì)胞中的Nogo-B可顯著增強(qiáng)IL-4介導(dǎo)的M2型巨噬細(xì)胞中Yap和Taz的表達(dá)，Nogo-B通過增強(qiáng)Yap/Taz介導(dǎo)的TAMs M2極化促進(jìn)了HCC的進(jìn)展[33]。另有研究表明，脂肪酸氧化(FAO)有助于M2型TAMs分泌IL-1，促進(jìn)M2型TAMs介導(dǎo)的肝癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲[34]。據(jù)報(bào)道，CCL2/CCR2軸主要是將單核細(xì)胞吸引到組織內(nèi)，并協(xié)助進(jìn)一步極化巨噬細(xì)胞，從而促進(jìn)肝細(xì)胞的癌變[35]。另研究發(fā)現(xiàn)，在HCC中，內(nèi)皮素陽性的癌相關(guān)成纖維細(xì)胞(CAFs)可以通過與CD68的相互作用招募巨噬細(xì)胞，內(nèi)皮素可以通過調(diào)節(jié)GAS6的表達(dá)和分泌促進(jìn)巨噬細(xì)胞的M2極化，從而促進(jìn)HCC的進(jìn)展[36]。

TAMs在HCC中的促腫瘤作用是通過復(fù)雜的信號(hào)通路介導(dǎo)的，這些信號(hào)通路可能直接作用于肝癌細(xì)胞，也可能通過抑制其他免疫細(xì)胞等來作用于肝癌細(xì)胞。眾所周知，氧化硝基結(jié)構(gòu)域含蛋白1(NOR1)是一個(gè)腫瘤抑制基因，在HCC相關(guān)TAMs中過表達(dá)，并促進(jìn)M2交替極化。NOR1在小鼠中的基因缺失導(dǎo)致IL-6減少和NF-κB激活受損，進(jìn)而減弱了因子誘導(dǎo)的HCC的發(fā)展[37]。在HCC中，miR-98通過調(diào)節(jié)IL-10抑制TAMs，可能抑制了肝癌細(xì)胞的進(jìn)展[38]。研究表明，在肝癌TAMs中GAS5表達(dá)下調(diào)，而TAMs過表達(dá)GAS5可促進(jìn)TAMs向M1型極化，M2極化受抑制，進(jìn)而延緩HCC的進(jìn)展[39]。有研究進(jìn)一步表明，GAS5過表達(dá)可通過上調(diào)PTEN表達(dá)抑制TAMs的M2樣極化，從而抑制人肝癌細(xì)胞系(SMCC-7721)細(xì)胞的增殖和侵襲[40]。另有研究顯示，miR-125a/b通過靶向CD90(HCC干細(xì)胞的干細(xì)胞標(biāo)志物)抑制肝癌CSCs介導(dǎo)的TAMs，抑制細(xì)胞增殖和干細(xì)胞特性[41]。

3 結(jié)語與展望

以上研究表明，TAMs通過相關(guān)信號(hào)通路促進(jìn)肝癌免疫抑制的微環(huán)境、肝癌發(fā)生、血管生成，促進(jìn)肝癌的進(jìn)展，也可通過抑制相關(guān)免疫細(xì)胞而發(fā)揮抗肝癌作用。在肝癌細(xì)胞的進(jìn)展中，TAMs有著重要的作用，TAMs也可作為預(yù)后不良的生物標(biāo)志物。TAMs促肝癌細(xì)胞進(jìn)展機(jī)制復(fù)雜，另外有學(xué)者提出“肝癌細(xì)胞與巨噬細(xì)胞間正反饋環(huán)”概念[42]，TAMs與肝癌細(xì)胞相互作用機(jī)制有待進(jìn)一步研究。近年來，許多研究人員將注意力集中在與TAMs相關(guān)的癌癥免疫治療，及通過調(diào)控TAMs來控制HCC的進(jìn)展。研究表明，TAMs表達(dá)的趨化因子CXCL9可調(diào)節(jié)表達(dá)CXCR3的干細(xì)胞樣CD8 T細(xì)胞的招募和定位，而這些干細(xì)胞是抗PD-L1治療的臨床反應(yīng)的基礎(chǔ)[43]。近來有研究報(bào)道，抗腫瘤藥物瑞格非尼可抑制TAMs P38激酶磷酸化及下游Creb1/Klf4活性而逆轉(zhuǎn)TAMs M2極化，增強(qiáng)抗腫瘤免疫[44]。TAMs在腫瘤免疫抑制中起著重要作用，靶向TAMs M2表型的減弱或逆轉(zhuǎn)為HCC的免疫治療提供了新的思路[45]。TAMs作為HCC靶向治療的研究熱點(diǎn)，有望成為HCC治療的新靶點(diǎn)，闡明TAMs與HCC發(fā)生發(fā)展關(guān)系及其具體相關(guān)作用機(jī)制，為TAMs作為HCC治療的潛在靶點(diǎn)提供更多理論依據(jù)，有助于促進(jìn)HCC發(fā)展的研究和HCC治療的進(jìn)一步研發(fā)，以期為HCC的臨床治療提供更多有效參考。