胡向嘉，張遷，李楠（海軍軍醫(yī)大學(xué) 免疫學(xué)研究所暨醫(yī)學(xué)免疫學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200433）

腫瘤內(nèi)浸潤(rùn)的巨噬細(xì)胞稱為腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（tumor-associated macrophage，TAM），是腫瘤微環(huán)境（tumor microenvironment，TME）中最主要的免疫細(xì)胞，在腫瘤免疫和腫瘤治療中發(fā)揮著重要作用，通常與不良預(yù)后和治療抵抗相關(guān)。TAM 具有高度異質(zhì)性和功能的可塑性，主要包含M1型和M2型兩種極化類型。在腫瘤發(fā)生早期，TAM 以M1 型為主，主要發(fā)揮抗腫瘤作用，能夠抑制腫瘤生長(zhǎng)并激活腫瘤免疫；然而在TME 的持續(xù)影響下，TAM 會(huì)朝M2 極化方向轉(zhuǎn)變，表現(xiàn)為免疫抑制作用增強(qiáng)，這反過來強(qiáng)化了TME的馴化作用，促進(jìn)腫瘤的惡性進(jìn)展，易化腫瘤的免疫逃逸、增殖和轉(zhuǎn)移?；贛1和M2型TAM的功能特點(diǎn)，如何誘導(dǎo)TAM中的M2型向M1型發(fā)生復(fù)極化并重塑其功能，成為目前腫瘤治療研究的一個(gè)重要方向。

TAM的極化和功能狀態(tài)受到TME中各種調(diào)控因素的誘導(dǎo)與調(diào)節(jié)，其中表觀遺傳調(diào)控具有獨(dú)特的作用。深入研究包括DNA甲基化、以甲基化和乙?；癁橹鞯慕M蛋白修飾和非編碼RNA 在內(nèi)的表觀遺傳機(jī)制介導(dǎo)的TAM功能調(diào)控，并進(jìn)一步挖掘其在抗腫瘤治療的應(yīng)用潛力，有助于進(jìn)一步理解TAM在不同類型腫瘤和各種治療方法中所起的重要作用，并為靶向TAM輔助腫瘤治療提供新的思路。

1 表觀遺傳修飾對(duì)TAM 極化和功能重塑的調(diào)控作用及其機(jī)制

巨噬細(xì)胞的異質(zhì)性來源于其對(duì)微環(huán)境中紛繁復(fù)雜的刺激因素的積極響應(yīng)，在此過程中，巨噬細(xì)胞表型的呈現(xiàn)需要相關(guān)基因在特定時(shí)空下的表達(dá)，這依賴于眾多因素的相互作用，其中，表觀遺傳機(jī)制通過對(duì)基因啟動(dòng)子和增強(qiáng)子進(jìn)行動(dòng)態(tài)而可逆的表觀修飾，促使巨噬細(xì)胞能夠快速響應(yīng)不同刺激[1]。

表觀遺傳調(diào)控包含DNA 甲基化、組蛋白修飾、非編碼RNA 等多種機(jī)制，其修飾的靶基因或靶蛋白在TAM 的功能中發(fā)揮不同作用，因此表觀遺傳調(diào)控對(duì)TAM發(fā)揮著復(fù)雜而多樣的作用，不可一概而論。總體來說，表觀遺傳主要通過以下途徑調(diào)控TAM功能：（1）對(duì)染色質(zhì)的表觀修飾（DNA 甲基化、多種組蛋白修飾等）精密調(diào)節(jié)基因表達(dá)；（2）通過染色質(zhì)重塑而動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)基因組轉(zhuǎn)錄水平；（3）通過非編碼RNA 特異性調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄和翻譯；（4）通過RNA 修飾而調(diào)節(jié)mRNA 翻譯和穩(wěn)定性來影響TAM 所參與的生理與病理進(jìn)程[2]。上述表觀調(diào)控作用共同建立了TAM 的基因特異性表觀調(diào)控組，在染色質(zhì)和RNA層面調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄活性和表達(dá)水平，在確立TAM的功能特性中發(fā)揮了關(guān)鍵而獨(dú)特的作用[3]。

表觀遺傳調(diào)控不改變基因序列，通常受環(huán)境因素的影響并且可逆，從而在腫瘤治療中具有潛在的應(yīng)用前景。近年來，在表觀遺傳層面調(diào)控TAM極化的各個(gè)環(huán)節(jié)，抑制M2 極化、促進(jìn)M1 極化，從而引起TAM的功能重塑，已經(jīng)逐漸成為腫瘤治療的一個(gè)新興策略。

1.1 DNA甲基化

哺乳動(dòng)物的DNA 甲基化是指發(fā)生在CpG 二核苷酸中胞嘧啶C-5 位的甲基化；由DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶（DNA methyltransferase，DNMT，包 括DNMT1、DNMT3a 和DNMT3b）催化，其產(chǎn)物稱為5-甲基胞嘧啶（5-methylcytosine，5-mC）。啟動(dòng)子、增強(qiáng)子以及轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)附近的甲基化CpG（methyl-CpG）會(huì)阻止轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的組裝，導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄沉默。

實(shí)體瘤中高表達(dá)的DNMT 可催化TAM 極化相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子、信號(hào)通路及其調(diào)控因子和能量代謝相關(guān)基因的DNA甲基化，與M1極化過程密切相關(guān)。例如，DNMT1 能夠抑 制Kruppel 樣因子4（Krüppel-like factor 4，KLF4）和細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制因子1（suppressor of cytokine signaling 1，SOCS1）等轉(zhuǎn)錄因子的基因表達(dá)，增強(qiáng)促炎細(xì)胞因子TNF-α 和IL-6的分泌，調(diào)控巨噬細(xì)胞M1極化過程[4-5]。與之類似，DNMT1 和DNMT3b 可抑制M2 極化調(diào)控因子過氧化物酶體增殖物激活受體 γ（peroxisome proliferator activated receptor γ，PPARγ），從而促進(jìn)M1 極化[5-6]。然而，DNMT 并非只促進(jìn)M1 極化。一項(xiàng)關(guān)于胰腺導(dǎo)管腺癌（pancreatic ductal adenocarcinoma，PDAC）的研究[7]發(fā)現(xiàn)，腫瘤細(xì)胞與TAM 的細(xì)胞間直接接觸能夠通過誘導(dǎo)氧化磷酸化相關(guān)基因的DNA甲基化水平升高，進(jìn)而抑制M1樣TAM的葡萄糖代謝，使之重編程為M2 樣TAM，從而抑制TAM的抗腫瘤作用；而通過DNMT 抑制劑預(yù)處理抑制DNA甲基化后可抑制TAM重編程，使TAM能夠發(fā)揮抗腫瘤作用。因此，DNMT在TAM極化中扮演的角色不能一概而論，需要開展更為深入而明確的研究。

甲基化DNA 的去甲基化過程由甲基胞嘧啶雙加氧 酶TET（ten-eleven translocation）介導(dǎo)。TET 可將5-mC 依次氧化為5-羥甲基胞嘧啶（5-hydroxymethyl cytosine，5-hmC）、5-甲酰基胞嘧啶（5-formylcytosine，5-fC）和5-羧基胞嘧啶（5-carboxylcytosine，5-caC）。它們不僅代表DNA的順序去甲基化，還可作為轉(zhuǎn)錄調(diào)控的獨(dú)立修飾位點(diǎn)[8-9]。

在TET 家族分子中，TET2 已被報(bào)道可誘導(dǎo)M2 極化相關(guān)分子表達(dá)，發(fā)揮抗炎、促腫瘤作用。TET2是小鼠巨噬細(xì)胞中表達(dá)最高的TET酶之一，能夠在炎癥后期抑制炎癥因子IL-1β、IL-6 及趨化因子的表達(dá)，誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞的功能重塑，在抑制炎癥持續(xù)發(fā)展、促進(jìn)炎癥消退中發(fā)揮重要作用[10]。研究[11]表明，在小鼠和人黑色素瘤組織中，TET2 的表達(dá)依賴于IL1R/MyD88通路；髓系特異性敲除后，TAM由免疫抑制的M2型向促炎的M1型轉(zhuǎn)變，并減緩腫瘤生長(zhǎng)速度，這提示TET2 可能是TAM 參與腫瘤免疫的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。TET2 的表達(dá)依賴于IL1R/MyD88 通路，而已報(bào)道腫瘤來源的IL-1α與肺癌的轉(zhuǎn)移密切相關(guān)[12]。因此，以TET2的表觀調(diào)控作用為最終出口的IL-1α/IL1R/MyD88/TET2軸在誘導(dǎo)TAM 重塑的腫瘤治療中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值[9,13]。

1.2 組蛋白修飾

組蛋白是維持染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的重要成分。約147 bp的DNA纏繞在組蛋白八聚體周圍，以形成核小體核心顆粒，而組蛋白H1與長(zhǎng)度不等的DNA連接相鄰的核小體核心。組蛋白的翻譯后修飾（post-translational modifications，PTM），又稱為組蛋白密碼（histone code），是表觀遺傳調(diào)控機(jī)制的核心；尤其是組蛋白H3、H4的N端，即組蛋白尾部（histone tail），包含大多數(shù)組蛋白修飾酶的作用位點(diǎn)。組蛋白修飾種類繁多，包括經(jīng)典的甲基化、乙?；⒘姿峄?、泛素化、類泛素化（sumoylation），以及新近發(fā)現(xiàn)的ADP 核糖基化、精氨酸瓜氨酸化、脯氨酸異構(gòu)化等。上述研究結(jié)果表明，組蛋白甲基化和乙?；揎棇?duì)TAM的功能調(diào)控具有重要意義。

1.2.1 組蛋白甲基化 組蛋白甲基化可影響染色質(zhì)壓縮和染色質(zhì)對(duì)轉(zhuǎn)錄因子及其他調(diào)控因子的可及性，從而調(diào)控轉(zhuǎn)錄激活或沉默。組蛋白甲基化發(fā)生在組蛋白的精氨酸或賴氨酸上，分別由組蛋白賴氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶和組蛋白精氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶（protein-arginine methyltransferase，PRMT）介導(dǎo)[14-15]。組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶與TAM 的M2 極化和促腫瘤作用密切相關(guān)。PRMT1 通過添加啟動(dòng)子區(qū)組蛋白H4 第3 位精氨酸非對(duì)稱二甲基化（H4R3me2a）修飾上調(diào)PPARγ基因表達(dá)，而PPARγ基因是促進(jìn)M2極化的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子之一[16]。進(jìn)一步的研究[17]發(fā)現(xiàn)，在人肝細(xì)胞癌樣品分離的TAM 中，PRMT1 表達(dá)與可引起腫瘤細(xì)胞增殖、抗凋亡、轉(zhuǎn)移和血管形成的STAT3 活化密切相關(guān)；在酒精飲食小鼠模型中，PRMT1/IL-6/STAT3軸通過促進(jìn)M2極化介導(dǎo)酒精相關(guān)肝細(xì)胞癌進(jìn)展。

組蛋白去甲基化酶包括組蛋白賴氨酸去甲基酶（histone lysine demethylase，KDM）、含有Jumonji結(jié)構(gòu)域的羥化酶（JmjC-domain-containing hydroxylase，JMJD）和肽酰精氨酸脫氨酶（peptidyl arginine deiminase，PADI）等。

鑒于組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶能夠促進(jìn)M2 極化，推測(cè)組蛋白去甲基化酶可介導(dǎo)M1 極化。然而，通過誘導(dǎo)M2 相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄激活，組蛋白去甲基化酶同樣與M2 極化密切相關(guān)。例如，JMJD1A 可增加TAM 數(shù)量和增強(qiáng)TAM 促腫瘤功能，使腫瘤獲得更高的侵襲性[18]。JMJD3 的表達(dá)受IL-4/STAT6 信號(hào)通路調(diào)控，JMJD3 可以減少干擾素調(diào)節(jié)因子4（interferon regulatory factor 4，IRF4）和M2 極化相關(guān)基因[如精氨酸酶1（arginase 1,Arg1）、殼多糖酶3 樣分子3（chitinase 3-like 3，Chi3l3)、抵抗素樣分子α（resistin-like alpha,Retnlα）的組蛋白H3 第27位賴氨酸]二甲基化/三甲基化（H3K27me2/3）標(biāo)記，從而激活M2 相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)M2 極化[19-20]。最近一項(xiàng)研究[21]認(rèn)為，乳腺癌細(xì)胞通過分泌含有miRNA-138-5p 的外泌體誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞表達(dá)更多的JMJD3，從而促進(jìn)TAM 發(fā)生M2 極化。以上研究表明，組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶和去甲基化酶對(duì)TAM 極化和功能的影響具有高度的復(fù)雜性，不能簡(jiǎn)單地根據(jù)已有知識(shí)進(jìn)行推測(cè)。

1.2.2 組蛋白乙酰化 組蛋白乙?；揎棸l(fā)生在賴氨酸的ε-氨基，其添加或去除分別由組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶（histone acetyltransferase，HAT）和組蛋白去乙?；福╤istone deacetylase，HDAC）介導(dǎo)。組蛋白乙?；揎椉瓤芍泻唾嚢彼崴鶖y帶的正電荷，使染色質(zhì)結(jié)構(gòu)松散而有利于轉(zhuǎn)錄因子與DNA的結(jié)合，又可產(chǎn)生新的結(jié)合位點(diǎn)，被含有布羅莫（bromo）結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)識(shí)別并結(jié)合，從而有利于基因的轉(zhuǎn)錄活化。

組蛋白乙?；揎椏赏ㄟ^損傷TAM 的抗原提呈功能而促進(jìn)M2極化表型。研究[22]發(fā)現(xiàn)，MHCⅡ表達(dá)的主要調(diào)控分子Ⅱ類轉(zhuǎn)錄激活因子（class Ⅱtransactivator，CⅡTA）啟動(dòng)子區(qū)的組蛋白去乙?；?，介導(dǎo)了TNF 受體超家族成員DcR3（decoy receptor 3）下調(diào)MHCⅡ依賴性抗原提呈相關(guān)分子表達(dá)，從而促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)作用。而HDAC 抑制劑處理能夠解除DcR3特異性過表達(dá)所誘導(dǎo)的結(jié)直腸癌腫瘤生長(zhǎng)和侵襲[23]。此外，結(jié)直腸癌細(xì)胞可通過外泌體介導(dǎo)的miRNA-145分泌來下調(diào)TAM中HDAC11的表達(dá)，從而誘導(dǎo)M2極化，促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)[24]。

除了HAT 和HDAC 對(duì)組蛋白乙?；揎椀闹苯哟呋瑢?duì)表觀修飾酶功能或表觀修飾狀態(tài)的調(diào)節(jié)同樣可以參與對(duì)TAM功能的表觀調(diào)控。例如，在肺癌患者腫瘤組織樣品中，瘤內(nèi)浸潤(rùn)的TAM 比瘤周浸潤(rùn)的TAM細(xì)胞表達(dá)更高水平的泛素特異性蛋白酶24（ubiquitinspecific peptidase 24，USP24）。USP24 可以促進(jìn)組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶p300 的穩(wěn)定性，從而提高NF-κB和IL-6 啟動(dòng)子區(qū)的組蛋白H3 乙?；?，促進(jìn)NF-κB 和IL-6 的表達(dá)和腫瘤進(jìn)展[25]。布羅莫結(jié)構(gòu)域和外末端結(jié)構(gòu)域（bromodomain and extraterminal，BET）蛋白家族成員中所含的布羅莫結(jié)構(gòu)域蛋白4（bromodomain containing 4，BRD4）能夠識(shí)別并結(jié)合組蛋白乙?；揎棧鳥ET抑制劑處理TAM能夠阻斷BRD4 與IL-4 依賴的基因啟動(dòng)子的結(jié)合，抑制TAM向M2方向極化，減緩腫瘤生長(zhǎng)[26]。

組蛋白乙?；揎椷€可在代謝產(chǎn)物對(duì)TAM 極化和功能調(diào)控中發(fā)揮重要作用。目前認(rèn)為，M1 極化能夠增加糖代謝通量，使乙酰輔酶A、琥珀酸等中間代謝產(chǎn)物的含量增加,而這些糖代謝產(chǎn)物對(duì)TAM極化具有重要作用[10,27-32]。例如，乙酰輔酶A 作為組蛋白乙?；牡孜铮纱龠M(jìn)組蛋白乙?；蚆1 極化相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄[33];這一作用可被三磷酸甘油脫氫酶2（glycerol 3-phosphate dehydrogenase 2，GPD2）所限制，從而誘導(dǎo)TAM 的免疫抑制和耐受[34]，這也從某種程度上解釋了TME 中葡萄糖的匱乏和M2 樣TAM的抑炎表型。

1.3 非編碼RNA

非編碼RNA是一類調(diào)節(jié)性RNA，不能翻譯為蛋白，而在RNA 水平行使生物學(xué)功能。參與調(diào)節(jié)基因表達(dá)的非編碼RNA 主要包括lncRNA、miRNA 等。miRNA 主要通過靶向mRNA 的3’-UTR，誘導(dǎo)其降解或抑制其翻譯而發(fā)揮轉(zhuǎn)錄后抑制作用；而lncRNA 可以通過分子內(nèi)的不同基序同時(shí)與DNA、RNA或蛋白質(zhì)相互作用，直接介導(dǎo)反式和順式表觀遺傳調(diào)控。

在不同極化狀態(tài)下，TAM 中大量miRNA 發(fā)生差異表達(dá)，直接影響極化相關(guān)基因的表達(dá)水平，從而調(diào)控其功能狀態(tài)[35]。已有報(bào)道[36]，miRNA-125、miRNA-146、miRNA-155、miRNA-7a/f 和miRNA-37 參與M1 極化過程，而miRNA-let-7c/e、miRNA-9、miRNA-21、miRNA-147、miRNA-187 和miRNA-223 則參與M2 極化。在彌漫性大B 細(xì)胞淋巴瘤中發(fā)現(xiàn)，過表達(dá)miRNA-155能夠抑制M2極化相關(guān)基因表達(dá)。miRNA-511-3p可與甘露糖受體1（mannose receptor 1,MRC1）基因一同轉(zhuǎn)錄，而miRNA-511-3p 的強(qiáng)制過表可抑制TAM 的M2極化和促腫瘤功能，抑制腫瘤生長(zhǎng)，這提示內(nèi)源性miRNA可能參與建立TAM極化基因表達(dá)和功能活化的閾值水平[37]。有研究[38]分析人肝細(xì)胞癌、肺癌和膠質(zhì)母細(xì)胞瘤樣品發(fā)現(xiàn)，TAM 高表達(dá)HIF-2α；而多種miRNA 可在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控HIF-2α 表達(dá)，例如miRNA-17和miRNA-20a 能夠在非缺氧條件下上調(diào)HIF-2α水平，從而促進(jìn)腫瘤內(nèi)血管生成。

參與miRNA 生物合成的蛋白也可能在miRNA 介導(dǎo)的表觀調(diào)控中發(fā)揮作用。例如，核酸酶DICER 是miRNA 的加工酶，在TAM 中條件性敲除DICER 能夠誘導(dǎo)TAM向M1極化，表現(xiàn)為IFN-γ/STAT1信號(hào)通路的過度活化。這種重編程削弱了TAM的免疫抑制作用，促進(jìn)腫瘤組織的細(xì)胞毒性T 淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)并抑制腫瘤生長(zhǎng)[39]。

除了miRNA 外，lncRNA 也在TAM 極化中發(fā)揮作用。例如，過表達(dá)lncRNA ANCR 下調(diào)TAM 的IL-1β 和IL-6水平，抑制TAM的M1極化，從而促進(jìn)胃癌腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移[40]。lncRNA COX-2 則能促進(jìn)TAM 發(fā)生M1 極化，提高IL-12、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase,iNOS）和TNF-α水平和降低IL-10、Arg1 和抵抗素樣分子α（resistin-like molecule alpha，Retnla）的水平，抑制肝癌腫瘤細(xì)胞的增殖和侵襲[41]。

研究[42]表明，多種非編碼RNA可通過相互作用共同參與基因表達(dá)調(diào)控。例如，lncRNA 通過競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miRNA 抑制后者的功能，構(gòu)成lncRNA/miRNA/靶基因的調(diào)控軸，從而介導(dǎo)TAM 極化和腫瘤進(jìn)展。在子宮內(nèi)膜癌的TAM 中，lncRNA NIFK-AS1 通過負(fù)向調(diào)控miRNA-146a 而增加Notch1 的表達(dá)，抑制TAM 的M2極化和腫瘤進(jìn)展[42]。在非小細(xì)胞肺癌的TAM 中，lncRNA GNAS-AS1 的過表達(dá)通過抑制miRNA-4319 而促進(jìn)N 末端EF 手型鈣結(jié)合蛋白3（N-terminal EFhand calcium-binding protein 3，NECAB3）的 表達(dá)，從而上調(diào)TAM 的IL-10 和Arg1 水平，促進(jìn)TAM 的M2 極化和腫瘤進(jìn)展[43]。此外，在ER 陽性乳腺癌的TAM 中發(fā)現(xiàn)，GNAS-AS1 通過抑制miRNA-433-3p 上調(diào)GATA 結(jié)合蛋白3（GATA-binding protein 3，GATA3）表達(dá)，能夠促進(jìn)TAM 的M2 極化和腫瘤的增殖和轉(zhuǎn)移[44]。

最近研究[45]發(fā)現(xiàn)，一類新鑒定的短鏈非編碼RNA——sdnRNA（snRNA/snoRNA derived nuclear RNA）也參與TAM 的功能調(diào)控。sdnRNA-3 能夠促進(jìn)TAM 中抑制性染色質(zhì)重塑調(diào)控因子Mi-2β 在iNOS 基因啟動(dòng)子區(qū)的富集，并介導(dǎo)該位點(diǎn)的抑制性組蛋白H3 第27 位賴氨酸三甲基化（H3K27me3）修飾，從而選擇性抑制iNOS 基因在TAM 中的轉(zhuǎn)錄。在TAM 中沉默sdnRNA-3 會(huì)顯著提高iNOS 的基因轉(zhuǎn)錄，而給B16 黑色素瘤荷瘤小鼠回輸sdnRNA-3 沉默的TAM 可顯著抑制腫瘤的生長(zhǎng)。

2 表觀遺傳調(diào)控TAM 的極化和功能重塑為靶向TAM治療腫瘤提供新思路

靶向TAM 的腫瘤治療是近年來腫瘤研究的熱點(diǎn)之一。通過引發(fā)耗竭、抑制募集以及誘導(dǎo)復(fù)極化等手段逆轉(zhuǎn)M2 型TAM 的免疫抑制功能，可能是調(diào)動(dòng)免疫系統(tǒng)本身來抵抗腫瘤的關(guān)鍵。由于表觀遺傳調(diào)控具有快速、動(dòng)態(tài)、靈活等特點(diǎn)，基于表觀遺傳調(diào)控誘導(dǎo)TAM發(fā)生復(fù)極化和功能重塑，逆轉(zhuǎn)其促腫瘤表型和功能，不僅獨(dú)自具有抗腫瘤作用，而且與常規(guī)治療和免疫治療相聯(lián)合后，可能會(huì)對(duì)臨床產(chǎn)生更重大影響。

2.1 TAM對(duì)傳統(tǒng)療法治療效果的影響

M2樣TAM因其促腫瘤生長(zhǎng)、促血管生成和促腫瘤轉(zhuǎn)移作用，在很大程度上參與了傳統(tǒng)的腫瘤化療和放療中發(fā)生的治療抵抗和復(fù)發(fā)過程。在路易斯肺癌（Lewis lung cancer，LLC）小鼠移植瘤模型中，在化療藥物環(huán)磷酰胺處理后，M2 樣TAM 顯著富集于腫瘤血管周圍區(qū)域，通過分泌VEGF 促進(jìn)血運(yùn)重建和腫瘤復(fù)發(fā)，這一過程由CXC 趨化因子家族的受體-配體對(duì)CXCR4-CXCL12 所介導(dǎo)[46]。放療同樣會(huì)因TME 中TAM的募集而影響治療效果[47]。

此外，TAM可顯著影響腫瘤靶向治療的療效。例如，在乳腺癌小鼠模型中，一部分與腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)的TAM 高表達(dá)VEGFR1，介導(dǎo)腫瘤血管生成的VEGF 信號(hào)可以通過VEGFR1激活TAM的CSF-1信號(hào)通路，增強(qiáng)其促腫瘤活性；因此，VEGF靶向治療除抑制腫瘤血管生成外，還能通過抑制TAM延緩腫瘤進(jìn)展[48]。血管生成素-2（angiopoietin-2，ANG-2）介導(dǎo)血管壁完整性，其促血管生成功能與TAM 密切相關(guān)[49]。因此，研究者[50-51]開發(fā)出抗ANG-2/VEGF 雙特異性抗體，在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤小鼠模型中，該抗體不僅具有較強(qiáng)的抗腫瘤活性，還能介導(dǎo)TAM向M1極化的重編程。因此，靶向TAM可能有助于提高傳統(tǒng)腫瘤療法的有效性。

2.2 基于表觀調(diào)控機(jī)制靶向TAM的免疫治療策略

靶向TAM免疫治療的經(jīng)典思路是減少TME中TAM的數(shù)量、促進(jìn)TAM 的耗竭。主要策略包括以下2 種：（1）募集抑制和直接殺傷TAM。例如TAM 殺傷藥物雙膦酸鹽（bisphosphonates）具有直接和間接抗腫瘤活性[52]；曲貝替定（trabectedin）通過結(jié)合凋亡受體TRAIL 選擇性誘導(dǎo)單核細(xì)胞和TAM 的凋亡[53]，對(duì)軟組織肉瘤和卵巢癌已經(jīng)顯示了較好的療效。（2）阻斷細(xì)胞因子或趨化因子與其受體相互作用，減少TAM的募集和分化。靶向TAM CSF1R 阻斷其向TME 募集的多種小分子和抗體已進(jìn)入臨床試驗(yàn)[54-55]。阻斷單核細(xì)胞所表達(dá)的CC 趨化因子家族受體2（C-C motif chemokine receptor 2，CCR2）可使腫瘤細(xì)胞無法通過釋放CCR2 的配體2（C-C motif chemokine ligand 2,CCL2）來募集單核細(xì)胞，從而減少TAM 數(shù)量。CCR2 抑制劑與標(biāo)準(zhǔn)胰腺癌化療方案（FOLFIRINOX）聯(lián)合應(yīng)用于不適合手術(shù)的晚期胰腺癌患者，可使患者對(duì)化療的反應(yīng)性增加40%以上[56]。CCL5/CCR5 的拮抗劑能夠通過抑制單核細(xì)胞和TAM的募集，抑制CCL5對(duì)TAM促腫瘤作用的增強(qiáng)效應(yīng)而發(fā)揮抗腫瘤作用，在結(jié)直腸癌肝轉(zhuǎn)移患者的Ⅰ期試驗(yàn)中已得到證實(shí)[57]。

另一種受到更廣泛關(guān)注的策略是誘導(dǎo)TAM 的表型和功能重塑，從而削弱其促腫瘤活性而恢復(fù)其抗腫瘤特性。與直接殺傷TAM 和抑制TAM 募集策略相比，誘導(dǎo)TAM復(fù)極化不僅能減少免疫抑制型TAM，還可增加促炎TAM的數(shù)量，對(duì)免疫抑制型TME實(shí)現(xiàn)高效逆轉(zhuǎn)；同時(shí)可避免巨噬細(xì)胞急劇減少對(duì)正常組織的影響，減少不良反應(yīng)。例如，靶向CSF-1R、c-Kit 和Fms相關(guān)受體酪氨酸激酶3（Fms-related receptor tyrosine kinase 3，F(xiàn)lt3）的酪氨酸激酶抑制劑PLX3397 可使M2 樣TAM 表型去極化，抑制腫瘤進(jìn)展，在黑色素瘤（NCT02071940、NCT02975700）、前列腺癌（NCT0149043）和膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（NCT01349036）患者中正在進(jìn)行著臨床試驗(yàn)[58]。激動(dòng)型CD40 抗體與抗CSF1R抗體聯(lián)用能夠使TAM向促炎的M1表型復(fù)極化，從而改變TME，激活腫瘤浸潤(rùn)的T淋巴細(xì)胞，使腫瘤對(duì)免疫檢查點(diǎn)抑制劑產(chǎn)生反應(yīng)性[59-60]。碳納米管可通過激活TLR4/NF-κB信號(hào)誘導(dǎo)M2極化的TAM復(fù)極化為M1型，從而阻止肺癌轉(zhuǎn)移[61]。

2.3 表觀調(diào)控治療對(duì)TAM的功能重塑

表觀遺傳調(diào)控為腫瘤治療提供了新的思路，也是腫瘤藥物開發(fā)的熱點(diǎn)之一。其中，利用表觀酶抑制劑誘導(dǎo)TAM復(fù)極化和功能重塑，從而抑制腫瘤的進(jìn)展、改善預(yù)后，這一方法目前已開始應(yīng)用于臨床腫瘤治療。

DNMT抑制劑可誘導(dǎo)M2型TAM的復(fù)極化和功能重塑。在小鼠卵巢癌模型中，DNMT 抑制劑地西他濱處理能夠增強(qiáng)TME中TAM的Ⅰ型干擾素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，使M1樣TAM增多、M2樣TAM減少[62]。在小鼠腫瘤肺轉(zhuǎn)移模型中，地西他濱和HDAC 抑制劑恩替司他聯(lián)用能夠促進(jìn)MDSC 向肺泡TAM 的表型發(fā)生轉(zhuǎn)化，從而破壞腫瘤的轉(zhuǎn)移前生態(tài)位（premetastatic niche），抑制肺轉(zhuǎn)移灶的形成和生長(zhǎng)[63]。在小鼠的肺癌和腎細(xì)胞癌模型中，恩替司他與PD-1 抗體聯(lián)用可增強(qiáng)PD-1 抗體的抗腫瘤作用，增加小鼠存活率[64]。此外，HDAC 的ⅡA類特異性抑制劑TMP195 也能夠改變TAM 的表觀基因組，使其向M1樣促炎表型轉(zhuǎn)化，并能增強(qiáng)T細(xì)胞的腫瘤殺傷功能。在乳腺癌小鼠模型中，TMP195 通過改變TAM表型，增強(qiáng)TAM抗腫瘤作用，增強(qiáng)其活化CTL的功能從而改變TME，與標(biāo)準(zhǔn)化療方案和免疫檢查點(diǎn)抑制劑聯(lián)用能夠顯著減少腫瘤負(fù)荷和肺轉(zhuǎn)移[65]。

除了表觀修飾酶以外，某些間接參與表觀調(diào)控的蛋白同樣可作為表觀治療的靶點(diǎn)應(yīng)用于腫瘤治療。例如，間接介導(dǎo)表觀調(diào)控的WD 重復(fù)蛋白5（WD repeat protein 5，WDR5）自身不具有催化活性，主要通過與甲基轉(zhuǎn)移酶MLL1（mixed-lineage leukemia 1）組成復(fù)合物來催化H3K4甲基化，發(fā)揮表觀調(diào)控作用。在小鼠胰腺癌模型中，通過阻斷WDR5來抑制MLL 復(fù)合物的酶活性，降低骨橋蛋白（osteopontin，OPN）基因啟動(dòng)子H3K4me3甲基化水平從而抑制其表達(dá)，能夠抑制腫瘤發(fā)展，亦可協(xié)同提高與PD-1/PD-L1抑制劑的療效[66]。

3 臨床應(yīng)用的挑戰(zhàn)及可能的對(duì)策

大量的臨床前實(shí)驗(yàn)證據(jù)支持表觀遺傳調(diào)控藥物能夠通過改變TAM極化方向、重塑其功能從而發(fā)揮抗腫瘤效果，相關(guān)臨床研究也正在進(jìn)行之中。但是，有限的臨床數(shù)據(jù)顯示，靶向TAM的表觀遺傳調(diào)控治療在腫瘤治療中的應(yīng)用仍面臨很大的挑戰(zhàn)。

3.1 闡明TAM 在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程的關(guān)鍵表觀調(diào)節(jié)機(jī)制

合理且有效利用表觀調(diào)控來靶向TAM 進(jìn)行抗腫瘤治療的關(guān)鍵在于從表觀遺傳角度闡明TAM 在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中的關(guān)鍵調(diào)節(jié)機(jī)制，這將為腫瘤的精準(zhǔn)治療提供切實(shí)有效的表觀靶點(diǎn)。目前，在TAM 致敏、激活、極化和耐受等多個(gè)過程中的表觀調(diào)控機(jī)制研究中仍存在諸多尚不明確之處。例如，在轉(zhuǎn)錄前調(diào)控中，基因的表觀遺傳學(xué)標(biāo)志，如DNA甲基化等，是如何在TAM極化過程中建立下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的；這些通路是否與模式識(shí)別受體（PRR）激活的通路存在交互作用（crosstalk）；在腫瘤中，各種TME相關(guān)的調(diào)控因素對(duì)這些表觀修飾是否存在協(xié)同或拮抗效應(yīng)等。尤為重要的是，某一表觀遺傳修飾所發(fā)揮的作用是否對(duì)TAM存在特異性調(diào)控，這將決定相關(guān)表觀治療全身應(yīng)用是否會(huì)產(chǎn)生脫靶效應(yīng)和其他不良反應(yīng)及其程度。此外，由于表觀遺傳酶的活性受特定代謝產(chǎn)物的調(diào)節(jié)，因此深入研究表觀遺傳調(diào)控與TAM不同極化及其功能狀態(tài)下的代謝組改變之間的聯(lián)系也將是未來的一個(gè)研究重點(diǎn)。對(duì)于這些問題的深入理解將有助于發(fā)現(xiàn)切實(shí)有效且可靠的治療靶標(biāo)，實(shí)現(xiàn)更加有效治療腫瘤的目的。

上述目的的實(shí)現(xiàn)有賴于各種高通量、高靈敏度和全域化表觀遺傳研究技術(shù)的支持，包括通過全基因組/精準(zhǔn)DNA 甲基化和羥甲基化測(cè)序繪制TAM 的DNA甲基化圖譜、利用定量測(cè)量方法生成可識(shí)別染色質(zhì)表觀修飾的“蛋白質(zhì)招募圖”、利用各種靈敏的空間基因組學(xué)技術(shù)捕獲全基因組范圍內(nèi)各基因元件的相互作用及高級(jí)結(jié)構(gòu)，并將精度提高到單細(xì)胞水平，從而分析復(fù)雜TME 下不同TAM 亞群的表觀修飾異質(zhì)性等。這些研究技術(shù)和分析方法將為闡明TAM 對(duì)腫瘤發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵表觀調(diào)節(jié)機(jī)制提供巨大的幫助。

3.2 開發(fā)靶向TAM 的表觀調(diào)控治療藥物新型遞送系統(tǒng)

如前所述，針對(duì)不同表觀修飾酶和表觀調(diào)控分子靶標(biāo)的藥物，包括小分子、抗體和RNA等，具有誘導(dǎo)TAM 復(fù)極化進(jìn)而產(chǎn)生對(duì)抗腫瘤的效能。針對(duì)這些藥物的臨床應(yīng)用，一個(gè)最大的挑戰(zhàn)就是如何將這些表觀調(diào)節(jié)藥物高效、特異、精準(zhǔn)地傳遞給TME 中的TAM，最大程度地提高其生物利用度、增加其穩(wěn)定性、降低脫靶效應(yīng)和減少其他不良反應(yīng)。當(dāng)前納米遞藥技術(shù)的研究取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)的納米材料（脂質(zhì)體、聚合物納米顆粒、納米氧化鐵和碳納米材料等）介導(dǎo)的TAM靶向策略在臨床前研究中已經(jīng)展現(xiàn)出明顯的抗腫瘤效應(yīng)，因而可能是應(yīng)對(duì)該問題的一個(gè)候選解決方案。目前，靶向TAM納米載體的設(shè)計(jì)主要包括“被動(dòng)靶向”和“主動(dòng)靶向”兩種策略。被動(dòng)靶向,如雙膦酸鹽脂質(zhì)體依賴于TAM的吞噬和內(nèi)化作用，且通常M2 樣TAM 比M1 樣TAM 表現(xiàn)出更高的納米粒內(nèi)化效率。然而仍有大部分納米顆粒在TME中被腫瘤細(xì)胞或其他非惡性細(xì)胞內(nèi)吞，從而降低其在TAM 中的富集水平，削弱了調(diào)控效果。因此，基于TAM高表達(dá)的表面受體與配體的相互作用，設(shè)計(jì)特異性主動(dòng)靶向TAM的納米載體，可有效提高內(nèi)吞和調(diào)控效率。如利用MRC1、葉酸受體β（folate receptor β,FRβ）、豆莢蛋白（legumain）和轉(zhuǎn)鐵蛋白受體（transferrin receptor）的抗體、配體和激活劑，以及特異性靶向M2樣TAM的多肽偶聯(lián)或包裹，均可顯著提高藥物的遞送效果。此外，設(shè)計(jì)同時(shí)靶向TAM和腫瘤細(xì)胞的納米遞送系統(tǒng)，可在逆轉(zhuǎn)免疫抑制型TME、削弱微環(huán)境介導(dǎo)的耐藥性的同時(shí)，結(jié)合腫瘤細(xì)胞靶向治療，產(chǎn)生抗腫瘤協(xié)同效應(yīng)，達(dá)到更理想的聯(lián)合治療效果。

3.3 有效聯(lián)合其他抗腫瘤療法

目前，靶向表觀遺傳藥物的療效尚不理想，即使通過更有效的藥物篩選和遞送系統(tǒng)能夠提高藥物靶向性和生物利用度，仍有必要將靶向TAM的表觀調(diào)控治療與其他抗腫瘤療法進(jìn)行合理且有效的聯(lián)合。動(dòng)物模型和臨床試驗(yàn)均已顯示，通過誘導(dǎo)TAM的復(fù)極化和功能重塑從而靶向TAM 的治療方式不僅獨(dú)自具有抗腫瘤作用，而且還和免疫檢查點(diǎn)抑制劑等免疫治療手段具有良好的協(xié)同作用，顯示出巨大的應(yīng)用潛力。例如，TAM 中miRNA 加工酶DICER 的條件性缺失會(huì)促進(jìn)TAM 發(fā)生M1 樣重編程，在此基礎(chǔ)上和PD-1 檢查點(diǎn)抑制劑或CD40激動(dòng)劑聯(lián)用能夠?qū)崿F(xiàn)腫瘤的完全根除[39]。DNMT 抑制劑或HDAC 抑制劑與PD-1/PD-L1抑制劑、CTLA-4抑制劑及CAR-T細(xì)胞的聯(lián)用等聯(lián)合治療方案的臨床應(yīng)用已經(jīng)初見成效。如利用HDAC 的ⅡA類特異性抑制劑TMP195 誘導(dǎo)抗腫瘤TAM 表型可提高標(biāo)準(zhǔn)化療方案（卡鉑和紫杉醇）和免疫療法（抗PD-1 抗體）的療效和持久性[65]。但對(duì)于不同來源及類型的腫瘤，此類聯(lián)合治療方案仍舊存在較大挑戰(zhàn)。通過建立基于患者自身基因組、轉(zhuǎn)錄組和表觀組學(xué)分析的個(gè)性化表觀調(diào)控方案，確立能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)表觀治療效果的生物標(biāo)志物，從而建立基于臨床指征和適應(yīng)證的聯(lián)合治療方案，將有望切實(shí)增強(qiáng)表觀調(diào)控藥物的臨床有效性。

作為TME 中最主要的免疫細(xì)胞類群，TAM 通過表觀遺傳調(diào)控廣泛參與腫瘤的發(fā)生和發(fā)展過程。從DNA甲基化、組蛋白修飾、非編碼RNA調(diào)控等表觀遺傳調(diào)控入手，重塑TAM 極化表型及功能，是腫瘤治療的新興策略。眾多的臨床前和臨床研究表明，從表觀遺傳學(xué)的角度重塑TAM 表型和功能可以顯著提高傳統(tǒng)治療和免疫治療的效果。盡管其中最合適、最有效率的治療方案仍有待于進(jìn)一步探究，但無可否認(rèn)，深入研究表觀遺傳調(diào)控和TAM 極化和功能狀態(tài)間的聯(lián)系，將為推動(dòng)免疫相關(guān)的腫瘤等重大疾病的診斷及治療提供新的重要的理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。