許召君 綜述 陳小彬 安 娟 喬文杰 劉 韜 王亞豐 馬曉明 審校

腫瘤微環(huán)境(tumor microenvironment，TME)是腫瘤細胞與人體免疫系統(tǒng)相互作用的重要場所，其中包括腫瘤細胞、免疫細胞、間質細胞及其分泌的活性因子等。腫瘤疾病的進展受腫瘤微環(huán)境中多種因素的共同影響[1]。腫瘤相關巨噬細胞(tumor-associated macrophages，TAM)是腫瘤組織中浸潤的巨噬細胞，具有高度的異質性和可塑性，其在腫瘤發(fā)生、發(fā)展過程中的動態(tài)變化、表型、信號通路以及功能狀態(tài)已成為國內(nèi)外學者研究的熱點。本文通過描述TAM的來源、類型及其與消化道腫瘤的關系以及涉及的相關機制，旨在為消化系統(tǒng)腫瘤的發(fā)病機制和治療策略的研究提供有利的依據(jù)。

1 腫瘤相關巨噬細胞

腫瘤相關巨噬細胞(tumor-associated macrophages，TAMs)是腫瘤微環(huán)境中細胞的一個亞群，主要來源于骨髓中的單核細胞，影響著腫瘤的發(fā)生、發(fā)展[2]。在腫瘤進展過程中，血液中的免疫細胞被招募至腫瘤，在TME內(nèi)諸多因素的作用下，形成TAMs，從而促進腫瘤的進展。Cortez-Retamozo等[3]發(fā)現(xiàn)TAMs存在于髓外部位，即脾臟中的CD11b(+)Ly-6C(hi)單核細胞中。TAMs作為TAM的關鍵成員，因其高度的可塑性，使得不同的巨噬細胞群體以不同方式與腫瘤細胞和其他TME成分相互作用[4]。Anfray等[5]認為TAMs至少被活化為2個亞型，根據(jù)TAM活化后作用的不同，通常將其分為經(jīng)典活化的M1型和交替活化的M2型，他們在腫瘤中發(fā)揮的作用幾乎相反，M1型TAM具有抑制腫瘤細胞和刺激免疫的特性，而M2型通過抑制T細胞免疫反應促進腫瘤細胞的生長、侵襲和轉移。目前通常用CD163作為M2型TAM細胞的特異性標志物。在TME中，M1型TAM通過分泌IL-6、IL-12和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)等方式發(fā)揮殺傷腫瘤細胞的作用；而M2型TAM通過高表達 CD23、CD163、CCR2、Arg-1、YM-1、IL-10等分子，抑制促炎因子的表達，促進腫瘤細胞的增殖和轉移[6]。在腫瘤組織中，M1型和M2型TAMs是1個連續(xù)功能狀態(tài)下的2個極端，而這種動態(tài)變化持續(xù)影響著腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和轉移[7]。

2 TAMs在胃癌中的作用

胃癌(gastric cancer，GC)是全球發(fā)病率和病死率較高的惡性腫瘤，世界衛(wèi)生組織(WHO)發(fā)布的GLOBOCAN數(shù)據(jù)顯示[8]，新發(fā)病例為103萬例，位居第5位，且因胃癌早期癥狀多不明顯，診斷時多為晚期，導致手術效果不佳，預后較差，且腫瘤干細胞(CSCs)的存在也大大降低了胃癌的5年生存率[9]，使其成為全球第二大致死性癌癥。2015年，中國胃癌新發(fā)病例為67.9萬例，死亡病例為49.8萬例，位居我國惡性腫瘤的第2位，僅次于肺癌[10]。WHO根據(jù)組織學特征將胃癌分為五種不同的亞型：包括高分化的管狀腺癌、乳頭狀腺癌和黏液腺癌，低分化的印戒細胞癌，以及較為少見的混合癌，其中以管狀腺癌最為常見[11]。一直以來，胃癌都有著較高的發(fā)病率和死亡率，因此如何改善進展期胃癌患者的預后，提高其生存質量，延長生存期成為各國研究的熱點。近年來，相關研究表明TAMs數(shù)量越多、集中密度越高的胃癌患者總體生存期(overall survival，OS)越差，表明TAMs的浸潤水平與胃癌患者的預后存在一定的相關性[12]。而臨床研究發(fā)現(xiàn)，M2型TAMs的含量與胃癌腹膜轉移相關。檢測腹水或腹腔灌洗液結果表明胃癌腹膜轉移患者較未轉移患者M2型TAMs含量明顯增高[13]。故我們通過分析TAMs與胃癌患者的相關性及其相關機制，旨在探索胃癌新的診療方案。

TAMs參與胃癌進程主要考慮以下幾個方面：第一，TAMs通過分泌的VEGF-C和VEGF-A等方式來促進胃癌血管和淋巴管的生成，其中涉及NF-κB通路的活化[14]。第二，胃癌細胞在低氧環(huán)境長期刺激下可導致TAMs增殖并表達低氧誘導因子1(hypoxia-inducible factors-1，HIF-1)和低氧誘導因子2(hypoxia-inducible factors-2，HIF-2)等轉錄因子，而這些轉錄因子可激活一系列促進腫瘤生長、轉移、血管生成等的信號通路；此外，增殖的TAMs可通過誘導VEGF分泌、MMP-2、MMP-9活性的增強來促進腫瘤血管的生成[15]。第三，TAMs可通過誘導TGF-β/BMPs、TNF-α/Wnt、β-catenin/Wnt、STAT3/IL-6/IRF4等通路的活化來促進胃癌細胞的增殖、侵襲和轉移。第四，一些分子如CCL5、ADAM8、ADAM9、TIMP3、Tim-3、OPN等也參與TAMs促進胃癌細胞的增殖、侵襲和轉移的過程[16-17]。第五，胃癌組織中高表達的高遷移率族蛋白B1(high mobility group box-1，HMGB1)可通過激活糖基化終產(chǎn)物受體(receptor for advanced glycation endproducts，RAGE)增強M2型巨噬細胞的促瘤作用，從而促進胃癌血管的生成[18]。第六，TAMs可通過誘導轉錄因子叉頭框Q1(forkhead box Q1，F(xiàn)OXQ1)的表達和TGF-β的活化來促進胃癌細胞發(fā)生侵襲和轉移[19]。第七，一方面腫瘤源性外泌體遺傳物質可誘導TAMs向M2型TAM轉化；另一方面，TAMs分泌的外泌體可通過激活P13K/AKT通路，協(xié)助載脂蛋白E(apoli-poprotein E，ApoE)向腫瘤細胞轉移，導致細胞結構發(fā)生改變，從而促進胃癌細胞的轉移[20]。

3 TAMs在肝癌中的作用

肝癌是常見的消化系統(tǒng)惡性腫瘤，其發(fā)病率位居世界第六，因其早期癥狀隱匿，診斷時多為晚期，因而錯過了最佳治療時機，故預后較差，死亡率較高，5年生存率低于20%，位居全球第4位，其中肝細胞癌(HCC)是肝癌中最常見的類型，約占90%，而其他類型包括肝內(nèi)膽管癌、肝母細胞瘤等[21-22]。近年來，HCC疾病的進展不僅與腫瘤自身的因素相關，還與其所處的微環(huán)境密切相關，其中以腫瘤相關巨噬細胞影響最大。相關文獻已報道，TAMs可通過分泌相關促炎因子、抑制機體的免疫反應、促進HCC的血管生成，從而協(xié)助HCC的增殖和轉移。

相關研究表明，TAMs可通過分泌多種細胞因子來促進HCC細胞的增殖和轉移，同時通過誘導上皮-間質細胞轉化(epithelial to mesenchy-mal transition，EMT)，加速HCC疾病的進展[23]。Fangyu等[24]通過在體外將HCC細胞與M2型TAMs共培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)HCC細胞增殖能力顯著提高，表明M2型TAMs在一定程度上可提高HCC的增殖能力。Dengke等[25]指出線粒體結構改變(裂變)導致的DNA穩(wěn)定性減弱在一定程度上可促進HCC患者腫瘤微環(huán)境中TAMs的浸潤，從而促進HCC的生長、轉移。TAMs參與HCC疾病的進展主要考慮以下幾個方面：第一，TAMs可通過分泌外泌體，而外泌體中富含一些遺傳物質(DNA、RNA、蛋白質等)可協(xié)助HCC細胞的增殖，顯著提高HCC細胞的干細胞特性[26]；第二，TAMs可通過誘導同種異體移植物炎癥因子1(AIF1)的表達來激活CSF1R-MEK1/2-ERK1/2-c-Jun信號通路，從而增強HCC細胞的增殖和轉移能力，進而促進HCC的生長[27]。第三，M2型TAMs可通過激活TLR4/STAT3信號通路，誘導EMT來促進HCC的增殖和轉移[28]；另外一方面，TAMs分泌的IL-6、IL-8通過激活JAK/STAT3通路，下調(diào)E-cad-herin的表達，上調(diào)vimentin、ZEB1、ZEB2以及Snail，進而誘導ENT的發(fā)生，從而協(xié)助HCC細胞的轉移[29]。第四，TAMs可通過分泌多種金屬蛋白酶(如MMP-2、MMP-7 和 MMP-9等)、TNF-α促進HCC新生血管的生成，為HCC的生長和轉移提供有利的條件，其中TNF-α通過活化ERK信號通路，從而上調(diào)血管內(nèi)皮細胞表面趨化因子受體4(CXCR4)的表達，進而促進HCC血管的生成；抑制TAMs的數(shù)量可顯著減少腫瘤相關血管的生成，阻礙HCC疾病的進展[30]。

4 TAMs在結腸癌中的作用

結腸癌(Colon cancer)是一種常見的消化道惡性腫瘤，全球結腸癌每年新發(fā)病例為100多萬例，根據(jù)國家癌癥中心發(fā)布的最新數(shù)據(jù)顯示，中國結直腸癌的發(fā)病人數(shù)占全球的24.3%，僅次于肝癌、肺癌，死亡人數(shù)占22.9%，且有逐年上升的趨勢，其較高的死亡率與早期診斷難度大未及時治療密切相關[31]。結腸癌目前多以手術治療為主，放、化療為輔助。近期，相關文獻已表明腫瘤微環(huán)境(TME)聯(lián)合傳統(tǒng)治療可提高結腸癌的治療效果。腫瘤相關巨噬細胞(TAMs)是TME中免疫細胞的主要成分。TAM在TME中的功能主要以M2型為主，在癌細胞的增殖和轉移中扮演重要的角色，即M2型TAM可作為癌癥患者預后不良的指標，加速腫瘤細胞的轉移[32]。

腫瘤血管生成在腫瘤的進展中扮演著重要的角色，Manal等[33]通過對結腸癌組織活檢發(fā)現(xiàn)，結腸癌組織中巨噬細胞浸潤情況與微血管數(shù)量成正相關。Luput等[34]通過將TAM和結腸癌細胞共培養(yǎng)與單獨培養(yǎng)的結腸癌細胞比較發(fā)現(xiàn)，與TAM共培養(yǎng)的小鼠結腸癌細胞中血管生成蛋白表達增加，表明TAM通過抑制NF-κB信號通路促進血管的生成。Mangerich等[35]通過建立慢性結腸炎模型的小鼠發(fā)現(xiàn)，隨著巨噬細胞不斷浸潤，慢性結腸炎模型的小鼠可進展為結腸癌。此外，Kim等[36]發(fā)現(xiàn)TAM的增殖情況與結腸癌的類型、患者的預后密切相關。由此可見TAM參與結腸癌疾病的進展，主要考慮以下幾個方面：第一，TAM可通過誘導PD-1和CTLA-4配體的表達，抑制T細胞、NK細胞的活性，從而降低機體對結腸癌的殺傷作用[37]。第二，腫瘤微環(huán)境中硒蛋白P(SEPP1)表達的下降可促進M2型TAM極化，從而促進腫瘤細胞的增殖和轉移[38]。第三，在結腸癌中，M2型TAM可通過釋放各種促炎因子、生長因子促進結腸癌細胞的轉移，其中涉及CCL2、CSF-1的正反饋途徑[39]。第四，TAMs在重塑細胞外基質(ECM)中也發(fā)揮著作用，通過促進蛋白酶和其他重塑酶的表達使TME成為有利于腫瘤生長的環(huán)境，從而促進腫瘤的生長[40]。由此可見，TAM在結腸癌中主要是促進癌細胞的生長和轉移。

綜上所述，TAM是TME重要的組成部分，TAM在TME中主要以M2型為主，可作為腫瘤患者預后不良的因素。TAMs在胃癌、肝細胞癌、結腸癌的發(fā)生發(fā)展中扮演重要的角色，主要通過參與腫瘤血管、淋巴管的生成、侵襲和轉移等方面，在腫瘤預后的評估中表現(xiàn)出巨大的潛能。然而目前，諸多實驗仍然僅僅停留在臨床前階段，還未廣泛應用于臨床階段，TAMs在腫瘤中的詳細作用機制尚不明確，還需后期進一步研究以確定其具體機制。我們通過研究相關文獻總結TAMs在胃癌、肝癌、結腸癌中的作用及相關機制，旨在為后期將其應用于腫瘤患者預后的評估以及未來針對TME(如特定標志物CD163)實施靶向治療提供依據(jù)。