魏 可，王文銳，楊清玲，陳昌杰

結(jié)直腸癌(Colorectal cancer,CRC)是一種進行性癌癥，其增殖、遷移和轉(zhuǎn)移過程十分復(fù)雜，涉及諸多因素和信號通路，死亡率居高不下。腫瘤微環(huán)境(tumor microenvironment,TME)是由各種細胞以及其分泌的蛋白質(zhì)、細胞因子、趨化因子和外泌體等組成的獨特體系[1]。TME中的巨噬細胞即為腫瘤相關(guān)巨噬細胞(tumor-associated macrophage，TAMs)，是TME最主要的免疫細胞。越來越多研究發(fā)現(xiàn)，TAMs具有腫瘤促進作用，然而其在CRC中的作用及其機制尚不完全清楚，因此，我們有必要就TAMs的來源、表型極化及其在CRC TME中的作用及其機制進行綜述，探討針對TAMs的相關(guān)免疫治療CRC的策略，總結(jié)不同亞型的TAMs對CRC的預(yù)后評估價值，從而為臨床治療CRC提供新思路。

1 TAMs

TAMs是高度異質(zhì)性巨噬細胞，其表型和功能具有可塑性。在腫瘤中，巨噬細胞主要起源于骨髓前體細胞分化的單核細胞(M0型TAMs)。單核細胞遷移出血管后可誘導(dǎo)為M1型TAMs(由經(jīng)典途徑激活)和M2型TAMs(由替代途徑激活)[2]。通常，使用不同的標(biāo)志物來鑒定CRC中的TAMs，包括最常見的泛TAMs標(biāo)志物CD68；M1型TAMs標(biāo)志物，如一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)、CD86和CD169；M2型TAMs標(biāo)志物，如CD163、CD206和CD204。作為TME的一員，TAMs的生物活性會受到TME中不同化學(xué)物質(zhì)的影響。TME中的干擾素-γ(interferon-γ,IFN-γ)、脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)、腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor α,TNF-α)、粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony-stimulating factor,GM-CSF)等可誘導(dǎo)M1型TAMs活化[3-4]?；罨腗1型TAMs分泌iNOS、活性氧(reactive oxygen species,ROS)和促炎細胞因子如白細胞介素(interleukin,IL)-6、 IL-12、TNF-α[5-8]等，使M1型TAMs能夠殺死病原體并引發(fā)抗腫瘤免疫反應(yīng)。然而，TME中的某些物質(zhì)也可誘導(dǎo) M2型TAMs活化，根據(jù)不同的活化物質(zhì)，可將M2型TAMs進一步分為四種不同的亞型，即M2a(由IL-4、IL-13誘導(dǎo))、M2b(由免疫復(fù)合物誘導(dǎo))、M2c[由IL-10、轉(zhuǎn)化生長因子β (transforming growth factor β,TGF-β)和糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)]和M2d(由IL-6和腺苷誘導(dǎo))[9]?；罨腗2型TAMs可分泌可溶性因子，如IL-6、TGF-β1、血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、精氨酸酶1、C-C基序趨化因子(C-C motif chemokine,CCL)22、趨化因子(chemokine,CXCL)12和CXCL13等發(fā)揮腫瘤促進作用[10-15]，具體分泌的可溶性因子及促腫瘤結(jié)果見表1。事實上，巨噬細胞的極化狀態(tài)是非常復(fù)雜的，有的巨噬細胞同時具有M1和M2的特征。但在CRC TME中的TAMs主要表現(xiàn)為M2型，通過促進CRC血管生成、轉(zhuǎn)移、改變CRC耐藥性和促進CRC免疫逃逸等發(fā)揮促腫瘤作用。CRC中TAMs的來源、表型極化及其在TME中的作用見圖1。

表1 TAMs分泌的可溶性因子及其各種促腫瘤結(jié)果

2 TAMs在CRC中的促進作用

TAMs作為TME中最主要的免疫細胞之一，在CRC發(fā)生和發(fā)展扮演了關(guān)鍵性角色，下文將通過介紹TAMs促進血管生成、轉(zhuǎn)移、改變CRC耐藥性和促進CRC免疫逃逸等抗腫瘤免疫反應(yīng)的作用，來探討TAMs參與CRC發(fā)生發(fā)展的機制。

2.1 TAMs促進CRC血管生成 癌癥的生長和轉(zhuǎn)移依賴于血管生成，其為癌細胞供應(yīng)氧和營養(yǎng)。有研究[16]表明，在CRC細胞周圍TAMs浸潤的密度與新生血管程度呈正相關(guān)。腫瘤血管的生成往往是由腫瘤缺氧所引起的，此時TAMs被招募到缺氧區(qū)，TAMs分泌的諸多細胞因子，如VEGF、IL-1、IL-8、TNF-α和基質(zhì)金屬蛋白酶 (matrix metalloproteinases,MMPs)，這些細胞因子通過對缺氧信號做出反應(yīng)，從而促進CRC中的內(nèi)皮細胞產(chǎn)生新血管[17-18]。TAMs分泌的具有促進血管生成的MMPs，主要是MMP-2和MMP-9，通過降解細胞外基質(zhì)(extracellular matrix，ECM)和基底膜，使包括VEGF在內(nèi)的促血管生成因子誘發(fā)內(nèi)皮細胞產(chǎn)生遷移并啟動血管生成。此外，高表達血管生成素受體TIE2的TAMs，可使TAMs聚集在腫瘤血管周圍，從而使血管生成的活性增強[19]。由此可見，TAMs參與腫瘤的血管生成，并發(fā)揮重要的促進作用。

2.2 TAMs促進CRC轉(zhuǎn)移 腫瘤細胞的侵襲和遠處轉(zhuǎn)移是腫瘤病人死亡的主要原因。TAMs對CRC轉(zhuǎn)移的促進作用可體現(xiàn)在以下兩方面。一方面是TAMs分泌蛋白質(zhì)、細胞因子、趨化因子和外泌體等直接促進CRC轉(zhuǎn)移。如極化的M2型TAMs通過分泌CXCL13和VEGF來誘導(dǎo)前轉(zhuǎn)移生態(tài)位形成并促進CRC肝轉(zhuǎn)移[10,15]。另一方面，上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)和ECM重塑是促進腫瘤轉(zhuǎn)移的重要影響因素，TAMs通過影響EMT和ECM間接促進CRC轉(zhuǎn)移。如TAMs 分泌的TGF-β1和IL-6誘導(dǎo)CRC細胞的EMT，促進CRC轉(zhuǎn)移[13-14]；研究者進一步探究發(fā)現(xiàn)TAMs分泌的IL-6通過激活JAK2 / STAT3途徑誘導(dǎo)EMT的形成，這不僅增強CRC細胞的遷移和侵襲能力，也會促使CRC細胞分泌CCL2，促進TAMs募集，在CRC細胞與TAMs相互作用之間形成正反饋回路[20]?？梢?，TAMs所釋放的因子能引起CRC細胞EMT，并因而促進CRC侵襲。ECM已成為了腫瘤細胞轉(zhuǎn)移的重要支架和屏障，其降解能力已成為了癌癥轉(zhuǎn)化研究中的重點。此外，TAMs產(chǎn)生的蛋白水解酶，如MMPs、組織蛋白酶和絲氨酸蛋白酶，這些酶可介導(dǎo)ECM的降解和重塑從而促進腫瘤細胞的遷移。TAMs分泌的MMP-9可降解ECM蛋白，最終增強CRC細胞的侵襲能力[21]。可見，TAMs在促進CRC轉(zhuǎn)移方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

2.3 TAMs改變CRC耐藥性 TAMs的浸潤程度與CRC病人的化學(xué)耐藥性相關(guān)。首先，TAMs可通過分泌某些物質(zhì)調(diào)節(jié)CRC細胞耐藥性。例如，在某些刺激下TAMs產(chǎn)生的腐胺，可拮抗化療藥物5-氟尿嘧啶對CRC細胞的殺傷作用[22]。其次，TAMs可通過調(diào)節(jié)某些信號通路改變CRC耐藥性。如M2型TAMs分泌的CCL22可活化PI3K/AKT通路降低5-氟尿嘧啶對CRC細胞遷移和侵襲的抑制作用[11]。最后，有證據(jù)顯示CRC的耐藥性與腫瘤血管生成相關(guān)。有研究[23]稱TAMs分泌的VEGF可促進CRC血管生成，然而新形成的腫瘤血管通透性大，導(dǎo)致對化療藥物的傳遞效果差，從而增強了CRC細胞的耐藥性。此外，有研究發(fā)現(xiàn)TAMs可通過調(diào)節(jié)免疫微環(huán)境參與腫瘤耐藥，且其可通過與腫瘤干細胞相互作用參與腫瘤耐藥。如在TME中IL-33可誘導(dǎo)表達IL-33受體的TAMs積累和分化，并且這些TAMs產(chǎn)生TGF-β，進而促進腫瘤干細胞侵襲和耐藥[24]。由此可見，TAMs在CRC細胞耐藥中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，TAMs可作為CRC治療的靶點，增加癌細胞對其化療藥物的敏感度，以提高CRC的治愈率。

2.4 TAMs促進CRC免疫逃逸 越來越多研究表明，TAMs通過各種機制直接或間接地使T細胞失活參與腫瘤免疫逃逸過程。TAMs的初始作用是通過呈遞腫瘤抗原，產(chǎn)生某些因子激活T細胞從而發(fā)揮CRC抑制作用。然而，受TME的影響TAMs可釋放的某些物質(zhì)間接抑制T細胞的抗腫瘤作用。如TAMs釋放的精氨酸酶1可抑制CD8 T細胞毒性[12]；作為細胞之間的通訊媒介，有研究[25]發(fā)現(xiàn)M2型TAMs衍生的外泌體，其包含的miR-155-5p通過促進腫瘤細胞中IL-6的表達，從而抑制T細胞免疫應(yīng)答。此外，在TAMs表面高度表達的程序性死亡受體1(programmed cell death protein -1,PD-1)和細胞毒性T淋巴細胞相關(guān)蛋白4，通過與T細胞上的PD-1和CD80/CD86結(jié)合直接抑制T細胞對癌細胞的殺傷作用，最終引起癌細胞免疫逃逸。已有研究[26-27]發(fā)現(xiàn)TAMs分泌的TGF-β和前列腺素E2通過抑制T細胞活性和增強程序性死亡受體-配體1(programmed cell death protein-ligand 1,PD-L1)的表達介導(dǎo)TME中CRC的免疫逃逸。并且，在TAMs表面表達的同源免疫檢查點配體：含V結(jié)構(gòu)域免疫球蛋白的 T細胞活化抑制因子，通過減少T細胞增殖活性促進腫瘤免疫逃逸[28]。簡而言之，TAMs通過分泌抗炎細胞因子和外泌體以及表達相關(guān)配體和同源免疫檢查點配體促進CRC免疫逃逸。

3 針對TAMs的相關(guān)免疫治療策略

基于TAMs在CRC抗腫瘤免疫過程中發(fā)揮的作用，現(xiàn)階段的研究熱點越來越傾向于針對TAMs的相關(guān)免疫治療策略，這些治療策略大致可分為：抑制TAMs的募集和極化、重極化TAMs和免疫治療中靶向TAMs。

3.1 抑制TAMs的募集和極化 在TME中促使TAMs的募集和極化的因素很多。首先，TAMs來源于循環(huán)單核細胞，其主要依賴于CCL2-CCR2信號傳導(dǎo)軸從骨髓遷移并招募到TME。因此，可通過使用CCL-2抗體、CCR2拮抗劑或某些物質(zhì)阻斷或干擾CCL2-CCR2信號傳導(dǎo)軸來減少腫瘤原發(fā)部位和轉(zhuǎn)移部位TAMs的數(shù)量，從而抑制腫瘤進展。如CCR2拮抗劑CCX872通過阻斷CCL2-CCR2軸，有效減少TME中TAMs數(shù)量[29]。其次，集落刺激因子-1(colony stimulating factor 1,CSF-1)及其相關(guān)受體(colony stimulating factor 1 receptor，CSF-1R)形成的CSF1-CSF1R信號軸以及CXCL12-CXCR4信號軸參與TAMs的募集。如通過建立小鼠模型發(fā)現(xiàn)在腫瘤小鼠體內(nèi)使用CSF-1抑制劑可使TAMs極化為抗腫瘤表型，并且CSF-1R的缺失會導(dǎo)致小鼠體內(nèi)幾乎所有的TAMs被消耗，從而發(fā)揮抗腫瘤作用[30-31]。除此之外，體內(nèi)體外的某些物質(zhì)可通過調(diào)節(jié)TAMs的極化抑制CRC細胞遷移[32-34]。如從甜瓜花梗中提取葫蘆素B與STAT3結(jié)合阻止JAK2和STAT3磷酸化，阻斷JAK2 / STAT3信號傳導(dǎo)來抑制M2型TAMs的極化，從而減弱CRC細胞增殖和遷移能力[33]。由此可見，可通過多種途徑抑制TAMs的募集和極化從而達到CRC治療效果。

3.2 重極化TAMs TME中的TAMs主要是M2型，具有很強的促腫瘤作用。由于TAMs的可塑性，許多研究者就有了對TAMs進行再塑的想法，即將TAMs從具有促腫瘤作用的M2型重新極化為具有腫瘤殺傷作用的M1型。由于TME的復(fù)雜性，其中存在重極化TAMs的多種物質(zhì)，包括蛋白質(zhì)、細胞因子、趨化因子和外泌體等，均可作為臨床治療的潛在靶點。如腫瘤細胞衍生的外泌體miR-130和miR-33通過將TAMs從M2型轉(zhuǎn)變?yōu)镸1型來減緩腫瘤的進展[35]。另外，在TME中許多信號通路的激活在M2型TAMs極化中扮演了關(guān)鍵角色，因此以這些信號通路作為靶點使M2型TAMs重極化成為治療的可能。如ZHAO等[36]研究發(fā)現(xiàn)，西妥昔單抗激活的NF-κB和STAT3通路可降低IL-6的表達，從而使TAMs從M2型重新極化為M1型。除此之外，近些年納米復(fù)合物在靶向TAMs的治療中也有一些進展。HAN等[37]研究發(fā)現(xiàn)，一種靶向M2型TAMs的納米復(fù)合物可有效逆轉(zhuǎn)TAMs表型，并活化T細胞重塑腫瘤微環(huán)境，抑制腫瘤細胞活性。由此可見，通過重極化TAMs對CRC進行治療有很大的潛力。

3.3 免疫治療中靶向TAMs 在CRC的抗腫瘤療法中，免疫療法已經(jīng)是相當(dāng)廣泛而有效的手段，主要有免疫檢查點抑制劑、過繼細胞療法和自體腫瘤疫苗[38]。首先，免疫檢查點抑制劑，通常包括PD-1和PD-L1抗體，其通過干擾T細胞與腫瘤細胞或抗原的提呈細胞上相應(yīng)的配體，如PD-1/PD-L1結(jié)合從而產(chǎn)生腫瘤抑制作用。如有研究者[39]通過建立小鼠模型發(fā)現(xiàn)，CD30L通過抑制TAMs表達PD-L1，從而促進CD30效應(yīng)T細胞介導(dǎo)的抗腫瘤免疫應(yīng)答，抑制CRC的進展。在針對TAMs的CRC療法中PD-1/PD-L1免疫治療常采用聯(lián)合治療。如多種受體酪氨酸激酶抑制劑福瑞替尼和抗PD-1的抗體聯(lián)合治療，不僅增加了T細胞的浸潤，而且降低了TAMs的比例，也阻止TAMs向M2型TAMs的極化，最終重塑了TME，促進抗腫瘤免疫[40]。其次，對于過繼細胞療法，已經(jīng)驗證了腫瘤定向抗間皮素嵌合抗原受體T細胞和M2型TAMs抑制劑組合的抗腫瘤效率，并且正在研究基于其特異性標(biāo)志物(如CD40)的TAMs相關(guān)過繼細胞治療[41]。最后，還有研究者在穩(wěn)定表達卵清蛋白肽的細胞模型中發(fā)現(xiàn)，卵清蛋白肽疫苗可降低CRC組織中TAMs的密度，從而限制腫瘤的生長，而血管內(nèi)皮生長因子C及其受體(VEGFC/VEGFR3)通路使中和抗體的補充可進一步抑制 M2型TAMs對 CRC 組織的趨化性，防止CRC免疫逃逸[42]。

4 TAMs與CRC預(yù)后

在CRC發(fā)生發(fā)展中，TAMs的作用十分復(fù)雜，并且越來越多研究發(fā)現(xiàn)，TAMs與CRC病人預(yù)后相關(guān)。有研究者稱TAMs與更好的CRC病人預(yù)后相關(guān)，另一些研究者認為，TAMs與不良預(yù)后相關(guān)。TAMs與CRC病人預(yù)后的相關(guān)文獻匯總見表2。

表2 TAMs與CRC病人預(yù)后的相關(guān)文獻報道

不同類型和位置的TAMs對CRC病人具有不同的預(yù)后意義。有研究[2]發(fā)現(xiàn)，CD68作為泛TAMs的表面標(biāo)志物，在CRC基質(zhì)中高密度的CD68+TAMs與良好預(yù)后相關(guān)；而在CRC上皮內(nèi)CD68+TAMs數(shù)量增加卻與不良預(yù)后相關(guān)[46]?？梢?，TAMs總密度并不能作為CRC的預(yù)后評估，而TAMs的不同極化狀態(tài)表現(xiàn)出不同的預(yù)后作用。如CRC組織中高密度的CD86+TAMs與總生存期呈正相關(guān)，且與腫瘤分化和腫瘤轉(zhuǎn)移分期呈顯著負相關(guān)[43]；而高密度的CD163+TAMs和M2型TAMs與病人不良預(yù)后相關(guān)[47]。另外，不同亞型的TAMs比值對CRC預(yù)后也有預(yù)測價值。有研究發(fā)現(xiàn)，CRC基質(zhì)中較高的M1∶M2密度比與更好的癌癥特異性生存率相關(guān)[44]；而低CD86+/CD163+比與CRC病人更短的無復(fù)發(fā)生存期和總生存期相關(guān)[49]；并且，對于Ⅱ期CRC，CD206+/CD68+比值可作為術(shù)后輔助化療的更好預(yù)后和預(yù)測性生物標(biāo)志物[45]。這些發(fā)現(xiàn)表明，是不同亞型的TAMs及其比值，而不是其總體密度，可作為CRC的預(yù)測性生物標(biāo)志物和預(yù)后危險因素。

5 展望

TAMs作為TME的重要組成部分，在CRC的發(fā)展過程中扮演了關(guān)鍵角色。通過探討針對TAMs的相關(guān)免疫治療CRC的策略，看到了治療CRC的曙光，如抑制TAMs的募集和極化、重極化TAMs和免疫治療中靶向TAMs。然而，許多化療藥物難溶于水，達不到預(yù)期治療效果，用高分子材料包裹這些化療藥物并制備成納米顆粒,可顯著提高藥物水溶性。由于TAMs主要來源于骨髓前體細胞分化的單核細胞，并且TAMs具有很強的吞噬作用，可吞噬進入體內(nèi)的納米顆粒，因此TAMs可作為抗腫瘤藥物輸送系統(tǒng)的載體，以提高藥物對癌細胞的殺傷作用。另外在治療過程中也存在許多新的挑戰(zhàn)：首先，研究者們對靶向TAMs的治療的研究還停留在小鼠實驗階段，然而小鼠和人巨噬細胞有很大差異，需要思考解決小鼠實驗向人體實驗轉(zhuǎn)化的問題；其次，巨噬細胞在維持體內(nèi)平衡方面具有重要作用，抑制TAMs的募集可能導(dǎo)致體內(nèi)感染風(fēng)險增加或組織駐留細胞執(zhí)行其正常功能的能力受損；最后，TME中TAMs募集和極化的機制尚不完全清楚，并且TME十分復(fù)雜，單靠TAMs介導(dǎo)的抗腫瘤藥物的遞送進行治療不足以根除腫瘤。