文章来源：《天津医科大学学报》，27（2）：
作者：王月洁1，2魏枫1，2任秀宝1，2，3
单位：1.医院生物技术研究室，天津；2.国家肿瘤临床医学研究中心，天津市“肿瘤防治”重点实验室，天津市恶性肿瘤临床医学研究中心，天津市肿瘤免疫与生物治疗重点实验室，天津；3.医院生物治疗科，天津
摘要
巨噬细胞是重要的免疫细胞之一,在人体组织内广泛分布。恶性肿瘤严重威胁人类生命，而肿瘤的发生和转移与肿瘤微环境(TME)有着密不可分的关系,其中肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）主要分为经典活化途径的巨噬细胞（M1型）和替代性活化途径的巨噬细胞(M2型)，在肿瘤的免疫应答和靶向治疗等方面发挥着作用。
肿瘤导致人类死亡的主要原因是肿瘤浸润邻近器官组织或转移到远处器官组织。20世纪末，Paget的“种子土壤”理论，使人们意识到肿瘤微环境（TME）作为“土壤”对肿瘤“种子”潜移默化的影响。肿瘤存在的环境称为TME，由血管、淋巴管、细胞外基质、基质细胞、免疫/炎症细胞、分泌蛋白、核糖核酸和小细胞器组成。TME在肿瘤的发生、发展、转移、复发和耐药性中起着不可或缺的作用。肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）是其中重要组成部分，是肿瘤间质最主要的一类细胞，当TME呈动态化或局部信号改变时，可以极化为不同功能的巨噬细胞，对肿瘤的生长、发展和杀伤肿瘤起重要作用。
1巨噬细胞的来源
已知单核细胞起源于骨髓中与中性粒细胞共有的髓系祖细胞，然后被释放到外周血液中循环数天，再进入组织补充组织巨噬细胞。即巨噬细胞来源于人体血液循环中的单核细胞，可分为浸润和组织固有巨噬细胞两大类[1]。
以前的观点认为，在发育的胚胎期和围生期，从血液中招募的造血前体细胞游行到全身，分化为组织固有巨噬细胞[2]。研究人员观察小鼠胚胎脑原基的小胶质细胞、肝脏的枯否氏细胞和肺泡巨噬细胞，发现其均来源于卵*囊髓系祖细胞，并在大脑中保持分裂生长状态，可持续至小鼠生后16.5d左右，由此人们才逐渐认识到卵*囊可能是胚胎发育过程中单核巨噬细胞的来源[3]。Gherardini等[4]利用神经肽sp物质体外刺激皮肤，模拟神经源性皮肤炎症，发现乳头真皮中巨噬细胞的数量显著增加，而皮内巨噬细胞的增殖或凋亡不改变，同时表达造血干细胞的CD34上调，这一结果与上述一致。Liu等[5]通过有条件地标记和切除几个转基因系中的肾巨噬细胞群体来研究和表征不同年龄的巨噬细胞，发现其在出生后随着肾脏的生长而扩展和成熟，并且主要来源于出生前的胎儿肝脏单核细胞，但是在成年后自我维持，外周单核细胞分化为骨髓来源的肾巨噬细胞，由此得知单核细胞确实会产生自我更新的组织固有巨噬细胞。
2TAMs的分类
人们根据巨噬细胞的活化类型及其在TME中发挥的作用，将其分为M1型和M2型。M1型为通过经典活化途径产生的巨噬细胞，指存在于炎性环境中的巨噬细胞，在辅助性T细胞1型（Th1）的细胞因子干扰素γ诱导下产生。M2型为替代性活化途径的巨噬细胞，主要由辅助性T细胞2型（Th2）的细胞因子白细胞介素（IL）-4诱导产生，主要攻击胞外多细胞寄生虫，称之为Th2型免疫反应，其产生的细胞因子是IL-4、5、10、13等，可促进肥大细胞增殖，进而可能诱发哮喘等免疫反应。
不同的刺激信号会引发M2型巨噬细胞的不同激活形式：在IL-4或IL-13刺激下的M2a巨噬细胞，在Th2的免疫反应整合和促进方面占优势；在多种免疫复合物和不同激活的刺激下，M2b巨噬细胞以高IL-10和低IL-12的表型为特征，在炎症和免疫的抑制和调节方面占优势[6]；在IL-10和糖皮质激素等刺激下分化为M2c巨噬细胞，抑制自身免疫性疾病的发生，并且可以促进炎症反应、组织生长、修复和再生[7]。Parsa等[8]利用IL-4、10和转化生长因子-β刺激诱导出M2r免疫抑制巨噬细胞，M2r迁移到有炎症的胰脏和周围淋巴结，避免了1型糖尿病的发生，表现出极强的免疫抑制活性。
3TAMs的不同表型在肿瘤中的作用
3.1CD68+TAMsCD68是由人单核细胞和组织固有巨噬细胞高表达的相对分子质量为的功能不明的跨膜糖蛋白，主要通过与受体结合后诱导免疫细胞分泌转化生长因子（TGF）-β，下调促炎因子分泌，进而刺激免疫系统产生反应。Sugimura等[9]采用免疫组织化学方法染色食管癌瘤内CD68+巨噬细胞、CD+巨噬细胞和CD8+淋巴细胞，结果显示，CD68+巨噬细胞浸润密度与肿瘤深度、淋巴与血管浸润显著相关，还与患者进行新辅助治疗后的恢复情况显著相关。CD68+TAMs与肿瘤的化学耐药性有关，CD68+TAMs高表达的食管癌患者接受新辅助化疗后状态恢复不好且生存时间短暂。但是，头颈肿瘤的一项荟萃分析研究也显示，免疫组化标记的CD68+TAMs对患者预后无效用[10]。
3.2CD+TAMsCD是Ⅰ型膜蛋白，也称为MI抗原、Ber-Mac3、Ki-M8或SM4，表达限于单核细胞/巨噬细胞系，存在于多个物种中。CD的表达可能与巨噬细胞活化的程度有关，因为新浸润的巨噬细胞CD呈阴性，但在急性炎症、慢性炎症和创伤愈合组织中表达上调[11]。而在肿瘤中，CD+TAMs浸润部位周围的滤泡性淋巴瘤的新生血管生成效应增强，加剧肿瘤的发展。在炎症环境下，可通过自分泌或旁分泌激活肿瘤坏死因子-α、IL-2等细胞因子与肿瘤细胞相互作用，TAMs还可调节核因子-κB途径，释放大量细胞因子（上皮生长因子受体、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子、TGF-β等）。Behnes等[12]利用免疫组织化学染色法检测了Ⅰ型和Ⅱ型乳头状肾癌中CD68、CD、M-CSF、Ki-67和CD31的表达。两种类型的乳头状肾癌细胞CD68+巨噬细胞浸润密度没有差异，但在Ⅱ型乳头状肾细胞癌中CD+巨噬细胞数量增加，可能是乳头状肾细胞癌Ⅱ型预后比Ⅰ型差的原因。
3.3CD+TAMs清道夫受体A类成员1（SCARA1或CD）是一种在巨噬细胞上高度表达的免疫受体。它参与调控免疫反应，识别死亡细胞，特别是通过其SRCR结构域，并以Ca2+依赖的方式，在巨噬细胞和树突状细胞上高度表达[13]。在一项大规模研究中，使用了个胶质瘤样本评估了CD在全分期胶质瘤中的表达和功能，单变量和多变量Cox分析均表明，CD是胶质瘤患者的独立预测因子，与恶性程度呈正相关，还与许多免疫检查点调节因子密切相关，且CD+TAMs与其他检查点成员合作，可能导致T细胞功能障碍[14]。另一种说法认为，CD对肿瘤发展起到促进作用。He等[15]分析了不同CDmRNA表达情况下免疫细胞浸润情况，结果显示，CD在4种乳腺癌的不同分型中均为高表达，对生存结局不利，加速了肿瘤的发展，且各亚型中多数免疫抑制剂阳性与CD表达相关。同样，Kawajiri等[16]在81例因非缓解性恶性淋巴瘤接受异基因造血细胞移植治疗的患者中，对造血细胞移植治疗前保存的标本进行CD标记染色，发现CD+巨噬细胞的数量是不良生存和累积复发时间的独立危险因素。
3.4CCL18+TAMs趋化因子CCL18在肺间质的巨噬细胞中最先发现，而肿瘤组织中CCL18主要来源于癌巢前缘的M2型巨噬细胞[17]。一些研究结果显示，CCL18+TAMs对肿瘤细胞转移侵袭起作用，因此CCL18被认为是TAMs的标志物。最初用酶联免疫吸附试验对例喉鳞状细胞癌患者、25例癌前病变患者和72名健康志愿者的血清CCL18进行了定量检测，还分析了与临床病理参数的相关性。数据显示，癌症患者血清CCL18明显升高。此外，血清CCL18水平与原发肿瘤部位显著相关[18]。TAMs分泌的CCL18促进了胰腺癌的恶性进展并诱导了糖酵解表型，部分原因是胰腺癌细胞中血管细胞黏附蛋白-1（VCAM-1）的旁分泌诱导。反过来，VCAM-1诱导胰腺癌细胞产生乳酸，激活巨噬细胞成为TAMs样表型，形成正反馈回路[19]。
3.5CD+TAMsCD也称为唾液酸黏附素或siglec-1，可结合唾液酸糖蛋白，调节细胞黏附以及细胞与病原体的相互作用。CD+巨噬细胞在调节造血干细胞、启动针对入侵病原体的免疫反应、清除凋亡细胞、维持骨架稳态和促进红细胞生成方面具有作用[20]。最近研究发现，天然淋巴结中存在大量的巨噬细胞，淋巴结的巨噬细胞与引发抗肿瘤免疫效应有关，可使宿主对肿瘤细胞的免疫逃逸等反应起作用[21]。肿瘤组织中CD+TAMs的聚集与疾病进展呈负相关，并且是肝癌患者预后的有利生存，这与观察到的CD68+巨噬细胞的趋势相反。因此，CD可能是细胞毒性T细胞活化的一个刺激点，并且可以确定人肝癌组织中具有潜在抗肿瘤特性的肿瘤浸润性巨噬细胞群[22]。
4TAMs与免疫应答
TAMs在肿瘤环境中扮演的最关键角色之一是诱导免疫耐受的能力。程序性细胞死亡蛋白-1（PD-1）和细胞毒性T淋巴细胞抗原-4（CTLA-4）抑制性受体的配体表达也可能与此有关。这些抑制配体通常在激活的免疫效应细胞中上调，控制免疫反应强度。其配体对PD-1和CTLA-4的阻断，可直接抑制T细胞受体和B细胞受体信号转导。PD-L1主要由T细胞、B细胞、巨噬细胞、树突状细胞、非造血细胞和癌细胞等免疫细胞组成[23]。而PD-L2的表达仅限于抗原提呈细胞，并由集落刺激因子-1、IL-4和干扰素α诱导其在单核细胞和巨噬细胞中的表达。PD-L1在炎性巨噬细胞上高表达，而PD-L2在炎性巨噬细胞上不表达，但可以通过IL-4交替激活来诱导，表明PD-L1和PD-L2在调节1型和2型反应方面可能具有不同的功能。
肿瘤启动的另一个重要因素是新生血管生成。事实上，TAMs在生长肿瘤的缺氧区积聚是由巨噬细胞化学诱导因子上调介导的，与随之获得的侵袭性表型相关，从而实现巨噬细胞极化的转换。一些抗血管内皮生长因子和受体抑制剂已经在胃癌患者中进行试验[24]。然而，只有雷莫芦单克隆抗体能够改善晚期疾病的临床结果。研究观察到雷莫芦单克隆抗体也有抗TAMs的作用，其对VEGFR2的抑制可以导致TAMs的免疫浸润、细胞因子和趋化因子释放减少，从而减少肿瘤的生长和增殖。
巨噬细胞的募集也是转移前生态位形成的重要步骤。赖氨酰氧化酶是一种由肿瘤细胞分泌的铜依赖的胺氧化酶，在转移前部位的基底膜上形成Ⅳ型胶原的交联，然后TAMs黏附到交联的Ⅳ型胶原上并产生基质金属蛋白酶-2[25]。这种正前馈循环最终增加了细胞外基质的重塑，并有助于形成转移前的生态位。TAMs对癌细胞转移的潜在影响也与促进上皮间充质转化有关，是癌细胞迁移和侵袭的基础。
5TAMs的靶向治疗TAMs的靶向治疗策略包括清除巨噬细胞，促进巨噬细胞吞噬活性，限制单核细胞募集等。
清除TAMs的一种常见策略是使用脂质体氯磷酸盐。研究表明，一些临床前肿瘤模型中氯磷酸钠脂质体显著提高了存活率[26]。最近，Piaggio等[27]开发新型含氯磷酸盐脂质体（CLO-Lipo-DOTAP），通过清除B16/F10皮下黑色素瘤小鼠的巨噬细胞，显著减少了原发性肿瘤的体积。此外，集落刺激因子-1是一种重要的巨噬细胞生长因子，在单核细胞生成和TAMs激活过程中起重要作用。因此，靶向CSF1/CSF1受体是抑制TAMs以抑制肿瘤发展的一种有吸引力的治疗方法。然而，并不是所有的癌症治疗都受益于TAMs的耗尽，特别是在刺激抗肿瘤天然免疫的免疫治疗中。
调节巨噬细胞吞噬活性的两种主要治疗方法是促进抗体依赖的细胞吞噬和抑制CD47与其配体信号调节蛋白α（SIRPα）信号转导。CD47是一种完整的膜糖蛋白，在所有正常组织和病变组织中均有RNA和蛋白质水平表达，它也被描述为与β-整合素蛋白相关，因此被命名为整合素相关蛋白。CD47主要与3类细胞外受体相互作用：整合素、血小板反应素蛋白-1和SIRPα。细胞黏附、细胞迁移、调节炎症和吞噬功能是已报道的与CD47受体相互作用的功能之一[28]。它通过与巨噬细胞上的SIRPα蛋白相互作用来阻断吞噬功能，传递“不要吃我”的信号。目前已研制出多种针对CD47和SIRPα的治疗性抗体和蛋白，针对CD47的治疗性SIRPα蛋白包括高亲和力的SIRPα蛋白ALX和SIRPα-Fc融合蛋白TTI-。CD47在人小细胞肺癌中过表达。此外，在晚期癌症患者中的人类首例Ⅰ期临床试验结果表明，CD47的人源化IgG4抗体Hu5F9-G4（5F9）可以通过阻断CD47-SIRPα，促进巨噬细胞吞噬肿瘤细胞，且在实体瘤和淋巴瘤中耐受性良好[29]。最近，有研究表明TTI-（SIRPα-Fc）通过阻断CD47-SIRPα轴而增强血液和实体肿瘤细胞的吞噬功能[30]。值得注意的是，CD47限制了抗体依赖的吞噬作用，可以提高单克隆抗体药物诱导的吞噬效率。例如，一项Ⅰb期临床试验中，抗CD47抗体5F9联合利妥昔单克隆抗体治疗复发性或难治性弥漫性大B细胞淋巴瘤和滤泡性淋巴瘤是安全的并可诱导持久完全应答[31]。
目前，5F9直到第二阶段的临床试验在数量、方法的多样性和研究的目标方面都迅速扩大，潜在相关不良反应也逐渐显现，大多是1级和2级治疗相关不良事件，最常见的是贫血、头痛、寒战、高胆红素血症和关节痛，多发生在最初几周内，未观察到长期毒性作用。扑热息痛和苯海拉明预处理降低了头痛、发热和寒战的发生率和严重程度。少数患者在输液过程中出现腹痛、背痛或胸痛，这些疼痛与其他临床表现无关，通常可以通过暂时停止或减慢输液速度来缓解。未结合胆红素的一过性升高可能是由于CD47被阻断后的老化红细胞吞噬作用所致。在最初的启动剂量之后，血红蛋白水平会有所下降，可能是因为肝脏和脾脏中的巨噬细胞吞噬了红细胞，随着较年轻的红细胞被释放到循环中，代偿性网织红细胞迅速增多。然而年轻的红细胞不会被CD47阻断，因为它们缺乏衰老红细胞上的前吞噬细胞信号。尽管继续服用5F9，血红蛋白水平通常在第1周后保持稳定，随着患者的循环中新生红细胞增多，贫血会逐渐消失到基线水平。没有观察到类似PD-1/PD-L1抑制剂治疗相关的自身免疫现象（肺炎、结肠炎或肝炎）。
抑制单核细胞募集进入肿瘤组织是靶向TAMs的另一种策略。CCL2在肿瘤中单核细胞的募集和定位中起重要作用。靶向CCL2和CCL2受体（CCR2）是限制单核细胞浸润和形成TAMs的有潜力的方法。在一项Ⅰb期试验中，PF-已用于与化疗药物5-FU、亚叶酸钙、伊立替康和奥沙利铂的组合联合使用，抑制单核细胞募集，进一步限制TAMs的产生，从而抑制肿瘤生长和转移。此外，抗CCL2的单克隆抗体carlumab（CNTO88）在小鼠模型中已被证明可以防止几种癌症的发展。卡鲁单克隆抗体联合化疗对实体瘤患者有良好的耐受性。然而，卡鲁单克隆抗体仅对血清CCL2产生短期抑制作用，没有发现明显的肿瘤反应。
TAMs的靶向治疗与其他疗法相结合比单独使用TAMs靶向治疗更有效。自噬是一种自然调节的细胞自我保护机制，其特征是通过双膜小泡消除不必要的或功能失调的细胞质成分。最近，Shan等[32]研究结果显示，自噬通过活性氧簇/细胞外调节蛋白激酶和哺乳动物雷帕霉素靶蛋白信号通路，抑制异丙肾上腺素诱导的M2型巨噬细胞极化。提示靶向自噬可能通过调节M2型巨噬细胞的极化，在决定肿瘤治疗结果中发挥作用。
本文综述了肿瘤相关巨噬细胞的不同表型以及在实体瘤和血液肿瘤中的免疫应答作用，还讨论了TAMs的靶向治疗，然而，需要进行前瞻性研究和进一步的评估，以更好地阐明它们在化疗耐药和免疫抑制表型发展中的作用。但目前的探究试验大多停留在动物模型阶段，未能进入临床大规模试验，有诸多风险尚待解决。相信不久的将来，研究者们通过对TAMs的深入挖掘研究，将使更多肿瘤患者获益于免疫治疗并可能通过使用正在开发的特定抑制剂来发挥保护者的作用。
参考文献略
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