田佳麗，劉曉波*

(1.大理大學(xué)藥學(xué)與化學(xué)學(xué)院，云南大理 671000；2.云南省昆蟲生物醫(yī)藥研發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南大理 671000)

識別針對腫瘤免疫應(yīng)答的細(xì)胞和分子抑制劑是腫瘤免疫學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，將為惡性腫瘤的免疫療法提供新的靶標(biāo)[1]。惡性腫瘤和其他疾病有所不同的是，它較易復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移，但也可促進(jìn)部分免疫細(xì)胞在腫瘤微環(huán)境中大量積累，其中腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(tumor-associated macrophages，TAM)就是腫瘤微環(huán)境中主要的免疫細(xì)胞[2]。巨噬細(xì)胞是腫瘤微環(huán)境中關(guān)鍵的炎性細(xì)胞[3]，按照表型可分為M1、M2兩種表型，且腫瘤微環(huán)境中以M2型居多，呈現(xiàn)出免疫抑制效應(yīng)，而不是具有抗腫瘤作用的M1型。但有研究報(bào)道，M2型可以逆轉(zhuǎn)為M1型，從而發(fā)揮抗腫瘤作用。因此，可給予相應(yīng)的化合物、抑制劑，也可阻斷部分信號通路等，有針對性的調(diào)控巨噬細(xì)胞表達(dá)M1型，是極具應(yīng)用前景的腫瘤治療新策略。

1 腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞簡介

腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAM)是一類在腫瘤微環(huán)境中存在的重要炎性細(xì)胞，研究表明許多腫瘤組織特別是上皮組織，如大腸、肺、乳腺、胃的實(shí)體瘤內(nèi)含有大量的免疫細(xì)胞浸潤[4]，以巨噬細(xì)胞為主，占30%～50%。巨噬細(xì)胞從未成熟的單核細(xì)胞通過細(xì)胞因子募集，如血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)、血小板衍生生長因子(platelet-derived growth factor，PDGF)、集落刺激因子-1(colony-stimulating factor-1，CSF-1)和趨化因子(chemokine，CCL-2)等，這些單核細(xì)胞遷移到腫瘤組織并分化成腫瘤中的TAM。當(dāng)病變進(jìn)展為惡性腫瘤后，巨噬細(xì)胞通過類似的機(jī)制不斷招募。丁惠[5]研究中采用免疫組化法檢測得出所增加的TAMs可能來源于宮頸癌附近的巨噬細(xì)胞遷移至腫瘤組織中，從而發(fā)生定向遷移。大量的數(shù)據(jù)表明,腫瘤起始、進(jìn)展和轉(zhuǎn)移受巨噬細(xì)胞表型動態(tài)變化的影響。首先，巨噬細(xì)胞是具有高度表型和功能異質(zhì)性的免疫細(xì)胞群體，在所有組織中廣泛分布，且巨噬細(xì)胞在宿主對感染的天然免疫應(yīng)答中起主要作用。此外，巨噬細(xì)胞在體內(nèi)平衡、組織修復(fù)和發(fā)育中的作用得到了廣泛的認(rèn)可[6]。在腫瘤起始期間，TAM可產(chǎn)生誘變和促進(jìn)其生長的炎癥環(huán)境，可釋放大量血管生成因子VEGF和PDGF等，以時(shí)間和空間方式將VEGF和其他血管生長因子遞送到無血管區(qū)域，導(dǎo)致血管生成[7]。通過分泌生長因子來增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移。其中，TAM還可通過介導(dǎo)免疫抑制、抑制效應(yīng)T細(xì)胞的增殖或?qū)⒏嗟腡h2等募集到腫瘤組織，而達(dá)到抑制抗腫瘤免疫的目的。TAM在腫瘤微環(huán)境中根據(jù)巨噬細(xì)胞的激活狀態(tài)、腫瘤細(xì)胞的內(nèi)在特點(diǎn)[1]，以及腫瘤的發(fā)展階段和類型發(fā)揮相應(yīng)的功能。因此，如何調(diào)控巨噬細(xì)胞的表型，已成為近年的研究熱點(diǎn)。

2 腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞的表型

在長期腫瘤微環(huán)境下，腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞分為經(jīng)典活化(M1)和替代性活化(M2)型2種。首先，經(jīng)IFN-γ和LPS等信號活化得到M1型，主要具有抗腫瘤和增強(qiáng)免疫的作用，能分泌炎癥因子、趨化因子、效應(yīng)分子和TNF-ɑ等，其中以膜分子CD16、表面標(biāo)記CD32等為代表。其次，經(jīng)IL-4和IL-13等因子活化得到M2型，主要具有抑制免疫反應(yīng)、促進(jìn)血管發(fā)生、組織修復(fù)和促進(jìn)腫瘤生長的潛能，更多地分泌IL-10、TGF-β、VEGF等因子，以CD163和CD206相對高表達(dá)[8]。

有研究報(bào)道了TAM在轉(zhuǎn)錄水平上可能以M2亞型居多，Topf M C等[9]通過對患有喉鱗狀細(xì)胞癌的頸部淋巴結(jié)兼轉(zhuǎn)移性前列腺癌患者的治療中采用HE染色后發(fā)現(xiàn)，病灶部位高表達(dá)CD163，且浸潤的M2型巨噬細(xì)胞數(shù)量較多，促進(jìn)腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移。并且有研究報(bào)道[10]通過評估485個(gè)臨床標(biāo)本中不同表型巨噬細(xì)胞的分布，得出在CRC中M1巨噬細(xì)胞的浸潤伴有M2型，并進(jìn)一步提出可通過分析免疫細(xì)胞的位置、密度和功能取向，以及患者的預(yù)后問題，來探究出有效的治療方法。不過，Gratchev A等[11]在研究中發(fā)現(xiàn)腫瘤微環(huán)境中，TAM的兩種表型M1、M2會發(fā)生轉(zhuǎn)變，其M2型能被逆向極化為M1型TAM，從而激發(fā)機(jī)體產(chǎn)生特異性抗腫瘤免疫應(yīng)答，該極化過程具有可逆性和可調(diào)節(jié)性[12]。所以，在未來的腫瘤免疫治療中，可根據(jù)治療的目的，按需要有效地調(diào)控巨噬細(xì)胞的表型，操控其激活模式，從而達(dá)到治療的目的，這已經(jīng)成為重要的腫瘤治療策略。

3 激活巨噬細(xì)胞的抗腫瘤效應(yīng)

3.1 新型免疫增強(qiáng)劑MBP

麥芽糖結(jié)合蛋白(maltose-binding protein，MBP)是大腸埃希菌麥芽糖轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)的重要成員，能夠與麥芽糖結(jié)合，主要負(fù)責(zé)麥芽糖的攝取和分解代謝；也能與重組蛋白融合，促進(jìn)純化并增強(qiáng)融合蛋白的穩(wěn)定性，從而誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的免疫應(yīng)答[13]。MBP也可作為新型的免疫增強(qiáng)劑，能有效地誘導(dǎo)TAM發(fā)生極化，從而發(fā)揮免疫應(yīng)答的作用。Wang Wan等[14]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用MBP刺激小鼠巨噬細(xì)胞系RAW264.7細(xì)胞時(shí)，經(jīng)對其M1型巨噬細(xì)胞特異性標(biāo)記物的NO、IL-1β、IL-6、CD80以及誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase，iNOS)表達(dá)的檢測，結(jié)果表明MBP能誘導(dǎo)活化并增強(qiáng)RAW264.7巨噬細(xì)胞的M1型極化。試驗(yàn)論證了MBP能通過調(diào)控巨噬細(xì)胞的極化類型而發(fā)揮抗腫瘤的作用，但就其抗腫瘤作用機(jī)制尚不明確，但這為未來在免疫治療中有望將MBP作為免疫佐劑而提供理論基礎(chǔ)和應(yīng)用前景。

3.2 免疫調(diào)節(jié)劑多糖

多糖可活化機(jī)體免疫細(xì)胞，調(diào)節(jié)白介素和腫瘤壞死因子等細(xì)胞因子的分泌，在機(jī)體抗腫瘤免疫調(diào)節(jié)等方面?zhèn)涫荜P(guān)注，是目前常用的免疫調(diào)節(jié)劑。江澤波等[15]用IL-4誘導(dǎo)Raw264.7巨噬細(xì)胞株，建立的M2亞型模型，給予豬苓多糖干預(yù)后可檢測出M1型特異性指標(biāo)iNOS mRNA明顯升高，M2特異性指標(biāo)CD206表達(dá)率降低，說明其可逆轉(zhuǎn)M2型為M1型，從而發(fā)揮機(jī)體免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤作用。相關(guān)研究報(bào)道[16]豬苓多糖可以通過TLR4信號通路活化巨噬細(xì)胞，刺激TNF-α、IL-1β等炎癥因子分泌，發(fā)揮抗腫瘤的作用，但其作用機(jī)制尚未明確。

褐藻多糖作為一種天然硫酸多糖化合物，萃取自褐藻細(xì)胞壁。多項(xiàng)研究表明，褐藻多糖具有良好的抗腫瘤、抗炎癥、降血脂、抗氧化等生物學(xué)功能[17]，其抗腫瘤作用主要通過抑制腫瘤細(xì)胞生長和腫瘤細(xì)胞因子分泌等。目前，就褐藻多糖體內(nèi)外抗腫瘤作用的研究主要集中于下調(diào)細(xì)胞周期蛋白、活化caspases家族蛋白以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的死亡、增加NK、T淋巴細(xì)胞的活性和數(shù)量、抑制粘附分子以降低其轉(zhuǎn)移的能力。而Sun Jia等[18]研究發(fā)現(xiàn)，褐藻多糖通過NF-κB的途徑而顯著抑制M2型趨化因子CCL22的表達(dá)，并進(jìn)一步抑制M2型巨噬細(xì)胞介導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞的遷移，特別是Treg細(xì)胞的募集，從而發(fā)揮抗腫瘤作用。

通過對豬苓多糖和褐藻多糖抗腫瘤作用的研究，發(fā)現(xiàn)還存在很多的化合物可以通過調(diào)控腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞的表型，來發(fā)揮其抗腫瘤的作用，這一發(fā)現(xiàn)，為今后腫瘤的免疫療法提供新的研究策略和方向。

3.3 信號通路抑制劑

Notch信號是一條調(diào)控細(xì)胞分化與發(fā)育高度保守的信號通路。近年報(bào)道中發(fā)現(xiàn)在實(shí)體瘤中，Notch信號通過調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的激活模式來調(diào)節(jié)其功能狀態(tài)。若能特異性阻斷Notch信號通路，表達(dá)TAM的M1型就可發(fā)揮其抗腫瘤作用。

其中，Xu J等[19]報(bào)道了Notch信號通路一方面上調(diào)M1型極化基因表達(dá)，另一方面通過誘導(dǎo)丙酮酸脫氫酶磷酸酶、丙酮酸脫氫酶活性以及葡萄糖進(jìn)入三羧酸循環(huán)促進(jìn)葡萄糖氧化磷酸化和ROS形成以進(jìn)一步增強(qiáng)M1型極化基因的表達(dá)；Zheng Shaoping等[20]報(bào)道在血吸蟲感染鼠模型中浸潤肝組織的巨噬細(xì)胞顯示M2功能極化，且在體內(nèi)外Notch1/Jagged1信號顯著上調(diào)。當(dāng)用γ分泌酶抑制劑阻斷Notch信號通路，可逆轉(zhuǎn)體外的巨噬細(xì)胞M2偏振，減輕血吸蟲病鼠模型中的肝肉芽腫和纖維化。所以，通過阻斷巨噬細(xì)胞Notch信號通路，來調(diào)控巨噬細(xì)胞的極化狀態(tài)，發(fā)揮抗腫瘤或?qū)ζ渌膊〉闹委熥饔脤⒊蔀樾碌难芯坎呗浴?/p>

程序性死亡分子1(programmed death 1，PD-1)/PD-1配體(PD-1 ligand， PD-L1)作為一個(gè)重要的免疫抑制分子，主要表達(dá)在APC細(xì)胞和某些腫瘤細(xì)胞表面。其中，PD-L1是PD-1的主要配體，在很多惡性腫瘤中高表達(dá)，包括腫瘤浸潤巨噬細(xì)胞。Pardoll D M[21]研究發(fā)現(xiàn)激活PD-1與PD-L1的結(jié)合，會抑制腫瘤微環(huán)境形成，并使得腫瘤細(xì)胞逃避機(jī)體免疫監(jiān)視和殺傷。而用PD-1/PD-L1抑制劑阻斷該通路，能逆轉(zhuǎn)腫瘤免疫微環(huán)境，達(dá)到增強(qiáng)內(nèi)源性抗腫瘤免疫效應(yīng)。目前，PD-1/PD-L1抑制劑藥物是首個(gè)被FDA批準(zhǔn)用于非小細(xì)胞肺癌的免疫治療藥物，同時(shí)也廣泛用于其他腫瘤的治療，也取得一定的成效。其中，宗兆運(yùn)[22]研究發(fā)現(xiàn)，體外刺激巨噬細(xì)胞得到M1、M2樣巨噬細(xì)胞上清，作為條件培養(yǎng)基刺激小鼠肝癌細(xì)胞系Hepa1-6細(xì)胞，通過對相應(yīng)的信號通路的檢測，得出M1型TAM可促進(jìn)免疫抑制分子PD-L1的上調(diào)表達(dá)。另外，Harada K[23]研究發(fā)現(xiàn)對GAC樣品中的PD-L1、CD68和CD163(M2型巨噬細(xì)胞)進(jìn)行免疫組織化學(xué)染色，結(jié)果發(fā)現(xiàn)M2型巨噬細(xì)胞浸潤與GAC細(xì)胞中的PD-L1表達(dá)高度相關(guān)，提示巨噬細(xì)胞浸潤可作為潛在的治療靶點(diǎn)。Burmeister K[24]在研究150例CRC和45個(gè)相鄰非惡性組織樣本的石蠟包埋樣本時(shí)采用免疫組化對CD68(M1/M2巨噬細(xì)胞標(biāo)記物)和CD163(M2巨噬細(xì)胞標(biāo)記物)進(jìn)行檢測，也觀察出了高級腫瘤中M2巨噬細(xì)胞數(shù)量增加和PD-L1腫瘤表達(dá)增加。這些研究提示，可以設(shè)計(jì)小分子藥物來阻斷免疫抑制分子PD-L1的過量表達(dá)，進(jìn)而提高腫瘤的治療效果，這為抗腫瘤研究提供了新的方向。

4 M2型巨噬細(xì)胞的表型轉(zhuǎn)換

4.1 IL-6特異性抑制劑激活素A和重組人IL-6逆轉(zhuǎn)M2極化

白細(xì)胞介素6(interleukin-6，IL-6)是一種多效性細(xì)胞因子，可刺激免疫系統(tǒng)對損傷作出反應(yīng)，參與惡性腫瘤的增殖和自身免疫性疾病的發(fā)生[25]，還參與了機(jī)體多種功能，其中與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。近年報(bào)道腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞TAM在腫瘤微環(huán)境中過度表達(dá)IL-6，也證實(shí)了IL-6能誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向M2型極化，參與惡性腫瘤的免疫逃逸，是惡性腫瘤預(yù)后不良的重要標(biāo)志[26]。而IL-6特異性抑制劑激活素A能有效的抑制IL-6的產(chǎn)生，從而發(fā)揮抗腫瘤轉(zhuǎn)移的作用。Ohno Y等研究[27]也發(fā)現(xiàn)與野生型小鼠相比，IL-6缺陷型小鼠的腫瘤生長明顯降低，并進(jìn)一步推測出在荷瘤宿主中因IL-6缺乏增加了抗腫瘤效應(yīng)T細(xì)胞的誘導(dǎo)，并抑制體內(nèi)腫瘤發(fā)生。王青山等[28]在研究中發(fā)現(xiàn)共培養(yǎng)小鼠M1型巨噬細(xì)胞RAW264.7與乳腺癌細(xì)胞4T1中加入IL-6特異性抑制劑激活素A，能以劑量依賴的方式有效抑制IL-6，使M2型巨噬細(xì)胞的比例明顯下降。初步證實(shí)通過阻斷IL-6能在一定程度上遏制M1型巨噬細(xì)胞向M2型轉(zhuǎn)化。劉苗[29]通過將小鼠巨噬細(xì)胞系Raw 264.7細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞系KM3細(xì)胞共培養(yǎng)，予以ACTA(IL-6特異性抑制劑激活素A)或rIL-6(重組人IL-6)處理后，結(jié)果表明激活素A(IL-6特異性抑制劑)能抑制Raw 264.7細(xì)胞向M2型巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化，重組IL-6能促進(jìn)上述轉(zhuǎn)化過程。

此外，促進(jìn)巨噬細(xì)胞-M2極化的誘導(dǎo)因子還有IL-1、IL-4、IL-10、IL-13、IL-34、CSF和TNF-α等細(xì)胞因子。這些因子通過激活STAT信號通路促進(jìn)TAM-M2極化[30]。因此，通過抑制上述因子的產(chǎn)生，能在一定程度上減少M(fèi)2型的含量，而發(fā)揮抗腫瘤作用。

4.2 抗腫瘤小分子化合物伊馬替尼

伊馬替尼(Imatinib)是小分子化合物，也是酪氨酸激酶抑制劑。目前，其研究方向主要集中于轉(zhuǎn)移性胃腸間質(zhì)癌，但近期在臨床報(bào)道中提出了Imatinib干預(yù)腫瘤轉(zhuǎn)移的研究，張潔瓊[31]用小分子化合物Imatinib對巨噬細(xì)胞增殖的影響以及條件培養(yǎng)基對小鼠肺癌細(xì)胞的影響，通過流式細(xì)胞術(shù)、RT-PCR方法、Transwell小窒細(xì)胞遷移試驗(yàn)、Western blot技術(shù)和細(xì)胞免疫熒光的方法檢測了腫瘤的轉(zhuǎn)移，發(fā)現(xiàn)Imatinib通過抑制STAT6的磷酸化以及入核，抑制巨噬細(xì)胞M2型極化而對Ml型極化無明顯影響，從而發(fā)揮抗腫瘤轉(zhuǎn)移的作用。所以，可用小分子化合物有效地抑制巨噬細(xì)胞M2型極化，而達(dá)到抗腫瘤作用的目的。

4.3 其他途徑逆轉(zhuǎn)M2極化

有研究報(bào)道人類免疫缺陷病毒1(HIV-1)Nef蛋白能有效地逆轉(zhuǎn)M2極化，Porcheray F等[32]在探討巨噬細(xì)胞活化與HIV感染關(guān)系的研究中也發(fā)現(xiàn)，感染HIV病毒的巨噬細(xì)胞其表面的CD163、CD206及另一種選擇性活化的巨噬細(xì)胞標(biāo)志CCL18均被抑制，進(jìn)一步證明巨噬細(xì)胞向促炎性的M1巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化。Maizumi K等[33]研究將CD40L基因轉(zhuǎn)染到小鼠肺癌細(xì)胞中，通過癌細(xì)胞表達(dá)的CD40L刺激肺泡巨噬細(xì)胞表面的CD40分子，使得巨噬細(xì)胞的NO、TNF、IL-12以及IFN-γ表達(dá)增加，但在缺乏CD40的小鼠肺泡巨噬細(xì)胞中未見表達(dá)。所以，CD40-CD40L與巨噬細(xì)胞的相互作用促進(jìn)了M1巨噬細(xì)胞表型細(xì)胞因子的產(chǎn)生，提示腫瘤組織中表達(dá)的CD40-CD40L可以逆轉(zhuǎn)M2型巨噬細(xì)胞為M1表型。

Guiducci C等[34]將荷瘤小鼠中CCL16寡集的巨噬細(xì)胞觀察到腫瘤組織浸潤的巨噬細(xì)胞表達(dá)高水平的IL-10，不表達(dá)TNF及IL-12，表明腫瘤浸潤的巨噬細(xì)胞為M2表型。荷瘤小鼠注射Cp G-DNA以及IL-10受體抗體6 h后，對TNF與IL-12的表達(dá)及NO的含量檢測結(jié)果表明，注射Cp G-DNA和IL-10受體抗體后，小鼠TNF、IL-12及N0的產(chǎn)生量遠(yuǎn)高于單一成份注射組和未注射組，證明Cp G-DNA聯(lián)合IL-10受體抗體在一定程度上有逆轉(zhuǎn)巨噬細(xì)胞表型的作用。

5 展望

巨噬細(xì)胞是腫瘤微環(huán)境中關(guān)鍵的炎性細(xì)胞，有M1、M2兩種表型，其中，M1型主要具有抗腫瘤和增強(qiáng)免疫的作用。從絕大多數(shù)報(bào)道中均可以得出如果能夠調(diào)控巨噬細(xì)胞的表型及其作用機(jī)制，這將成為抗腫瘤研究的新方向，不僅對腫瘤的發(fā)生發(fā)展有明顯的作用，還為腫瘤的免疫療法打開一個(gè)新視野、新策略，是極具應(yīng)用價(jià)值的新靶標(biāo)。此外，通過MBP、多糖類、特異性阻斷Notch信號通路等多種途徑均能調(diào)控巨噬細(xì)胞表達(dá)M1型，發(fā)揮抗腫瘤的作用，而通過IL-6特異性抑制劑激活素A和重組人IL-6、小分子化合物伊馬替尼(Imatinib)等來抑制其向M2型轉(zhuǎn)化，可發(fā)揮抗腫瘤轉(zhuǎn)移的作用，還可通過給予HIV-1 Nef蛋白、腫瘤組織中表達(dá)的CD40-CD40L、Cp G-DNA聯(lián)合IL-10受體、雙磷酸鹽來逆轉(zhuǎn)M2型巨噬細(xì)胞為M1表型。巨噬細(xì)胞是腫瘤微環(huán)境中最多的免疫細(xì)胞，其可塑性高，在組織重塑，炎性反應(yīng)和抗腫瘤免疫反應(yīng)等過程中扮演著重要的角色。目前，對于抗腫瘤作用的研究多采用免疫療法，相比傳統(tǒng)療法中的手術(shù)切除、化療等，其副作用小，可調(diào)動機(jī)體的免疫系統(tǒng)，增強(qiáng)腫瘤免疫力。但目前因存在腫瘤生物學(xué)差異，TAMs在腫瘤微環(huán)境中存在的數(shù)量、表型、作用等可變和相關(guān)預(yù)后等問題，使得將巨噬細(xì)胞作為免疫療法的新靶標(biāo)而遇到瓶頸。不過，有效調(diào)控腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞M1型極化與其他免疫治療手段相聯(lián)合應(yīng)用，是腫瘤治療上極具研究前景的發(fā)展方向。我國應(yīng)加速開展在化合物、信號通路、受體、細(xì)胞因子及蛋白等抗腫瘤領(lǐng)域的各項(xiàng)研究，并有針對性的調(diào)控巨噬細(xì)胞的表型，將TAM作為治療腫瘤的靶細(xì)胞為抗腫瘤研究提供新的方向和見解。