王田田 高琛琛 李利生 徐敬東*

(1.首都醫(yī)科大學基礎醫(yī)學院生理學與病理生理學系，北京 100069；2.首都醫(yī)科大學基礎醫(yī)學院機能學實驗中心，北京 100069)

巨噬細胞(macrophages，Mφ)是由血液中的單核細胞(monocytes，Mo)分化而來，在人體防御功能中扮演了重要角色，消化道具有重要而復雜的免疫功能，其中Mφ在維持腸道免疫平衡中的作用引起了高度關(guān)注。此外，Mφ在不同的腸道環(huán)境下發(fā)揮多種功能，即宿主防御、傷口愈合和免疫調(diào)節(jié)。在不同的腸道微環(huán)境的作用下Mφ可分化為M1Mφ、M2Mφ和調(diào)節(jié)性Mφ(regulatory macrophages，Mregs)，并且與炎性腸病(inflammatory bowel disease，IBD)、胃腸道腫瘤的關(guān)系密切。IBD包括兩種類型的疾?。簼冃越Y(jié)腸炎(ulcerative colitis, UC)和克羅恩病 (Crohn’s disease, CD)。IBD一直被認為是典型的自身免疫性疾病，有報道[1]證實多種因素可使腸道菌群紊亂并破壞黏液層，導致IBD的發(fā)生。目前有研究[2-3]表明腸道Mφ功能失衡可引起IBD和胃腸道腫瘤等多種腸道疾患發(fā)生。故本綜述以Mφ在腸道免疫調(diào)節(jié)中的作用為主線，以腸道自身免疫疾病發(fā)生與Mφ的相關(guān)性為主要內(nèi)容，闡述Mφ在腸道免疫平衡中的作用，為臨床治療腸道疾患提供新視角。

1 巨噬細胞與腸道微生物

腸道中寄居著種類繁多數(shù)量龐大的微生物，寄居部位不同，其種類和數(shù)量不同。 從口腔進入胃的細菌絕大多數(shù)被胃酸殺滅，剩下的主要是革蘭氏陽性需氧菌；小腸菌群的構(gòu)成介于胃和結(jié)腸之間，近端小腸的菌叢與胃內(nèi)相近，但常能分離出大腸桿菌和厭氧菌；遠段回腸厭氧菌的數(shù)量開始超過需氧菌，其中大腸桿菌恒定存在，厭氧菌如雙歧桿菌屬、類桿菌屬、梭狀芽胞桿菌屬都有相當數(shù)量；在回盲瓣的遠側(cè)，細菌數(shù)量急劇上升，結(jié)腸細菌數(shù)量高達1011～1012CFU/mL，細菌總量幾乎占糞便干重的1/3。其中厭氧菌達需氧菌的103～104倍。主要菌種為糞桿菌屬、雙歧桿菌屬和真桿菌屬，在十二指腸約為102CFU/mL，在空腸約為102CFU/mL，在近端回腸約為103CFU/mL，在末端回腸約為107～108CFU/mL，在結(jié)腸中數(shù)量最多約為1011～1012CFU/mL[3]。在生理條件下，腸道微生物在維持腸道免疫系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)中不可或缺，腸道微生物分為有益菌和有害菌，正常情況下它們保持動態(tài)平衡，當發(fā)生炎性反應時腸道菌群失調(diào)，刺激腸道Mφ遷徙與分化。Mφ是一種吞噬細胞，參與了固有免疫和獲得性免疫，通過對細胞殘片及病原體的識別、吞噬處理達到抗原呈遞的效果。由于腸道是Mφ和共生菌的最大存儲庫，因此Mφ可以被視為腸道菌群的“監(jiān)管者”而不是炎性反應催化劑。因為Mφ產(chǎn)生的免疫抑制細胞因子可抑制腸道細菌引起的炎性反應級聯(lián)反應，由此保護腸免受菌群失衡引起的過度反應而導致嚴重的炎性損傷。

2 巨噬細胞的分化與生物學特征

2.1 巨噬細胞的起源和分化

單核-巨噬細胞系統(tǒng)(mononeuclear phagocyte system，MPS)來自于骨髓造血干細胞和胚胎中的卵黃囊祖細胞以及早期的胎兒肝臟。早在1980年，Johnson等[4]利用Chédiak-Higashi 標志物實驗證實，肺的間質(zhì)和肺泡內(nèi)Mφ都來源于骨髓前體細胞。MPS由Mo、Mφ、破骨細胞和樹突狀細胞(dendritic cell，DC)等組成。

Mφ幾乎存在于所有組織中。它們與循環(huán)外周血Mo(peripheral blood mononuclear cells，PBMcs)有區(qū)別，后者在穩(wěn)定狀態(tài)或響應炎性反應時遷移到組織中，PBMcs由骨髓中常見的祖細胞分化而來，這些祖細胞是許多不同細胞類型的前體細胞，包括中性粒細胞(neutrophil，NE)、嗜酸性粒細胞、嗜堿性粒細胞、Mφ、DC和肥大細胞(mast cell，MC)。在Mo發(fā)育期間，骨髓祖細胞又稱粒細胞/巨噬細胞集落形成單位granulocyte macrophage colony forming unit，GM-CFUc)依次產(chǎn)生原始Mo、幼稚Mo和最終從骨髓釋放到血液中的Mo。Mo從血液遷移到組織中以補充胃腸道的Mφ和肝臟的枯否細胞等[5]。

在血液中，關(guān)于Mo群體是否會分化為組織特定的Mφ存在很大爭議。雖然Mo異質(zhì)性尚未完全了解，但一種理論認為，Mo在血液中繼續(xù)發(fā)育并成熟，在此過程中可遷徙至不同的組織中形成具有不同功能和結(jié)構(gòu)的細胞群。依據(jù)它們從血液中遷移到組織所發(fā)揮的功能可分為“炎性”和“定居”Mo[6]。定居Mo存在于非炎性組織中且半衰期長，而其前體炎性Mo存在于炎性組織中且存活時間較短。這兩種Mo群體可憑借細胞表面標志物趨化因子受體CX3CR1的表達來區(qū)分。炎性Mo被定義為CC-趨化因子受體2(CCR2+)CX3CR1low和GR1+(也稱為Ly6C)；而定居Mo定義為CCR2-CX3CR1hiGR1-。人的Mo也可根據(jù)細胞表面標志物CX3CR1的表達分為兩大類[6-7]，大多數(shù)Mo是CD14+CD16-CD64+CCR2+CX3CR1low，被稱為“經(jīng)典”Mo；或者是CD14lowCD16+CD64-CX3CR1hi，被稱為“非經(jīng)典”Mo。大約90%的人類Mo表達經(jīng)典標記。有研究[6]顯示這些定居Mo在血管受到損傷和感染的情況下迅速侵入組織，隨后啟動固有免疫反應并分化成Mφ。而炎性Mo的作用相反，它在感染后到達炎性反應部位并分化為炎性DC。也有研究[8]顯示炎性Mo可分化為炎性Mφ，定居Mo的游走可能依賴于受損組織或內(nèi)皮細胞發(fā)出的化學信號。

更重要的是，有研究[6]進一步的證明，人類骨髓中的Mo可通過Ly6C/Gr1、CCR2和CX3CR1的表達被分為Ly6ChiMo和Ly6ClowMo。Ly6ChiMo表達高水平的Ly6C/GR1、CCR2和CD62L，但CX3CR1水平低。CCR2是趨化因子受體，可誘導Ly6ChiMo進入血液循環(huán)。Ly6ClowMo表達低水平的Ly6C/GR1、CCR2和CD62L，但表達高水平的CX3CR1[9]。Ly6ClowMo被認為是定居Mφ的前體,進入血流的Mo依賴于CX3CR1表達，但也有實驗[6]結(jié)果與此相反，認為腸道Mφ在炎性反應和健康狀態(tài)下均依賴于循環(huán)血液Ly6ChiMo的持續(xù)快速補充。在正常結(jié)腸中，Mo通過失去Ly6C的表達，逐漸分化為組織定居Mφ，上調(diào)CX3CR1、F4/80、CD64、CD11c等Mφ標記的表達并分泌抗炎細胞因子白介素-10(interleukin-10，IL-10)[10]。缺乏CCR2或其趨化因子配體2[chemokine (C-C motif) ligand 2，CCL2]的小鼠腸道Mφ數(shù)量減少，這意味著Mφ前體在腸道固有層的招募可能依賴于CCR2-CCL2軸。在腸道炎性反應中，組織中的定居Mφ仍然來自血液循環(huán)的Mo，只是從抗炎Mφ轉(zhuǎn)變?yōu)門oll樣受體(Toll-like receptor，TLR)高表達的炎性Mφ。然而，研究[9]顯示血液Ly6ChiMo也可轉(zhuǎn)化為Ly6ClowMo并返回至骨髓來補充定居Mφ。Bain等[11]提出不僅血液Mo可分化為Mφ，且定居Mφ具有自我更新的特點，但其機制尚未完全闡明，有研究[12]表明定居Mφ來自于一個在原位自我更新的胚胎前體，但是可以被進入腸道的Ly6ChiMo“充盈”，這些Mo作為完全應答的細胞進入腸道，隨后又受到腸道微環(huán)境的調(diào)控。這個解釋可能有助于解釋部分定居Mφ的起源。此外，從骨髓直接進入血液的Mo具有炎性反應表型，這些細胞迅速離開血流并分化成組織巨噬細胞(tissue macrophages，TMφ)或DC。Auffray等[13]推測，最初未募集到組織的Mo可能在血液中進一步成熟并最終成為血細胞的一部分，其被認為有助于維持血管內(nèi)皮細胞的完整性，并保持組織中定居Mφ穩(wěn)定。因此，這些Mo是炎性反應和創(chuàng)傷期間組織中Mφ的主要來源，它們從血流中的遷移增強。

腸道定居Mφ產(chǎn)生抗炎細胞因子，特別是IL-10和轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)，而炎性Mφ在炎性反應部位起作用并具有強殺菌特性。在腸道中，IL-10可在Mφ、Th2細胞、B細胞、自然殺傷樣T細胞(natural killer T-like cells，NKT)、調(diào)節(jié)性T細胞(regulatory cells，Tregs )中表達。

活化的Mo和Mφ是IL-10的主要來源，IL-10可抑制在脂多糖(lipopolysaccharides，LPS)[14]的刺激下Mφ產(chǎn)生的多種促炎因子，如一氧化氮(nitric oxide，NO)等，以免造成更嚴重的組織損傷，其機制是通過 LPS-IκBα-NF-κB信號軸發(fā)揮作用的[15]。實驗[16]表明Mφ產(chǎn)生的IL-10對Foxp3+Tregs表達具有重要的調(diào)節(jié)作用，CD4+Foxp3+T細胞通過IL-10和TGF-β依賴性機制維持腸內(nèi)穩(wěn)態(tài)。最近，關(guān)于具有Mφ類型特異性缺失IL-10的檸檬酸桿菌感染小鼠的研究[17]證明，IL-10通過調(diào)節(jié)IL-23的產(chǎn)生以限制固有免疫防止急性細菌感染中的過度炎性反應，而IL-10的缺乏可導致腸道Mφ染色質(zhì)穩(wěn)定性改變[18]，這些結(jié)果提示IL-10在抑制炎性反應中起關(guān)鍵作用。

同時腸道定居Mφ高表達TGF-β受體并參與活化的TGF-β信號的轉(zhuǎn)導，在TGF-β作用下通過TLRs激活并可轉(zhuǎn)移NF-κB[8]。而TGF-β可與Tregs表達的Foxp3結(jié)合，形成CD4+Foxp3+Tregs降低黏膜Mφ激活和轉(zhuǎn)位NF-κB的能力。此外，Smad7可表達阻斷TGF-β信號傳導并激活炎性Mφ，這一發(fā)現(xiàn)在壞死性小腸結(jié)腸炎Mφ 實驗中得到證實[12]。

粒細胞巨噬細胞集落刺激因子(granulocyte macrophage colony stimulating factor，GM-CSF)是促進造血干細胞分化成原始Mo、幼稚Mo和Mo的主要因子。血流中循環(huán)中有不同類型Mo，部分血中Mo經(jīng)歷成熟，適應其局部微環(huán)境變?yōu)楦鞣N定居Mφ，部分Mo則分化成游離Mφ，在不同組織中如阿米巴蟲一樣遷移(圖1)。

2.2 巨噬細胞的生物學特征和功能

Mφ的體積是Mo的5～10倍，且有更多的細胞器(特別是溶酶體)、褶皺和偽足。而定居Mφ分布廣泛，表型眾多，例如胃腸道的Mφ、肺中的塵細胞、皮膚中的朗格漢斯細胞等。Mφ是以其吞噬作用命名的，其通過調(diào)理素(Fc受體和C3b受體)或非調(diào)理素受體[甘露糖受體(mannose receptor，MMR)、清道夫受體(scavenger receptor，SR)、模式識別受體(pattern recognition receptor，PRR)、特別是TLRs]，使Mφ可以參與固有免疫和獲得性免疫。Mφ具有強大的吞噬功能，每天可清除約2×1011個紅細胞，這相當于每年接近3 kg的鐵和血紅蛋白被“回收”以供機體重復使用，此過程一旦受阻機體將無法生存。同時Mφ還參與清除組織重塑過程中產(chǎn)生的細胞碎片，并快速有效地清除已經(jīng)凋亡的細胞。此過程不依賴于免疫細胞的信號傳導而發(fā)生，使未被刺激的Mφ產(chǎn)生很少或不產(chǎn)生免疫介質(zhì)，即介導吞噬作用的受體不能轉(zhuǎn)導誘導細胞因子基因轉(zhuǎn)錄的信號，或產(chǎn)生抑制信號和細胞因子，使Mφ每天發(fā)生的大部分吞噬作用與其他免疫細胞無關(guān)。因此，Mφ的主要作用不是免疫效應細胞的作用，而是作為普通的“清潔細胞”，清除細胞外基質(zhì)的間隙環(huán)境[19]。

Mφ可通過TLRs、PRR和IL-1R識別壞死細胞碎片中存在的內(nèi)源性危險信號，其中大部分信號通過髓樣分化因子(myeloid differentiation factor88，MyD88)呈遞。該功能使Mφ成為宿主危險的主要傳感器之一。內(nèi)源性危險信號可引起組織中Mφ活化，使其在固有免疫和適應性免疫中分化成不同表型。除此之外，Mφ也可被IL-8激活并釋放IL-1、IL-6、IL-12和腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)，其將NE募集至炎性反應部位并產(chǎn)生殺菌物質(zhì)，導致組織液化并形成膿液以消除入侵的病原體。而NE通過分泌存儲在顆粒中乳鐵蛋白、脂籠蛋白、溶菌酶、IL-37、CX3C-趨化因子配體1(chemokine CX3C motif ligand 1，CX3CL1)活化Mφ[20]，使Mφ可以識別進入上皮或黏膜屏障的微生物，并伸出偽足以吞噬這些微生物，隨后通過溶酶體進行消化。自然殺傷細胞(natural killer cell，NK)通過釋放γ干擾素(interferon-γ，IFN-γ)或通過細胞毒性來影響Mφ的活化，同時Mφ產(chǎn)生的IL-1β、IL-10和TGF-β可抑制固有免疫應答，而吞噬衰老的NE，脂氧素、保護素和分解素有助于保護固有免疫應答。

3 腸內(nèi)Mφ特性與功能

3.1 腸道Mφ的一般特征

Spoettl 等[21]通過體外三維共培養(yǎng)模型證實腸道Mφ的分化依賴于腸上皮細胞。Mφ廣泛分布于所有哺乳動物的腸道中，包括黏膜層和黏膜下層。研究[22]顯示腸道Mφ數(shù)量變化與腸道細菌數(shù)量相關(guān)。使用成熟小鼠Mφ標志物F4/80發(fā)現(xiàn)，小腸中F4/80總量為1.3×107，大腸中為1.4×107，在無菌小鼠的腸道中，Mφ的數(shù)量減少，F(xiàn)4/80明顯降低[23]，這提示Mφ具有腸道病原防御功能。

腸道中Mφ與其他組織存在差異。在生理狀態(tài)下[24]，Mφ不表達共刺激分子，如CD40、CD80和CD86，或誘導呼吸爆發(fā)來消滅微生物，且腸道定居Mφ對TLRs配體的反應與其他組織中有所不同[8]。TLRs是位于細胞表面或內(nèi)部的膜糖蛋白，具有結(jié)合配體的胞外區(qū)和觸發(fā)胞內(nèi)信號傳導級聯(lián)的外質(zhì)域?？梢孕纬僧愒椿蛲炊垠w，或與其他受體結(jié)合以識別各種微生物。Mφ可通過MyD88、TLRs結(jié)構(gòu)域銜接蛋白(TIR-domain-containing adaptor inducing interferon-β，TRIF)和NF-κB介導的多種途徑被激活[25]，而TLRs是最具特色的PRR。然而，腸道定居Mφ對TLRs配體無反應且不產(chǎn)生促炎細胞因子或趨化因子，如IL-1、IL-6、IL-12、IL-23、TNF-α、趨化因子CXC配體(chemokine C-X-C motif ligand，CXCL)10(IP-10)[8,24]。推測可能是腸道的Mφ通過各種機制阻斷了TLRs的下游信號，包括缺乏關(guān)鍵的適配器信號分子，如MyD88、白細胞介素-1受體相關(guān)激酶(interleukin-1 receptor-associated kinase，IRAK) 和TNF受體相關(guān)因子6(TNF receptor associated factor 6，TRAF6)，或存在抑制分子，如IRAK-M?？偟膩碚f，這些結(jié)果導致NF-κB不能轉(zhuǎn)移至核內(nèi)，或不能激活基因轉(zhuǎn)錄[26]。當然，這并不意味著TLRs在腸道Mφ中表達或不表達不重要。事實上，Mφ中的TLRs信號通路對于保護腸道上皮免受機械和毒性損傷必不可少[27]。

3.2 腸Mφ可塑性特征

Mφ可根據(jù)環(huán)境因素改變其生理功能，而表現(xiàn)出一定的可塑性。Mφ可以對受傷或感染后迅速產(chǎn)生的內(nèi)源性刺激作出反應，這些早期刺激通常由固有免疫細胞產(chǎn)生，并對Mφ的功能產(chǎn)生快速調(diào)節(jié)。同時Mφ可對由抗原特異性免疫細胞產(chǎn)生的信號作出反應。這些信號比固有免疫刺激局限但持續(xù)時間長，通常會引起Mφ結(jié)構(gòu)和功能的改變。目前，Mφ可根據(jù)宿主防御、傷口愈合和免疫調(diào)節(jié)的自我平衡不同可分化為M1Mφ、M2Mφ、TAM和Mregs[19](圖2)。

圖2 Mφ的分型和各自的刺激因素、表面標記和細胞因子關(guān)聯(lián)性Fig.2 Classification of Mφ and its correlation with stimulating factors, surface markers and cytokines

Black arrows represent stimulation; blue arrows represent release; green arrows represent expression;IFN-γ/β：interferon-γ/β；LPS：lipopolysaccharide；GM-CSF：granulocytemacrophage colony stimulating factor；MHC-II：major histocompatility complex class II;SOCS3： suppressor of cytokine signaling 3;TNF：tumor necrosis factor；iNOS：inducible nitric oxide synthase；GC：glucocorticoid；IL：interleukin；CSF-1：macrophage colony-stimulating factor 1；TGF-β：transforming growth factor-β；Helminth；Arg-1：arginine-1；VEGF：vascular endothelial growth factor；CCL：the chemokine (C-C motif) Ligand；CH13L1：chitinase-3-like protein-1；TME：tumor microenvironment；VCAM-1：vascular cell adhesion molecule-1；CTSC：cathepsin C；apoptotic cells;GPCRS：g-protein-coupled receptors.

3.2.1 經(jīng)典活化的Mφ(classically activated macrophages，M1Mφ)

M1Mφ特指在細胞介導的免疫應答過程中產(chǎn)生效應的Mφ，可產(chǎn)生促炎細胞因子，具有很強的殺死微生物特性，但是這些特性也容易引起組織破壞。IFN-γ、LPS、GM-CSF等可激活M1Mφ[28]，在M1Mφ激活過程中觸發(fā)的基因是由轉(zhuǎn)錄因子組合誘導的，包括在IFN-γ受體后激活的信號轉(zhuǎn)導和轉(zhuǎn)錄激活(signal transducer and activator of transcription，STAT)分子，以及作用于TLRs或TNF受體活化的NF-κB和絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)。其特征在于分泌IL-1β、TNF、IL-12和IL-18和趨化因子CXCL9、CXCL10的能力增強，可高表達主要組織相容性復合體Ⅱ類分子(major histocompatility complex class Ⅱ，MHC-Ⅱ)、CD68、CD80、CD86共刺激分子。M1Mφ細胞內(nèi)的細胞因子信號傳導抑制因子3(suppressor of cytokine signaling 3，SOCS3)的表達增加，激活誘導型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase，iNOS)產(chǎn)生NO，加劇了炎性反應[29]。 由此可見，M1Mφ具有吞噬大量病原體的能力，并殺死吞噬的細菌。

在M1Mφ的激活中，IFN-γ和TNF兩種信號介導下可使Mφ具有強殺傷能力并分泌促炎細胞因子和炎性介質(zhì)。NK細胞通過產(chǎn)生IFN-γ，這可使Mφ分泌促炎細胞因子，產(chǎn)生更多的·O2-和NO-以增加其殺傷能力。因此，免疫介質(zhì)使M1Mφ發(fā)揮抗感染能力，而IFN-γ作用于M1Mφ的效應短暫[30]。所以，通常需要適應性免疫應答來維持M1Mφ穩(wěn)定的宿主防御。TNF以MyD88依賴性方式發(fā)揮作用，TLRs配體誘導TNF mRNA的轉(zhuǎn)錄，TNF-α與IFN-γ共同作用活化Mφ群。除了MyD88，TLRs配體還可以激活TRIF依賴性途徑，通過IFN調(diào)節(jié)因子3(interferon regulatory factor 3，IRF3)調(diào)節(jié)IFN-β的產(chǎn)生[31]。這種內(nèi)源性產(chǎn)生的IFN-β可以代替由NK細胞和T細胞產(chǎn)生的IFN-γ并激活M1Mφ。由M1Mφ產(chǎn)生的促炎細胞因子不僅參與宿主防御，也會造成宿主損傷。M1Mφ產(chǎn)生的IL-1、IL-6和IL-23與TH17細胞的發(fā)育和增生有關(guān)[32]，而TH17細胞分泌的IL-17與多形核白細胞(polymorphonuclear leukocyte，PMN)募集有關(guān)，這可導致炎性反應性自身免疫病變[33]。同時M1Mφ不僅通過分泌TGF-β清除凋亡的PMNs抑制炎性反應的發(fā)生，還可激活T細胞產(chǎn)生的IFN-γ參與 Th1 型免疫應答，由此可見，M1Mφ發(fā)揮細胞介導的免疫應答。這提示M1Mφ是宿主防御的重要組成部分，但M1Mφ活化是一把雙刃劍。M1Mφ是幾種自身免疫性疾病的關(guān)鍵介質(zhì)，包括類風濕關(guān)節(jié)炎、IBD[9]、多發(fā)性硬化癥、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、肥胖、1型糖尿病[34]。這一特性引起了科學家的高度重視。

3.2.2 選擇性活化Mφ(alternative activated macrophages，M2Mφ)

又名替代性活化Mφ，在促進傷口愈合，寄生蟲感染、組織重塑、血管生成和過敏性疾病的反應中發(fā)揮重要作用。巨噬細胞集落刺激因子-1(macrophage colony-stimulating factor-1，CSF-1)、IL-4、IL-13、TGF-β、糖皮質(zhì)激素(glucocorticoid，GC)、真菌和蠕蟲感染等可使M2Mφ激活，M2Mφ使MMR上調(diào)，誘導產(chǎn)生精氨酸酶-1(arginine-1，Arg-1)，抑制合成NO，降低殺傷細胞內(nèi)病原體的能力[35]。M2Mφ可分泌CCL17、CCL18、CCL22[36]。而IL-10 作用于Mφ可下調(diào)MHCⅡ分子、MMR和SR，降低Mφ對抗原的吞噬能力[37]。且特征性表達MMR(CD206)。然而，在2013年Jaguin等[38]觀察到M1Mφ和M2Mφ之間CD206表達沒有差異，并提出M2Mφ的特異性是CD200R膜糖蛋白的上調(diào)。CD163被認為是M2Mφ標志物，但最近在人體組織中檢測發(fā)現(xiàn)，CD163必須與轉(zhuǎn)錄因子CMAF共同標記陽性才能作為M2Mφ標志物，單純一個CD163不能認為是M2Mφ標志物[39]。

與M1Mφ類似，M2Mφ也可對固有免疫或適應性免疫發(fā)生反應。在組織損傷時釋放IL-4，其可將定居Mφ轉(zhuǎn)變?yōu)镸2Mφ促進傷口愈合。同時嗜堿性粒細胞和MC是IL-4產(chǎn)生的早期重要來源，其他粒細胞也能產(chǎn)生[40]。IL-4刺激Mφ中的Arg-1活性，使其能將精氨酸轉(zhuǎn)化為鳥氨酸，促進細胞外基質(zhì)的產(chǎn)生，在IL-4存在下產(chǎn)生的M2Mφ上調(diào)了MMR的表達，并且產(chǎn)生·O2-和NO-的水平比M1Mφ低?？梢奙2Mφ主要與傷口愈合有關(guān)，M1Mφ高表達IL-12和低表達IL-10，而M2Mφ則變化正好相反，M2Mφ可表達IL-13α1，而M1Mφ則不表達[41]，在此過程中，兩者相互協(xié)調(diào)。

3.2.3 調(diào)節(jié)性Mφ(regulatory macrophages，Mregs)

類似于上述的兩個Mφ群，Mregs也可在固有免疫或適應性免疫應答后產(chǎn)生，其主要作用是與細胞增生和免疫調(diào)節(jié)有關(guān)[42]。Mregs具有明顯抑制T細胞功能。Mregs通過IFN-γ誘導吲哚胺2，3-加雙氧酶活動來抑制有絲分裂原刺激T細胞增生，同時通過iNOS依賴性機制抑制多克隆T細胞的增生，并可使活化的T細胞失活。用IgG免疫復合物(immune complex，IC)和TLRs激動劑共同刺激后會導致免疫抑制性細胞因子IL-10+Mφ群發(fā)育[43-44]。除了IC之外，其他因子包括前列腺素(prostaglandin，PG)、凋亡細胞(apoptotic cell)、腺苷(adenosine)、IL-10和一些G蛋白偶聯(lián)受體(G-protein-coupled receptors，GPCRs)配體也可以為Mregs的產(chǎn)生提供信號[45]。Mregs表型為CD80low/intermediate、CD86+、CD163low和CD206low[42]，M1Mφ、Mregs的CD86均呈高度陽性，而人Mregs與小鼠Mregs表型并不完全相同。Mregs也可能在適應性免疫反應的后期階段產(chǎn)生，其主要作用是抑制免疫反應并限制炎性反應[46]。人類骨髓間充質(zhì)干細胞(bone marrow-derived mesenchymal stromal cells，MSCs)和間充質(zhì)干細胞來源的囊泡(MSC-derived extracellular vesicles，MSC-EVs)影響人Mregs的功能[42]。MSC和MSC-EVs可下調(diào)IL-23和IL-22的生成，同時上調(diào)免疫抑制因子PGE2的生成，增強了Mregs的抗炎表型，使用PGE2與MSCs共培養(yǎng)，MSC-EVs可通過PGE2介導Mregs表型變化。Lo等[47]報道，MSCs能夠在C57體內(nèi)、外觸發(fā)M1Mφ到M2Mφ表型的變化。有研究[48]顯示MSCs通過增加IL-10的產(chǎn)生、SR的表達和吞噬能力等途徑，使Mo和Mφ向M2Mφ表型分化。

雖然不同刺激產(chǎn)生的Mregs亞群之間可能存在細微的差異，但有些特征都是共同的。大多數(shù)Mregs所共有的一個特征是需要兩種刺激來誘導其抗炎活性。單一刺激(例如，IC、PG等)本身基本無激活功能。然而，當與第二個刺激物如TLRs結(jié)合時，這兩種信號共同作用可使Mregs產(chǎn)生IL-10和TGF-β，且Mregs產(chǎn)生的IL-10水平明顯高于M1Mφ和M2Mφ[49]，IL-10的產(chǎn)生是Mregs重要特征之一。除了IL-10的產(chǎn)生，Mregs可下調(diào)IL-12的產(chǎn)生[44]，由于IL-10可以抑制各種促炎細胞因子的產(chǎn)生和活性，所以Mregs可有效抑制炎性反應。與M2Mφ不同，Mregs不參與細胞外基質(zhì)的產(chǎn)生，但表達共刺激分子CD80和CD86，可以將抗原呈遞給T細胞，是有效的抗原呈遞細胞[48]。因此，Mregs和M2Mφ之間存在明確的功能以及生化差異。由于Mregs的不同亞群之間存在細微的差異，這對Mregs亞群開發(fā)可靠的生物標志物是非常重要，可用個別亞群特異性治療藥物進行靶向治療。

由此可見，Mφ的結(jié)構(gòu)和功能非常復雜。一方面，它們是體內(nèi)病原體防御的先驅(qū)，并且是控制免疫反應的監(jiān)管機構(gòu)之一；另一方面，它們可以被認為是固有免疫和適應性免疫之間的橋梁。

4 Mφ和IBD

根據(jù)腸道Mφ維持體內(nèi)平衡的機制，任何抗炎系統(tǒng)缺陷都可能導致免疫耐受的降低進而導致IBD。1998年，發(fā)現(xiàn)在小鼠結(jié)腸炎中Mφ MHC-Ⅱ分子的低表達[50]。M1Mφ產(chǎn)生促炎因子如IL-1、IL-12、IL-23和TNF-α，而M2Mφ釋放抗炎細胞因子，包括IL-10和血管內(nèi)皮生成因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)。因此，當發(fā)生炎性反應時，Mφ可能存在適應性免疫反應的障礙。GM-CSF通過產(chǎn)生Mregs對CD和急性結(jié)腸炎具有保護作用[51]。經(jīng)典CD14+CD16Mo在CD患者的炎性反應黏膜中分化為大量炎性Mφ[9]。IBD患者黏膜中的CD14+Mo促進TNF-α、IL-1β和IL-6的產(chǎn)生[52]。此外，IL-10-/-的小鼠發(fā)生自發(fā)性IBD[8]。CD患者通過TGF-β1-Smad-Snail 通路誘導腸上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化，從而導致腸道狹窄[53]。臨床研究[54]顯示，通過腸內(nèi)營養(yǎng)補充TGF-β可治療兒童的IBD，CD4+Foxp3+T細胞因無IL-10和TGF-β依賴性機制故無法保護腸道免受慢性炎性反應侵害[29]。研究[55]已證實M2Mφ 可激活Wnt信號通路，該通路與UC相關(guān),并可促進IBD中黏膜的修復。而Hippo通路分子Yes相關(guān)蛋白(Yes-associated protein,YAP)可以通過調(diào)控Mφ極化，以及腸道菌群穩(wěn)態(tài)失衡，進而加重IBD的發(fā)生[35]。這些研究[35，55]顯示腸道Mφ與IBD發(fā)生與發(fā)展有很大關(guān)系。此外，核副斑點包裝轉(zhuǎn)錄本1 (nuclear paraspeckle assembly transcript 1，NEAT1)在IBD中表達較高，通過調(diào)節(jié)腸上皮屏障和外泌體介導的Mφ極化參與炎性反應，揭示了靶向NEAT1治療IBD的潛在策略[56]。進一步研究[57]顯示，炎性反應性結(jié)腸中脂肪因子的上調(diào)可通過抑制M2Mφ極化而加重DSS誘導的IBD的發(fā)生。當然也有研究[56-57]結(jié)果存在一些疑惑。一項研究[58]顯示RoRy+ILCs促使Mφ響應微生物信號并產(chǎn)生促炎因子IL-1β。相反，另有研究[59]證實，Mφ通過調(diào)節(jié)RoRy+ILCs激活IL-22促進負反饋調(diào)節(jié)，抑制炎性反應發(fā)生與發(fā)展。

5 Mφ和胃腸道腫瘤

Mφ與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，腫瘤中的Mφ的數(shù)量的減少與腫瘤的轉(zhuǎn)移率顯著降低有關(guān)[60]。Mφ受到不同的信號、細胞因子刺激其表型會發(fā)生變化，反映了Mφ的可塑性。M1Mφ、M2Mφ和Mregs是Mφ極化的不同狀態(tài)。M1Mφ、M2Mφ兩者均已在腫瘤中觀察到[61]。一般認為這兩種類型的Mφ在功能上是拮抗的。M1Mφ特異性表達誘導型iNOS、CD197、MHC和B7分子，抑制腫瘤生長；而M2Mφ 特異性表達CD206、CD163、Arg-1，主要參與調(diào)節(jié)炎性反應，促進血管生成、組織重塑、以及腫瘤的進展和轉(zhuǎn)移。高水平M1Mφ浸潤與結(jié)腸癌生存率提高有關(guān)。然而，腫瘤中通常存在大量M2Mφ浸潤[62]，大腸癌組織中蛋白激酶Cα(protein kinase Cα，PKCα)的高表達與M1Mφ含量增高有關(guān)，在腸道中，PKCα抑制結(jié)腸癌細胞的增生[63]。推測PKCα能通過誘導腫瘤相關(guān)巨噬細胞(tumor-associated macrophages，TAMs)在腫瘤微環(huán)境(tumor microenvironment，TME)中向M1Mφ樣表型極化而發(fā)揮抗癌作用，進而抑制結(jié)腸癌細胞的增生。這表明，PKCα信號通路的調(diào)控可能是結(jié)腸癌治療的一種新策略。

與其他Mφ類似，TAMs來源于骨髓中的造血干細胞和胚胎卵黃囊中的祖細胞[64]。多達70%的結(jié)腸癌患者在腫瘤組織中表現(xiàn)出較高的TAMs浸潤。有關(guān) TAMs研究[65]證實，TAMs通過釋放各種細胞因子和炎性介質(zhì)，如IL-6、IL-10、TGF-β、CCL2、CCL17、VEGF和組織蛋白酶C(cathepsin C，CTSC)促進免疫抑制、免疫逃避、腫瘤發(fā)生、腫瘤轉(zhuǎn)移和血管生成以及入侵，TAMs產(chǎn)生的IL-10已經(jīng)被證明可以促進腫瘤的發(fā)展[66]。TAMs可在TEM中被多種細胞因子激活，腫瘤細胞可分泌多種細胞因子影響TAMs并表達CD163、CD206、CD81、血管內(nèi)皮細胞黏附分子-1(vascular cell adhesion molecule-1，VCAM-1)、MHC-Ⅱ等。TAMs在腫瘤發(fā)展和抗腫瘤中的機制復雜，臨床研究表明在大多數(shù)癌癥中，TAMs的豐度與腫瘤預后不良有明顯的相關(guān)性，但TAMs與臨床結(jié)果之間既有正相關(guān)，也有負相關(guān)。目前找到精確抗腫瘤靶點有困難，但這是未來抗腫瘤研究的重大挑戰(zhàn)[67]。

另外，M2Mφ分泌的VEGF與腫瘤血管生成、侵襲和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。M2Mφ通過與TNF協(xié)同作用募集到腫瘤[68]。大分子造影劑PG-Gd-NIR813顯示腫瘤相關(guān)M2Mφ的雙磁光成像探針，并且一些新的因素已被評估為胃腸腫瘤發(fā)展的介質(zhì)，如M2Mφ分泌的CHI3L1通過激活癌細胞的IL-13受體促進胃癌和乳腺癌轉(zhuǎn)移[69]，Mo的MCP-1被認為是將Mφ招募到TEM中最重要的趨化因子[70]。所有這些都可能成為抗腫瘤治療的新方法。

6 小結(jié)與展望

綜上所述，Mφ可根據(jù)環(huán)境變化分化成不同的表型，充當固有免疫和適應性免疫的哨兵，為共生細菌及其宿主創(chuàng)造和諧環(huán)境。在腸黏膜中，起到了抑制炎性反應維持動態(tài)平衡的重要作用，這種平衡一旦打破就會降低機體免疫耐受性，引起腸道功能紊亂，從而可見它們與急性組織損傷或慢性自身免疫性疾病的密切關(guān)聯(lián)。有關(guān)腸道Mφ和IBD以及腫瘤的新發(fā)現(xiàn)可能對研究和疾病治療非常有幫助。