劉佳寧，王鑫雅，孫玥

（遼寧師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，遼寧大連 116081）

巨噬細(xì)胞起源于骨髓干細(xì)胞，可在巨噬細(xì)胞集落 刺 激 因 子（Macrophage colony-stimulatingfactor，M-CSF）作用下轉(zhuǎn)化為單核細(xì)胞，并作為巨噬細(xì)胞的前體分布于血液循環(huán)，通過毛細(xì)血管遷移到組織器官分化成為成熟的巨噬細(xì)胞。巨噬細(xì)胞可以吞噬外來微生物并遞呈抗原，通過合成分泌多種細(xì)胞因子參與固有免疫、適應(yīng)性免疫應(yīng)答以及維持自身穩(wěn)態(tài)等生理過程，在調(diào)控宿主炎癥反應(yīng)變化的過程中扮演重要角色[1]。同時，巨噬細(xì)胞具有異質(zhì)性和可塑性，在不同的微環(huán)境下可極化成不同的表型[2]。巨噬細(xì)胞極化表型之間的相互轉(zhuǎn)化在炎癥性疾病的發(fā)展和轉(zhuǎn)歸中起著關(guān)鍵作用，以其為靶點可能為治療炎癥性疾病提供新的思路。

1 巨噬細(xì)胞的極化表型與特征

根據(jù)巨噬細(xì)胞的刺激物、表面分子標(biāo)志物、分泌的細(xì)胞因子、趨化因子和轉(zhuǎn)錄因子的不同，可分為兩個極化表型：促炎的M1型，即經(jīng)典活化巨噬細(xì)胞；抗炎的M2型，即替代活化巨噬細(xì)胞。巨噬細(xì)胞極化是一個復(fù)雜連續(xù)的過程，兩種表型之間的相互轉(zhuǎn)化貫穿著炎癥相關(guān)疾病的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)歸[3]。

1.1 M1型巨噬細(xì)胞

M1型巨噬細(xì)胞一般由Th1型細(xì)胞因子如干擾素-γ（Interferon-γ，IFN-γ）與細(xì)菌外膜成分脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS）誘導(dǎo)，通過激活Toll樣受體（Toll like receptor，TLR）和 IFN 通路極化而來，高表達(dá)細(xì)胞表面標(biāo)志物CD64、CD80和人類白細(xì) 胞 DR 抗 原（Human leukocyte DR antigen，HLADRantigen），能夠誘發(fā)Th1型細(xì)胞免疫應(yīng)答，介導(dǎo)炎癥反應(yīng)，釋放促炎因子和介質(zhì)如TNF-α、白介素 -1/6/12/18/23（Interleukin-1/6/12/18/23，IL-11/6/12/18/23）、NO和環(huán)氧合酶2（Cyclooxygenase-2，COX-2）和低表達(dá)抗炎型細(xì)胞因子IL-10等[4]。同時部分趨化因子表達(dá)量升高，如CXCL1、CXCL3、CXCL5、CXCL8、CXCL9、CXCL10、CXCL11 和CXCL13等[5]。在功能上，M1型巨噬細(xì)胞具有較強的吞噬活性，能夠清除外來病原體，在炎癥反應(yīng)的啟始階段起關(guān)鍵作用，同時也會引起組織損傷[6]。

1.2 M2型巨噬細(xì)胞

巨噬細(xì)胞活化譜的另一極為M2型巨噬細(xì)胞，主要在Th2細(xì)胞免疫應(yīng)答的條件下被誘導(dǎo)，能夠釋放大量抑炎型細(xì)胞因子如IL-10，促進(jìn)炎癥的消除和組織損傷修復(fù)[7],可通過調(diào)節(jié)性或抑制性效應(yīng)抑制急性炎性反應(yīng)以及參與慢性炎癥反應(yīng)[8]。根據(jù)所處微環(huán)境和刺激物的不同，可以進(jìn)一步把M2型巨噬細(xì)胞分為4個不同的亞型：M2a、M2b、M2c和M2d。

M2a型巨噬細(xì)胞由IL-4和IL-13誘導(dǎo)活化，通過激活I(lǐng)L-4R和IL-13R在細(xì)胞表面高表達(dá)CD86、CD163及CD206，低表達(dá)CD14和TLR4。釋放趨化因子CCL13、CCL17、CCL18、CCL22和CCL24等，招募嗜酸性粒細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞和Th2細(xì)胞[9]。

M2b型巨噬細(xì)胞由TLR、IL-1R誘導(dǎo)極化，也可以在免疫復(fù)合物（Immunecomplex，IC）的刺激下產(chǎn)生[10]。其特征是在細(xì)胞表面高表達(dá)CD14和CD80，可同時分泌抗炎性與促炎性細(xì)胞因子如IL-10、IL-1、IL-6和TNF-α，釋放趨化因子CCL1，招募調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg），低表達(dá)HLA-DR抗原、IL-12等[11]。

M2c型巨噬細(xì)胞可由IL-10、TGF-β（Transforming growth factor-β）和糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)產(chǎn)生。其細(xì)胞表面高表達(dá)CD163、CD206和RAGE，釋放IL-10和TGF-β等抗炎細(xì)胞因子參與抑制炎癥、促進(jìn)組織修復(fù)等過程，同時通過釋放趨化因子CCL16和CCL18，招募嗜酸性粒細(xì)胞和靜息期的T細(xì)胞[12]。

M2d型巨噬細(xì)胞可以由TLR和腺苷受體的配體誘導(dǎo)極化，表現(xiàn)為高表達(dá)IL-10、血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF），低表達(dá)IL-12等細(xì)胞因子，同時分泌CXCL10、CXCL16和CCL5等趨化因子。其組成了腫瘤組織中重要的成分，能夠抑制炎癥反應(yīng)并促進(jìn)血管生成，最終促進(jìn)腫瘤的生長和遷移[13]。

2 巨噬細(xì)胞極化與炎癥性疾病的關(guān)系

2.1 巨噬細(xì)胞極化與膿毒癥

膿毒癥是由感染或急性損傷引起的失控免疫應(yīng)答，引起過度炎癥反應(yīng)和免疫抑制，進(jìn)而引發(fā)器官功能障礙并危及生命[14]。在膿毒癥的初始階段，機體感染引起巨噬細(xì)胞向M1型極化，誘發(fā)全身性炎癥反應(yīng)綜合征，導(dǎo)致器官衰竭。隨著膿毒癥的發(fā)展，機體會從免疫激活的狀態(tài)轉(zhuǎn)化為免疫抑制。此階段出現(xiàn)的內(nèi)毒素耐受會減弱對病原體的防御能力，隨后出現(xiàn)二次感染,而巨噬細(xì)胞通過向M2極化參與膿毒癥后期的免疫抑制發(fā)展。研究表明內(nèi)毒素耐受人體單核細(xì)胞來源的巨噬細(xì)胞與M2型巨噬細(xì)胞一樣高表達(dá)M2型標(biāo)志物，而NF-κB p50是此過程的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子[15]。此外Pena等人[16]證實內(nèi)毒素耐受人體的單核細(xì)胞也與M2型巨噬細(xì)胞表現(xiàn)出相似的特征。因此認(rèn)為在膿毒癥后期的內(nèi)毒素耐受階段，巨噬細(xì)胞多表現(xiàn)為M2型。明確巨噬細(xì)胞極化在膿毒癥不同階段的不同作用與機制，可以為膿毒癥的治療提供新的策略與思路。

2.2 巨噬細(xì)胞極化與動脈粥樣硬化

動脈粥樣硬化是一類影響大中型動脈血管的慢性炎癥性疾病，其特征是在血管中形成動脈粥樣硬化斑塊[17]。巨噬細(xì)胞在動脈粥樣硬化發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)歸中發(fā)揮重要作用。內(nèi)皮細(xì)胞的損傷誘導(dǎo)分泌大量炎癥因子與趨化因子，招募外周血中的單核細(xì)胞到達(dá)內(nèi)皮炎癥處分化成巨噬細(xì)胞，通過吞噬氧化低密度脂蛋白（oxidizedlow-densitylipoprotein，ox-LDL）后形成泡沫細(xì)胞，最終形成動脈粥樣斑塊。在不穩(wěn)定型心絞痛、心肌梗塞病人血液中檢測到M1型巨噬細(xì)胞分泌的炎癥因子的高表達(dá)。此外，體外研究表明M1型巨噬細(xì)胞可以誘導(dǎo)平滑肌細(xì)胞增殖并釋放具有血管活性的分子如NO、內(nèi)皮素等，促使低密度脂蛋白氧化以及產(chǎn)生細(xì)胞毒性。早期動脈粥樣硬化斑塊可被M2型巨噬細(xì)胞所浸潤，但隨著疾病的發(fā)展，M1型巨噬細(xì)胞數(shù)量逐漸上升并占主要地位[18]。M1型巨噬細(xì)胞的增多更可能引發(fā)較嚴(yán)重的急性動脈粥樣硬化血管意外，而M2型巨噬細(xì)胞同時表現(xiàn)出促進(jìn)和抵抗動脈粥樣硬化的作用。然而由M2型巨噬細(xì)胞釋放的TGF-β可以抑制炎癥細(xì)胞的招募，從而起到緩解動脈粥樣硬化的作用；對凋亡巨噬細(xì)胞的吞噬作用可以避免二次壞死，從而形成易損斑塊。因此明確巨噬細(xì)胞不同表型在動脈粥樣硬化中的作用，開發(fā)將巨噬細(xì)胞極性調(diào)節(jié)作為靶點的藥物,對治療動脈粥樣硬化等心血管疾病具有重要的意義。

2.3 巨噬細(xì)胞極化與肥胖

肥胖是一種慢性低度的炎癥性疾病，是動脈粥樣硬化、Ⅱ型糖尿病和脂肪肝的高風(fēng)險誘因[19]。在正常的脂肪組織中，脂肪巨噬細(xì)胞通常表現(xiàn)為M2型[20]。隨著肥胖的發(fā)生，M1型巨噬細(xì)胞增多。在此過程中脂肪細(xì)胞可以釋放大量促炎因子和介質(zhì)，代替了可以促進(jìn)胰島素敏感性的脂聯(lián)素和瘦素。這些因子和介質(zhì)同時促進(jìn)招募單核細(xì)胞并分化成為M1型巨噬細(xì)胞，進(jìn)一步表達(dá)TNF-α、iNOS、IL-6和IL-1β等炎癥因子，從而抑制脂肪組織中胰島素的作用，引發(fā)胰島素抵抗[21]。在肥胖小鼠體重下降過程中，M2型巨噬細(xì)胞重新占據(jù)主導(dǎo)地位，通過分泌IL-10抑制炎癥反應(yīng)，恢復(fù)胰島素敏感，促進(jìn)脂肪代謝回到穩(wěn)態(tài)[22]。

2.4 巨噬細(xì)胞極化與哮喘

哮喘是一類呼吸道慢性炎癥疾病，表現(xiàn)為呼吸道炎癥、阻塞、高反應(yīng)性和病理性肺組織重構(gòu)等[23],一般認(rèn)為M2型巨噬細(xì)胞在哮喘中起決定性作用。有研究表明哮喘患者體內(nèi)M2型巨噬細(xì)胞數(shù)量與對照組相比顯著增多[24]。Draijer等[25]建立了3種由屋塵螨誘導(dǎo)的哮喘小鼠模型，均發(fā)現(xiàn)M2型巨噬細(xì)胞的數(shù)量與哮喘嚴(yán)重程度成正比。研究發(fā)現(xiàn)在真菌誘導(dǎo)的小鼠哮喘模型中，將M2型巨噬細(xì)胞回輸?shù)较∈笾?，能夠增加炎癥反應(yīng)與膠原沉積的現(xiàn)象，并進(jìn)一步促進(jìn)哮喘的發(fā)展。在由真菌孢子誘導(dǎo)的小鼠過敏性哮喘模型中，通過阻斷M2極化相關(guān)通路蛋白STAT6的活化，抑制巨噬細(xì)胞向M2型極化，能夠明顯緩解呼吸道高敏反應(yīng)[26]。

3 結(jié)語

巨噬細(xì)胞具有高度可塑性，隨著不同表型巨噬細(xì)胞的功能和分子機制逐漸明確，通過靶向信號通路和局部微環(huán)境中的分子，將巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化為合適的表型，調(diào)控炎性疾病的發(fā)生、發(fā)展和結(jié)局，將是各種炎性疾病治療的熱點領(lǐng)域。但巨噬細(xì)胞極化的靶向治療處于起步階段，仍然面臨著許多問題：（1）巨噬細(xì)胞活化機制、特異性表型標(biāo)志等的研究仍需要進(jìn)一步探討；（2）大多數(shù)研究對象為細(xì)胞或動物模型，與人體體內(nèi)環(huán)境存在一定差異，阻礙了向臨床試驗的轉(zhuǎn)變；（3）巨噬細(xì)胞在疾病發(fā)展過程中處于不斷轉(zhuǎn)化的動態(tài)中，且同一種表型往往表現(xiàn)出不同的功能與作用，如何精確地調(diào)控巨噬細(xì)胞的極化狀態(tài)，以使其起到治療疾病的作用，仍需要進(jìn)一步的研究。