童 樂 饒智國

1.武漢科技大學醫(yī)學院 (湖北 武漢， 430061) 2.中部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院腫瘤科

研究表明，腫瘤的發(fā)生和發(fā)展與腫瘤微環(huán)境密切相關[1]。近年來，炎癥被強調(diào)為癌癥的第7個標志，它建立了腫瘤細胞與腫瘤微環(huán)境(TME)之間的關系[2]。慢性炎癥病史可能最終導致癌癥和某些癌癥的進展，如胃癌和宮頸癌。而在所有與腫瘤形成相關的慢性炎癥的免疫細胞介質(zhì)中，巨噬細胞起著至關重要的作用，是連接炎癥和惡性細胞轉(zhuǎn)化的“橋梁”。浸潤在TME中的巨噬細胞統(tǒng)稱為腫瘤相關巨噬細胞(TAMs)[3]。越來越多的證據(jù)表明，腫瘤細胞和巨噬細胞之間的串擾與腫瘤的進展有關。我國絕大多數(shù)的原發(fā)性肝癌歸類于肝細胞癌(HCC)，占90%以上。本綜述旨在探究TAMs與肝癌的發(fā)生、發(fā)展之間的相互關系，為腫瘤治療提供新視角。

1 TME

TME是腫瘤存在的細胞環(huán)境。除了腫瘤細胞，TME還包括周圍血管、細胞外基質(zhì)(ECM)、其他非惡性細胞以及信號分子等[4]。通過使用細胞類型特異性標記物，研究人員已經(jīng)鑒定了TME中不同類型的正常細胞，包括基質(zhì)細胞、成纖維細胞、免疫細胞，以及周細胞、脂肪細胞。TME中的間質(zhì)細胞和成纖維細胞可以分泌肝細胞生長因子(HGF)、成纖維細胞生長因子(FGFs)和CXCL12趨化因子等生長因子，不僅可以促進惡性細胞的生長和存活，還可以作為趨化因子刺激其他細胞向TME內(nèi)遷移[5]。這些細胞參與各種免疫反應和活動，如腫瘤為促進生存而策劃的炎癥反應。TME中最重要的免疫細胞是巨噬細胞。巨噬細胞具有多種功能，與癌癥的發(fā)展和進展有關；它們促進腫瘤細胞逃逸到循環(huán)系統(tǒng)，抑制抗腫瘤免疫反應[6]。TAMs還可以增強、介導或拮抗輻射、細胞毒劑和檢查點抑制劑的抗腫瘤活性。

TAMs在大多數(shù)人類和實驗小鼠癌癥中都很豐富，它們的作用通常是促腫瘤的[7]。TAMs是腫瘤間質(zhì)中數(shù)量最多的炎癥細胞群，占炎癥細胞總數(shù)的30%～50%，其生物學特性與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展等密切相關。且其表面裝飾有廣泛的質(zhì)膜受體，能夠識別表達在感染源、凋亡細胞表面的同源配體，或促進吞噬、激活、分化、遷移、黏附、生長和生存[8]。受體的識別伴隨著表面的改變、攝取、信號和基因表達的改變，有助于動態(tài)平衡、宿主防御、先天效應機制和獲得性免疫的誘導。

2 TAMs的分型

TAMs有2種活化形態(tài)[9]：①M1型，即經(jīng)典活化的巨噬細胞；②M2型，即替代性活化的巨噬細胞。此外，根據(jù)接收到的刺激，巨噬細胞可分為M1、M2a、M2b和M2c[10，11]。M1 TAMs活化需要雙信號[12]：人干擾素 γ(INF-γ)和外源性腫瘤壞死因子(TNF)或內(nèi)源性TNF的誘導劑；M2 TAMs活化不需要雙信號，但需要有合適的誘導劑，如白介素-4(IL-4)、IL-10、IL-13、糖皮質(zhì)激素、維生素D3和轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)等。

M1 TAMs通過吞噬和細胞毒性有效識別和破壞癌細胞的抗腫瘤特性，主要功能包括分泌毒性中間體和多種炎癥因子，激活Th1型細胞，殺傷吞噬的微生物和腫瘤細胞，并且通過表達大量主要組織相容性復合體Ⅱ類和B7分子來作為呈遞抗原的重要細胞，參與Th1型免疫應答，具有促炎和抗腫瘤作用，M1巨噬細胞的增加表明腫瘤的惡性程度較低；而 M2 TAMs，通過分泌一系列細胞因子(如IL-10和TGF-β)來調(diào)節(jié)腫瘤生長及其血管生成、免疫逃逸、遷移和轉(zhuǎn)移等，從而促進腫瘤進展，導致患者生存率降低[13-15]。

3 TAMs對肝臟腫瘤的影響

3.1 肝臟腫瘤微環(huán)境下的TAMs TME是圍繞癌細胞的各種基質(zhì)細胞的動態(tài)而復雜的環(huán)境。TME內(nèi)的細胞相互作用，并與癌細胞相互作用，從而影響腫瘤的發(fā)展和進展。在這個過程中，它們會影響肝癌細胞的侵襲、腫瘤生長和轉(zhuǎn)移[16]。

研究表明，TAMs通過在TME中產(chǎn)生大量細胞因子、趨化因子、生長因子和基質(zhì)金屬蛋白酶[17]，促進腫瘤的啟動、血管生成、轉(zhuǎn)移和抑制獲得性免疫。TAMs在包括HCC在內(nèi)的炎癥相關癌癥的發(fā)展過程中起著關鍵作用[18]。浸潤的TAM與HCC患者預后不良有關[19]。據(jù)報道，M2 TAMs中的Wnt配體激活了腸上皮細胞中的Wnt信號。Wnt/β-catenin信號在肝臟發(fā)育、再生和癌癥中起重要作用，Wnt配體和受體可由多種類型的肝細胞表達，如肝細胞和庫普弗細胞(KCs)，它們就是一種組織駐留巨噬細胞[20]。上述研究表明，TAMs可以成為肝癌治療的潛在靶點。

3.2 TAMs的極化 免疫細胞和基質(zhì)細胞在細胞外空間的招募、成功激活和重新編程是癌細胞和TME相互作用的結(jié)果[21]。TAMs在腫瘤微環(huán)境中經(jīng)歷了被激素、細胞因子和凋亡細胞等不同細胞極化的復雜過程，這些過程干擾了免疫細胞。Mantovani等[22]提出TAMs暴露于IL-4和IL-10后，可形成交替激活的M2巨噬細胞，表現(xiàn)出更強的吞噬活性。與經(jīng)典激活的M1 TAMs相比，這些細胞抗原提呈能力差，抑制T細胞增殖，抑制炎癥，促進組織重塑和腫瘤進展。除細胞因子外，M1和M2型TAMs還表現(xiàn)出獨特的趨化因子譜，例如，M1巨噬細胞表達1型細胞趨化因子(如CXCL9和CXCL10)，而M2 TAMs表達趨化因子CCL17、CCL22和CCL24。趨化因子也可以影響巨噬細胞極化[23]。

3.3 巨噬細胞的遷移 巨噬細胞是一種專業(yè)的遷移細胞，在免疫監(jiān)視和正常組織發(fā)育中發(fā)揮著不同的作用。巨噬細胞從血液循環(huán)進入組織，黏附在血管壁上，穿過內(nèi)皮細胞屏障，然后通過趨化作用向炎癥部位遷移；巨噬細胞對創(chuàng)傷或炎癥信號迅速作出反應，并遷移到炎癥部位[24]；巨噬細胞對組織的趨化性是宿主對感染作出反應的重要步驟[25]。

3.4 TAMs的招募及功能 TAMs參與了腫瘤發(fā)展、血管生成、腫瘤生長和轉(zhuǎn)移的各個方面。腫瘤細胞產(chǎn)生足夠的促進腫瘤血管生成的信號，但在缺乏TAMs的情況下，腫瘤細胞的啟動被推遲。在腫瘤微環(huán)境中，巨噬細胞被招募到低氧的腫瘤條件下，并促進血管生成相關轉(zhuǎn)錄因子的產(chǎn)生，如HIF-1和HIF-2。此外，巨噬細胞通過增加血管成熟度和血管通透性激活NF-JB信號通路，從而分泌血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)[26]。M1型巨噬細胞由干擾素γ、細菌脂多糖(LPS)刺激形成,能分泌IL-1、IL-6、IL-12和TNF等,表現(xiàn)出較高的抗原提呈功能,可激活免疫反應,保護機體免受感染,并殺傷腫瘤。M2型巨噬細胞可被IL-4、IL-10、IL-13和M-CSF/CSF-1等誘導形成,抗原提呈能力低,能分泌較高的IL-10和較低的IL-12,并能高表達清道夫受體(CD163)、甘露糖受體(CD206) 和半乳糖受體,具有抑制免疫應答,促進血管生成、 組織重構(gòu)、創(chuàng)傷修復和腫瘤生成的作用。人們相信，TAMs通過IJB激酶b和NF-JB信號級聯(lián)接收來自惡性細胞(如IL-1R和MyD88)的極化信號，從而維持其M2樣表型[27]。實體瘤中M2巨噬細胞的存在相對高于M1巨噬細胞。TAMs數(shù)量的減少或偏向M1表型的增加使其能夠破壞癌細胞或損害腫瘤的生長。

3.5 TAMs調(diào)節(jié)肝細胞癌的浸潤及侵襲生長 腫瘤相關巨噬細胞可以調(diào)節(jié)腫瘤基質(zhì)來加速腫瘤的侵襲、轉(zhuǎn)移，在腫瘤發(fā)生早期，TAMs主要居于基底膜等部位，晚期巨噬細胞則居于腫瘤邊沿，這個也預示腫瘤細胞可以加強巨噬細胞的基質(zhì)調(diào)節(jié)能力促進腫瘤本身的發(fā)展，Jones等[24]的實驗發(fā)現(xiàn)，腫瘤相關巨噬細胞是與腫瘤細胞一起運動的，TAMs主要存在于腫瘤周邊或者腫瘤細胞與正常組織交界處。

實體瘤的特點是血管化不均勻和缺氧區(qū)，與治療反應差、惡性進展、局部浸潤和遠處轉(zhuǎn)移有關。缺氧促進腫瘤細胞和巨噬細胞的促血管生成程序，并允許TAMs在血管化較差的區(qū)域優(yōu)先積聚。TAMs在缺氧中的適應是通過增加HIF-1和HIF-2誘導基因(例如VEGF、bFGF、CXCL8、糖酵解酶)的表達來實現(xiàn)的[27]。NLGP減少TME內(nèi)的HIF1a，因此，VEGF減少了M1 TAM到M2的轉(zhuǎn)換[28]。

腫瘤干細胞被招募到腫瘤部位是因為TME中有利的低氧條件[29]。癌癥干細胞通常通過激活自我更新和干細胞相關通路與TME相互作用，如腫瘤干細胞可以通過促進缺氧誘導因子-1α、血管內(nèi)皮生長因子和促血管生成因子的產(chǎn)生而在低氧條件下存活。TME由浸潤的內(nèi)皮細胞、免疫細胞、信號分子和細胞外基質(zhì)組成[30]。由于其免疫抑制能力，TME傾向于充當促進腫瘤發(fā)展和進展的治療屏障[28]。使用LysM-cre小鼠誘導Hif1α或Hif2β的髓系特異性丟失，Cradini等[31]已經(jīng)證實缺氧-HIF1通路在TAMs在實體瘤中的募集和激活中起主要作用，并且可能有助于TAM介導的血管生成和腫瘤轉(zhuǎn)移。缺氧可以通過選擇性上調(diào)趨化因子受體CXCR4的表達和誘導其配體CXCL12來影響腫瘤和間質(zhì)細胞(包括TAMs)的定位和功能。

腫瘤在沒有形成新血管(血管生成)的情況下，由于氧氣供應和營養(yǎng)不足，擴張被限制在1～2 mm大小[32]。正負血管生成調(diào)節(jié)因子(血管生成開關)之間的不平衡最終導致原位腫瘤的進展，其中M2 TAMs是關鍵的效應因子。腫瘤浸潤TAMs產(chǎn)生多種促血管生成因子，如TGF因子、VEGF、PDGF、促血管生成趨化因子等[33]，存在于許多腫瘤中。TAMs分泌血管生成因子胸苷磷酸化酶，從而在體外幫助促血管生成過程和促進內(nèi)皮細胞遷移。TAMs還制備了幾種血管生成調(diào)節(jié)酶，如MMP-2、MMP-7、MMP-9、MMP-12和環(huán)氧合酶-2[34]。TAMs產(chǎn)生的幾種趨化因子(CXCL1、CXCL8、CXCL12、CXCL13、CCL2和CCL5)也有助于促進血管生成，因為它們對腫瘤組織中的血管生成開關有重要影響[35]。

有證據(jù)表明，CXCL5和CXCL8的水平與新生血管的增加有關，而新生血管的增加與宿主的存活呈負相關[36]。TAMS產(chǎn)生的CCL18與VEGF協(xié)同促進內(nèi)皮細胞遷移和血管生成，因此是抗血管生成治療的新靶點。

3.6 TAMs參與腫瘤逃逸的機制 癌細胞要發(fā)展成為一種潛在的致命和與臨床相關的疾病，它們必須獲得逃離上皮隔間并系統(tǒng)地侵入其他細胞空間的能力。這種逃逸需要腫瘤細胞降解基底膜，并將組織實質(zhì)與上皮隔間分開。此外，在侵襲過程中，TME通過旁分泌和旁分泌相互作用部分影響和控制腫瘤生長[19]。在這種情況下，腫瘤相關的間質(zhì)提供營養(yǎng)物質(zhì)、氧氣、酶和基質(zhì)結(jié)合的生長因子，以促進腫瘤的進展和增殖[19]。研究表明，TME中的細胞相互作用影響癌癥的發(fā)展。

Gorelik在20多年前指出TAMs促進腫瘤轉(zhuǎn)移和逃逸[37]。Coffelt等[38]在多光子顯微鏡的幫助下，報告了TAM和腫瘤細胞在接近時經(jīng)常遷移。TAMs釋放的EGF與腫瘤細胞釋放的CSF-1相互作用，促進腫瘤細胞遷移。TAMs以腫瘤壞死因子α依賴的方式，通過降解細胞外基質(zhì)蛋白，通過基質(zhì)金屬蛋白-2(MMP-2)和MMP-9影響腫瘤微環(huán)境，促進腫瘤細胞的侵襲。此外，Lynch等[39]研究表明，MMP-7依賴的轉(zhuǎn)移促進作用是通過轉(zhuǎn)化NF-κB配體受體激活劑(RANKL)來實現(xiàn)的。其他巨噬細胞衍生因子，如IL-1β、組織蛋白酶B、Wnt5a和信號素4D，也有促進腫瘤轉(zhuǎn)移的報道。最近，有報道稱巨噬細胞衍生的microRNA(MiRNA)也調(diào)節(jié)腫瘤的侵襲[40]。Versican通過激活促腫瘤巨噬細胞在腫瘤進展中起重要作用，其(一種大的硫酸軟骨素蛋白多糖)在惡性腫瘤中的表達頻率較高。

4 腫瘤信號通路對TAMs的影響

越來越多的證據(jù)表明，腫瘤細胞和巨噬細胞之間的串擾與腫瘤的進展有關。多種可溶性因子，如Wnts，對調(diào)節(jié)細胞與細胞間的相互作用起著重要作用。Wnt配體是一種分泌型蛋白，不僅參與胚胎發(fā)育過程中細胞的增殖、遷移和組織構(gòu)型，還參與許多疾病，特別是腫瘤的發(fā)生[41]。一般情況下，Wnt配體可以分泌到由Wnless控制的細胞外環(huán)境中，然后以旁分泌/自分泌的方式與信號激活細胞上的Frizzled型受體結(jié)合，誘導典型的Wnt/β-catenin信號或非典型的Wnt/Ca～(2+)信號。Boulter等[42]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)巨噬細胞來源的Wnt3a對抗Notch信號來促進慢性肝病中肝祖細胞對肝細胞的特異性。因此，我們想知道肝腫瘤細胞來源的Wnt配體是否可以通過旁分泌方式在巨噬細胞中觸發(fā)Wnt/β-catenin信號。Yang等[43]報道了Wnt/β-catenin信號在單核細胞向巨噬細胞分化和M2巨噬細胞中被激活。激活的Wnt/β-catenin信號促進M2巨噬細胞極化，從而誘導與Hepa1-6肝癌細胞共培養(yǎng)時TAMs的M2樣表型。進一步研究表明，Wnt/β-catenin信號通過c-myc調(diào)控M2巨噬細胞極化。通過Wnless基因敲除阻斷Hepa1-6細胞Wnt配體的分泌，在體外抑制M2巨噬細胞的極化，并通過重新編程腫瘤免疫微環(huán)境來減少體內(nèi)腫瘤的生長。最后，在肝癌患者的活檢組織中，也證實了M2巨噬細胞極化與TAMs中核β-catenin積聚的相關性。

5 腫瘤相關巨噬細胞與抗腫瘤治療

TME仍然是宿主免疫系統(tǒng)和腫瘤之間的重要戰(zhàn)場[44]。這種特殊環(huán)境中廣泛的細胞相互作用將決定宿主對腫瘤的耐受性和反應。細胞腫瘤和分子免疫學的最新進展表明，腫瘤通過主動募集和調(diào)節(jié)各種細胞表型和功能來影響和影響TME[45]，目的是促進免疫抑制和對腫瘤相關抗原的耐受[46]。在某些情況下，腫瘤干細胞也通過產(chǎn)生抗炎細胞因子在TME內(nèi)誘導免疫耐受[47]。因此，針對這些途徑可以幫助管理不同類型的癌癥，降低疾病復發(fā)的可能性。

一些研究已經(jīng)證明，從海洋生物加勒比海鞘中提取的天然產(chǎn)物曲貝替定對人巨噬細胞和TAMs具有特定的細胞毒作用[48]。據(jù)報道，唑來膦酸聯(lián)合索拉非尼等藥理藥物可以控制腫瘤微環(huán)境中巨噬細胞的數(shù)量并增強抗腫瘤作用[49]。其他幾種藥理藥物據(jù)信可以阻斷巨噬細胞的浸潤并顯示出抗腫瘤作用，包括沙利度胺、利諾米特、己酮可可堿和染料木素[50]。還有一種更好的潛在治療方法可能是將M2 TAMs轉(zhuǎn)化為M1 TAMs，以誘導促炎反應。此外，越來越多的報道顯示巨噬細胞是向腫瘤微環(huán)境輸送治療誘導劑的關鍵介質(zhì)。此外，一種植物來源的二萜類化合物(紫杉醇)刺激巨噬細胞表達高水平的NO、TNF-a和IL-1b，從而增強腫瘤細胞的細胞毒性，并恢復巨噬細胞產(chǎn)生IL-12[51]。據(jù)報道，一種能阻斷PD-1/PD-L1通路的抗PD-L1抗體可以促進巨噬細胞介導的T細胞活化，并已進入臨床試驗[52]。

TAMs水平升高與預后不良有很強的相關性，提示巨噬細胞可作為癌癥治療的候選細胞。目前，巨噬細胞的募集被認為是誘導腫瘤進展、參與巨噬細胞浸潤、血管生成以及將M2 TAMs轉(zhuǎn)化為M1 TAMs以調(diào)節(jié)腫瘤活性的最關鍵步驟之一。