陳成，謝旭綜述，巴明臣審校

廣州醫(yī)科大學附屬腫瘤醫(yī)院肝膽腫瘤科，廣州 510095

惡性腫瘤是由失去正常的生物學調節(jié)和細胞過度增殖導致，已成為中國居民的主要死亡原因之一。腫瘤微環(huán)境由免疫細胞、成纖維細胞和血管內皮細胞等組成，是腫瘤發(fā)生發(fā)展的基礎，其中免疫細胞是腫瘤微環(huán)境的主要成分。腫瘤相關巨噬細胞（tumor-associated macrophage，TAM）指參與構成腫瘤微環(huán)境的巨噬細胞，是腫瘤微環(huán)境中重要的免疫細胞，廣泛存在于各種腫瘤中，可分泌多種細胞因子、趨化因子和蛋白酶等，促進腫瘤細胞生長、侵襲、轉移和耐藥，其數量與腫瘤的惡性程度呈正比。但TAM 在腫瘤進展中如何發(fā)揮作用尚不明確，本文對TAM 在腫瘤進展中作用作一綜述。

1 TAM 的來源、分型及生物學調節(jié)機制

1.1 TAM 的來源

TAM 是來源于外周血和組織中的巨噬細胞。腫瘤細胞及腫瘤基質細胞可分泌細胞因子、趨化因子等，促進巨噬細胞游走聚集在腫瘤周圍，構成腫瘤微環(huán)境的一部分，這些聚集到腫瘤周圍組織中的巨噬細胞具有抗炎、促腫瘤的特性，在腫瘤浸潤、轉移過程中發(fā)揮非常重要的作用，被稱為TAM。巨噬細胞來源于骨髓造血干細胞和胚胎時期卵黃囊組織，前者被稱為髓源性巨噬細胞，后者被稱為組織駐留巨噬細胞。參與病原體反應的巨噬細胞來自血液循環(huán)中的單核細胞前體，這些細胞前體在趨化因子如CC 趨化因子配體（CC chemokine ligand，CCL）2、CCL5、CCL7、CCL20，以及一些細胞因子如巨噬細胞集落刺激因子、血管內皮 生 長 因 子（vascular endothelial growth factor，VEGF）、巨噬細胞轉移抑制因子、巨噬細胞炎性蛋白1α及血管生成素-2（angiopoietin-2，Ang-2）等的作用下被募集并滲透入至腫瘤組織中，在腫瘤微環(huán)境的影響下分化為TAM，成為腫瘤微環(huán)境的重要組成部分。

1.2 TAM 表型的極化

TAM 通常分為經典活化型（M1）和交替活化型（M2）。巨噬細胞受到輔助性T 細胞（T helper，Th）1 細胞介質如干擾素（interferon，ΙFN）-γ和脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）等介質的刺激向M1-TAM 極化。干擾素-γ與干擾素受體結合后，使酪氨酸激酶JAK1 和JAK2 磷酸化，從而激活信號轉導與轉錄激活因子（signal transduction and activator of transcription，STAT）1，誘導多種細胞因子受體如白細胞介素（interleukin，ΙL）-6R、ΙL-12R 及細胞間黏附分子1（intercellular adhesion moleclar 1，ΙCAM1）、整合素α的表達，使巨噬細胞向M1-TAM極化；ΙNF-γ可誘導缺氧誘導因子-1α（hypoxia-inducible factor-1α，HΙF-1α）高表達，產生ΙL-1β等炎性因子，也可促進巨噬細胞向M1-TAM 極化；脂多糖可被巨噬細胞Toll 樣受體（toll-like receptor，TLR）識別，二者結合后通過銜接蛋白髓樣分化因子88（myeloid differentiation factor 88，MYD88）介導一系列激酶如ΙRAK4 和ΙKKβ的激活，最終激活轉錄關鍵因子核因子κB（nuclear factor-κB，NF-κB），調控一系列炎性基因的表達，調節(jié)巨噬細胞向M1-TAM 極化；脂多糖與TLR 結合后也可通過TRΙF 相關 接 頭 分 子（TRΙF- related adaptor molecule，TRAM）通路激活轉錄因子干擾素調節(jié)因子3（interferon regulatory factor 3，ΙRF3）誘導Ⅰ型干擾素如ΙFN-α和ΙFN-β的表達，Ⅰ型干擾素與其受體結合后可激活轉錄因子STAT1，最終巨噬細胞在NF-κB、STAT1 的調控下向M1-TAM 方向極化，產生生物學效應。

腫瘤細胞產生的多種因子可以促進巨噬細胞向M2-TAM 極化。目前已經確定了幾種主要的M2-TAM 刺激因子，分別為集落刺激因子1（colony stimulating factor 1，CSF1）、CCL2、CCL3、CCL14、ΙL-10、ΙL-4、ΙL-13、糖皮質激素和巨噬細胞集落刺激因子（granulocyte macrophage-colony stimulating factor，GM-CSF），這些刺激因子可促進巨噬細胞向M2-TAM 表型分化。目前，已證實CCL2、CCL3 和CCL14 可刺激多發(fā)性骨髓瘤中巨噬細胞的增殖和極化；結腸癌細胞來源的CSF1 可促進巨噬細胞的招募和極化；ΙL-4 與CSF1 協(xié)同作用，誘導M2 型巨噬細胞極化；ΙL-10 可抑制巨噬細胞中促炎性細胞因子和趨化因子的產生，從而誘導巨噬細胞向M2-TAM 分化。此外，外周血單核細胞被招募至腫瘤部位后，腫瘤微環(huán)境可促進其分化為TAM。分泌至腫瘤微環(huán)境中的細胞因子可調節(jié)巨噬細胞極化，如ΙL-4，由CD4T 淋巴細胞分泌；ΙL-10，由調節(jié)性T細胞分泌。Th2細胞來源的ΙL-13亦可能在TAM極化過程中發(fā)揮作用。ΙL-4或ΙL-13與其受體結合可導致JAK1 和JAK3 的募集從而激活STAT6。研究發(fā)現，RON 受體酪氨酸激酶可通過STAT6 依賴機制促進精氨酸酶-1（arginase-1，Arg-1）的表達，使巨噬細胞向M2-TAM 分化。M2又可分為M2a、M2b 和M2c 三種類型，M2 在細胞因子ΙL-4 和ΙL-13 作用下形成M2a，在免疫復合物、TLR 或ΙL-1 拮抗劑作用下形成M2b，在糖皮質激素和ΙL-10 作用下形成M2c。

1.3 TAM 生物調節(jié)機制及功能表達

M1-TAM 可分泌促炎細胞因子，如干擾素、ΙL-1、ΙL-12、ΙL-23、一氧化氮（nitric oxide，NO）、活性氧等，通過組織相容性復合體-Ⅱ（major histocompatibility complex-Ⅱ，MHC-Ⅱ）的表達，促進CD4T 細胞向Th1、Th17 細胞分化，發(fā)揮清除機體內細菌和病毒、促進炎性反應和抗腫瘤作用。M1-TAM 通過表達CXC 趨化因子配體10（C-X-C chemokine ligand 10，CXCL10）、CCL20 等驅動自然殺傷（nature killer，NK）細胞和樹突狀細胞遷移至腫瘤周圍，并分泌干擾素和ΙL-12 以激活NK 細胞和樹突狀細胞?；罨腘K 細胞釋放的穿孔素和顆粒酶可殺傷多種腫瘤細胞，腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）通過Fas/FasL 通路誘導腫瘤細胞凋亡?；罨臉渫粻罴毎筛弑磉_MHC-Ⅰ和MHC-Ⅱ類分子，該類分子與腫瘤細胞結合后形成肽-MHC 分子復合物，呈遞給T 淋巴細胞，啟動MHC-Ⅰ類限制性細胞毒性T 淋巴細胞（cytotoxic T lymphocyte，CTL）反應和MHC-Ⅱ類限制性的CD4Thl 反應殺傷腫瘤細胞。樹突狀細胞與T 淋巴細胞結合，可分泌ΙL-12、ΙL-18 促進T 淋巴細胞增殖，誘導CTL 生成及Th1 型免疫應答，有利于清除腫瘤細胞。樹突狀細胞分泌的趨化因子可促使效應T 淋巴細胞長期存在于腫瘤部位，釋放抗血管生成物質（如ΙFN-γ）影響腫瘤新生血管生成?；罨腘K 細胞和樹突狀細胞可分泌ΙFN、ΙL-12 等細胞因子，以正反饋的形式促進更多的M1-TAM、NK細胞和樹突狀細胞活化。此外，M1-TAM 還可通過分泌趨化因子CCL15、CCL20、CXCL10 和CXCL11激活T 淋巴細胞增強機體免疫應答以達到清除腫瘤細胞的作用。

腫瘤微環(huán)境有利于巨噬細胞向M2-TAM 極化，M2-TAM 是腫瘤間質中數量最多的細胞，占腫瘤間質細胞總數的30%～50%。M2-TAM 的抗原呈遞能力較差，但有抑制炎癥和促進腫瘤活性的作用。M2-TAM 可抑制Th1 的適應性免疫應答，參與Th2 反應，可產生抗炎細胞因子來抑制炎癥。M2-TAM 可分泌免疫抑制細胞因子和趨化因子，選擇性地招募T 淋巴細胞抑制抗腫瘤免疫反應，促進腫瘤侵襲、生長和轉移，參與組織重塑和腫瘤新生血管生成?；罨腗2-TAM 可分泌Th2 型細胞因子、上調ΙL-10 和（或）TGF-β、下調免疫應答反應來發(fā)揮抑制炎癥、促進腫瘤活性的作用。研究表明，腫瘤微環(huán)境中M2-TAM 浸潤數量與腫瘤細胞的遠處轉移明顯相關，提示腫瘤微環(huán)境中的M2-TAM參與了腫瘤細胞的侵襲、轉移過程。

2 TAM 促進腫瘤進展的作用機制

2.1 促進腫瘤新生血管生成

腫瘤的生長和侵襲轉移與腫瘤新生血管生成密切相關。腫瘤新生血管生成為腫瘤細胞存活和生長提供充足的氧氣和營養(yǎng)，并帶走代謝廢物。TAM 可表達轉錄因子如低氧誘導因子-1（hypoxia inducible factor-1，HΙF-1）來應對腫瘤的低氧環(huán)境，可調節(jié)一系列基因的表達以促進腫瘤新生血管生成和紅細胞生成，進而促進腫瘤細胞的生長。TAM 還可分泌血管生成因子，如血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）、堿性成纖維細胞生長因子（basic fibroblast growth factor，bFGF）、成 纖 維 細 胞 生 長 因 子2（fibroblast growth factor 2，FGF2）、血 小 板 衍 生 生 長 因 子（platelet-derived growth factor，PDGF）和腎上腺髓質素（adrenomedullin，ADM）、胸苷磷酸化酶，這些血管生成因子在腫瘤進展和侵襲中均可發(fā)揮重要作用。TAM 可通過分泌VEGFC 和VEGFA，促進胃癌血管和淋巴管的生成，NF-κB 通路和加壓素-1可能是其中重要的調控機制，TAM 還通過產生血管生成因子胸苷磷酸化酶參與腫瘤新生血管生成，其表達水平與腫瘤新生血管有關，體外研究表明，胸苷磷酸化酶可促進內皮細胞的遷移。Badawi 等探討人結腸癌巨噬細胞浸潤與腫瘤新生血管生成的關系時發(fā)現，惡性腫瘤組織浸潤性巨噬細胞的數量明顯高于良性息肉組織，血管密度也高于良性息肉組織。腫瘤微血管的密度與腫瘤中浸潤的TAM 密度密切相關，因此，腫瘤惡性程度與腫瘤組織中浸潤的TAM 數量呈正相關。

此外，內皮細胞酪氨酸激酶受體2（tyrosine kinase receptors 2，Tie2）表達的單核細胞是一種存在于人類外周血和腫瘤中的TAM，在腫瘤血管生成和生長中發(fā)揮重要作用。Tie2 與血管生成素結合后可維持血管內皮細胞動態(tài)平衡及存活狀態(tài)，促進血管分支形成。Ang2 由腫瘤新生血管生成，是Tie2 的配體，也是單核細胞的趨化劑。研究表明，Tie2陽性的TAM能夠明顯促進腫瘤新生血管生成，對小鼠子宮內膜異位病變、卵巢癌等的研究也證實了單核細胞在腫瘤新生血管生成中的作用。Chen 等的研究認為，腫瘤復發(fā)由腫瘤內血管再生引起，與Tie2 的過表達密切相關。因此，腫瘤組織中TAM 的浸潤可促進腫瘤新生血管生成，在腫瘤新生血管生成中發(fā)揮關鍵作用。

2.2 促進淋巴管生成

腫瘤淋巴管形成是腫瘤細胞擴散的重要過程，研究表明，TAM 可釋放淋巴管內皮生長因子，從而促進腫瘤淋巴管生成。TAM 分泌的促血管生成因子（VEGFC 和VEGFD）與腫瘤淋巴管生成密切相關，TAM 上調VEGFC 的表達可以使乳腺癌組織的微淋巴管密度升高，淋巴管上皮細胞再生，從而促進淋巴管的生成。此外，研究發(fā)現，阻斷NF-κB通路可以明顯下調VEGFC的表達，表明NF-κB通路是介導TAM上調產生VEGFC的主要途徑之一，這為研究TAM 促淋巴管生成的分子機制奠定了基礎。對宮頸癌的研究發(fā)現，TAM 釋放的VEGFC 在腫瘤淋巴管生成及最終發(fā)生淋巴結轉移過程中均發(fā)揮著重要作用。對膀胱癌的研究發(fā)現，TAM釋放的VEGFC 不但有助于腫瘤新生血管生成，還可促進腫瘤淋巴管生成。TAM 誘導VEGFC 的表達還可促進肺癌的淋巴結轉移。同樣，胃癌患者的淋巴結轉移也與TAM 的浸潤密切相關。上述研究結果均表明，TAM 可刺激原有的淋巴管內皮細胞分化，從而促進腫瘤淋巴管生成，還可通過轉分化的方式融入淋巴管內皮層，并表達淋巴內皮標志物。多數腫瘤細胞的轉移首先是經過淋巴途徑進行的，而TAM 可通過各種途徑來促進異常淋巴管的生成，為腫瘤細胞的侵襲轉移提供了便利。

2.3 降低機體免疫功能

腫瘤微環(huán)境主要由巨噬細胞、T 淋巴細胞、NK細胞、樹突狀細胞、中性粒細胞組成。腫瘤微環(huán)境中的TAM 可表達趨化因子和細胞因子，促進腫瘤微環(huán)境的免疫抑制，通過減少抗原提呈細胞和阻礙T淋巴細胞的增殖來抑制特異性免疫反應。TAM分泌的趨化因子、ΙL-10、TGF-β可誘導調節(jié)性T 細胞（regulatory T cell，Treg），抑制巨噬細胞表面的MHC-Ⅱ類分子表達，使巨噬細胞不能有效地向T淋巴細胞提呈腫瘤抗原，阻礙T 淋巴細胞對腫瘤細胞發(fā)揮特異性殺傷作用，從而抑制腫瘤微環(huán)境的免疫應答。TAM 的涎免凝集素15 可以識別腫瘤細胞的唾液酸抗原，并提高TGF-β的表達。TAM 也可分泌人類白細胞抗原（human leukocyte antigen，HLA）如HLA-C、HLA-E、HLA-G，均可抑制NK 細胞與殺傷性T 細胞的活化，并通過骨髓來源的抑制性細胞（myeloid derived suppressor cell，MDSC）、腫瘤相關樹突狀細胞和中性粒細胞協(xié)同作用來抑制腫瘤微環(huán)境。TAM 還可通過表達多種受體或配體來發(fā)揮抑制功能，如表達Arg-1 來抑制T 淋巴細胞的活性。此外，腫瘤細胞通常通過表達程序性死亡受體配體1（programmed cell death 1 ligand 1，PDCD1LG1，也稱PD-L1），與程序性死亡受體1（programmed cell death 1，PDCD1，也稱PD-1）結合，從而誘發(fā)免疫逃逸。有研究表明，TAM 能激活胃腺癌細胞PD-L1 的表達，促使PD-L1 表達上調，在鼻咽癌患者中，PD-L1 的表達與TAM 的浸潤程度相關，且腫瘤細胞和TAM、MDSC 間存在相互作用，腫瘤細胞能通過調控TAM、MDSC 中的環(huán)氧化酶2（cyclooxygenase 2，COX2）/膜結合型前列腺素E2 合成酶1（membrane-associated prostaglandin E synthase-1，mPGES-1）/前列腺素E2（prostaglandin E2，PGE2）通 路 調 節(jié)PD-L1 的 表 達。TAM 能表達PD-1，且其表達水平與TAM 吞噬作用呈反比。阻斷PD-1 可增強TAM 的吞噬功能，延緩腫瘤細胞的生長。還有研究表明，PD-1 陽性的巨噬細胞傾向于表達M2 型巨噬細胞表面標志物，PD-1 陰性的巨噬細胞傾向于表達M1 型巨噬細胞的表面標志物。表明TAM 在腫瘤微環(huán)境里發(fā)揮自然免疫抑制作用，使腫瘤逃脫機體免疫監(jiān)視，從而促進腫瘤細胞的增殖和轉移。研究腫瘤微環(huán)境中TAM 介導的免疫抑制機制網絡可有力支持惡性腫瘤免疫治療新藥物的開發(fā)。

2.4 促進腫瘤細胞增殖

TAM可產生多種腫瘤侵襲轉移因子，釋放入腫瘤間質的產物可直接刺激腫瘤生長，如表皮生長因子（epidermal growth factor，EGF）、ΙL-6 和CXCL8等。在胃淋巴瘤組織中，侵襲性TAM 可分泌一種增殖誘導配體（a proliferation-inducing ligand，APRΙL）的細胞因子，其可以直接維持腫瘤細胞的增殖，免疫組化分析結果顯示，APRΙL 在鄰近腫瘤細胞的TAM 中高表達。TAM 通過表達TNF-α、ΙL-6、ΙL-11等炎性因子激活NF-κB，活化轉錄激活因子STAT3，從而提高腫瘤細胞的存活及增殖能力。TAM 表達的某些因子的促腫瘤作用受腫瘤發(fā)展階段的影響，如CSF1 缺乏對早期乳腺癌的促進作用，可明顯促進晚期乳腺癌的發(fā)展。TAM 可表達降解細胞外基質的酶類，如纖溶酶、尿激酶型纖溶酶原激活因子、基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）等，這些酶可降解細胞外基質，減弱細胞間鏈接強度，利于腫瘤細胞的侵襲和轉移。同時，降解腫瘤細胞外基質還會釋放肝素結合生長因子，促進腫瘤新生血管生成，支持腫瘤血管化和轉移。腫瘤細胞通常通過淋巴管及血管轉移，TAM 增強腫瘤細胞的侵襲能力促進腫瘤細胞進入淋巴管及血管，進一步促進腫瘤細胞的生長和遠處轉移。

2.5 TAM 在循環(huán)腫瘤細胞（circulating tumor cell，CTC）種植轉移中的作用

腫瘤細胞多經過血液進行遠處轉移。腫瘤細胞進入血液循環(huán)后，必須存活下來才能遷移轉移至其他組織或器官，進入血液循環(huán)的腫瘤細胞被稱為CTC。TAM 在外周血CTC 存活中發(fā)揮重要作用，Adams 等研究表明，TAM 可與外周血中的CTC 結合，有助于腫瘤細胞在遠處的種植轉移。有研究在88%的乳腺癌病灶處檢測到了TAM，而乳腺良性病灶中為26%，證實乳腺癌患者外周血中存在與CTC 結合的TAM。此外，TAM 通過分泌MMP 和CXCL12 等促進腫瘤細胞轉化為CTC。這證實了TAM 在惡性腫瘤患者血液循環(huán)中的重要性及其在遠處轉移發(fā)展中的作用，對TAM 的存在進行篩查可能成為診斷腫瘤進展的生物標志物。

3 TAM 在抗腫瘤治療中的作用

3.1 誘導M2-TAM 向M1-TAM 轉化

在腫瘤細胞生長增殖的過程中，腫瘤微環(huán)境中均存在M1-TAM、M2-TAM 兩種類型。M1-TAM 具有明顯的抗腫瘤作用，能夠識別和殺傷腫瘤細胞，而M2-TAM 具有促進腫瘤細胞生長的功能。腫瘤早期以M1-TAM 為主，中晚期以M2-TAM 為主，隨著腫瘤進展，M1-TAM 逐漸向M2-TAM 極化。動物實驗和臨床研究顯示，腫瘤組織中M2-TAM 的比例增高常提示預后不良，這一現象也伴隨腫瘤細胞增殖能力增強和腫瘤組織血管密度增高。通過巨噬細胞的可塑性，可以對M2-TAM 進行調節(jié)，促進M2-TAM 向M1-TAM 極化，可有效抑制腫瘤的發(fā)生發(fā)展過 程。BLZ945 是ΙFN-γ、CD40 單抗、CSF-1R 等多種小分子的抑制劑，具有TAM 極性轉化的能力，可延長腫瘤患者的生存期。采用TLR4、TLR7 等的激動劑處理TAM 后與腫瘤細胞共培養(yǎng)，可明顯抑制腫瘤細胞的增殖能力。甘露糖修飾的聚合物納米粒包載

IκBα

siRNA 的藥物可恢復TAM 中NF-κB 的活性，體外實驗證實，TAM具有良好的轉化能力。上述研究表明，可通過TAM 的極性轉化來抑制腫瘤生長，為抗腫瘤治療提供了研究方向與基礎。

3.2 抑制巨噬細胞向腫瘤組織募集

阻斷巨噬細胞向腫瘤組織趨化是抗TAM 的治療策略之一。CCL2/CCR2 通路在巨噬細胞招募過程中可發(fā)揮重要作用，靶向此通路是抗腫瘤治療的有效策略。CCL2 阻斷劑——卡蘆單抗（carlumab）在動物實驗中已被證實可以抑制多種腫瘤細胞的生長。研究結果表明，接受卡蘆單抗治療患者的耐受性良好，可出現短暫的CCL2 抑制及抗腫瘤活性反應。CCR2 拮抗劑——PF04136309 能抑制巨噬細胞從骨髓向腫瘤部位游走，從而抑制胰腺癌細胞的生長。一項Ⅰ期臨床試驗采用PF04136309 聯(lián)合化療治療局部晚期、非轉移性胰腺癌患者，顯示出一定的客觀反應率，且安全性及耐受性良好。

4 小結與展望

腫瘤組織中的M2-TAM 表達的趨化因子、促血管生成相關因子、淋巴管生成相關因子、免疫抑制因子，可提高腫瘤細胞的侵襲轉移能力，使腫瘤細胞容易逃避機體的免疫監(jiān)視，促進腫瘤細胞生長和轉移。但這些因子通過何種通路促進腫瘤進展尚不明確。隨著在腫瘤免疫、腫瘤微環(huán)境及TAM 領域的深入研究，可以逐漸闡明TAM 影響腫瘤發(fā)生發(fā)展的具體機制及通路，為腫瘤臨床治療和新藥研發(fā)提供重要的理論依據。