張妍生,王雅楠 綜述,高 峰 審校
(1.甘肅省婦幼保健院乳腺一科,甘肅 蘭州 730050;2.甘肅省干細胞與基因藥物重點實驗室,甘肅 蘭州 730050;3.中國人民解放軍聯(lián)勤保障部隊第九四〇醫(yī)院結直腸肛門外科,甘肅 蘭州 730050)
結直腸癌(CRC)是最常見的惡性腫瘤之一,其發(fā)病率位居全球惡性腫瘤第3,病死率位居第2[1]。中國2020年新診斷CRC病例數(shù)占全球CRC新發(fā)病例數(shù)的28.8%,CRC相關死亡占全球CRC相關死亡的30.6%[2]。隨著經濟和飲食習慣的改變,中國CRC的發(fā)病率呈現(xiàn)逐年遞增趨勢。CRC的標準治療一直是手術、放療和化療方法聯(lián)合治療。但是,這些治療方法具有明顯的局限性,到目前為止,CRC的治療效果仍不能令人滿意,這也促使研究者將治療思路轉向探討更新的治療方法和更多的綜合治療,比如針對CRC腫瘤微環(huán)境的免疫療法等[3]。
巨噬細胞作為機體內重要的免疫細胞之一,在機體先天性免疫和特異性免疫中具有不可替代的殺傷病原體的作用。而在腫瘤微環(huán)境中,巨噬細胞也稱作腫瘤相關巨噬細胞(TAMs),是含量最豐富的免疫細胞之一,其在促進腫瘤免疫逃逸及抑制機體免疫功能方面產生了不可或缺的作用[4]。目前,許多研究者嘗試通過調控巨噬細胞進而抑制腫瘤的免疫逃逸,增加機體免疫原性進而殺傷腫瘤細胞。其中靶向TAMs M1/M2型極化在調控CRC腫瘤微環(huán)境及增加臨床免疫治療療效方面展現(xiàn)出良好的治療前景。本文就M1/M2型巨噬細胞調控CRC腫瘤微環(huán)境的作用機制及基于TAMs治療CRC的研究現(xiàn)狀進行綜述,以期為臨床治療CRC提供參考。
巨噬細胞作為機體內重要的免疫細胞之一,其起源于骨髓干細胞并在各種刺激因子的刺激下分化而來。參與機體的先天性免疫和特異性免疫,在清楚機體內病原微生物和組織修復中具有重要的作用[5]。有研究表明,巨噬細胞在體內依據其功能及產生細胞因子的不同可分化為2種不同的細胞表型,即M1型經典激活表型和M2型交替激活表型[6]。M1型巨噬細胞主要由γ-干擾素驅動激活,具有促炎作用,在腫瘤相關疾病中產生抗腫瘤活性,抑制腫瘤的生長。M2型巨噬細胞則主要由白細胞介素-4(IL-4)和IL-13驅動激活,具有抑炎作用,在腫瘤相關疾病中能夠促進腫瘤血管的形成和抑制適應性免疫反應,促進腫瘤的生長和逃逸[7]。由于巨噬細胞所具備的2種特殊激活表型且各自具有不同的作用,使巨噬細胞具有良好的可塑性,調控M2型巨噬細胞向M1型巨噬細胞的轉化已成為當前靶向治療腫瘤疾病的新方向。
在大多數(shù)實體瘤的早期階段,免疫系統(tǒng)通過激活T細胞和巨噬細胞對腫瘤進行殺傷,進而清除腫瘤并降低癌癥的發(fā)生率。但當腫瘤進展超過這種早期階段,腫瘤免疫微環(huán)境會被修飾為支持腫瘤并促進其進展的腫瘤微環(huán)境。在腫瘤微環(huán)境被修飾的同時開始抑制機體免疫功能。有研究表明,在腫瘤微環(huán)境修飾過程中,TAMs在促進腫瘤發(fā)展方面起著重要的調節(jié)作用[8]。
目前,已知TAMs在CRC腫瘤微環(huán)境中大量存在,TAMs能夠促成腫瘤細胞的增殖、免疫抑制和腫瘤內血管的生成,是腫瘤進展、轉移和抵抗治療的關鍵因素??鼓[瘤的M1型TAMs與促腫瘤的M2型TAMs在腫瘤微環(huán)境中共同存在,這些M1/M2型TAMs之間的相互作用直接影響著CRC腫瘤的進展及臨床治療策略[9]。在CRC腫瘤微環(huán)境中M2型TAMs相較于M1型TAMs占主導地位,產生促生長因子,以促進愈合的方式刺激腫瘤生長。然而值得注意的是,將M2型TAMs調節(jié)為M1型TAMs時則可以顯著減緩腫瘤的進展[10]。腫瘤免疫逃逸的機制之一就是腫瘤對TAMs代謝進行重編程,防止M1型TAMs介導的炎性反應增加對腫瘤細胞的殺傷。雖然CRC腫瘤微環(huán)境中的TAMs并不完全是M1和M2型,但通常以M2型TAMs細胞最多,通過M2型TAMs誘導免疫抑制進而促進腫瘤生長[11]。
3.1TAMs促進CRC腫瘤轉移及免疫抑制 由于巨噬細胞所具有的2種特殊極化表型,近年來,許多研究以巨噬細胞作為突破口探究巨噬細胞調控腫瘤免疫微環(huán)境的作用機制。在CRC腫瘤微環(huán)境中,公認主要存在的是M2型TAMs。WEI等[12]研究發(fā)現(xiàn),TAMs能夠通過調節(jié)JAK2/STAT3/miR-506-3p/FoxQ1信號通路,誘導上皮-間充質轉化進而促進CRC的遷移、侵襲和循環(huán)腫瘤細胞介導的腫瘤轉移,進而通過趨化因子配體2(CCL2)的招募作用促進M2型TAMs的募集,完成腫瘤細胞的轉移及免疫逃逸。該結果與鄭浩等[13]發(fā)現(xiàn)交替激活的M2型TAMs能夠促進CRC腫瘤細胞的遷移和增殖具有一致性。有研究表明,CRC腫瘤微環(huán)境中TAMs的高度浸潤能夠上調基質金屬蛋白酶-2的表達,促進CRC轉移[14]。張韜等[15]研究表明,肝再生磷酸酶-3同樣能夠激活TAMs進而誘導上皮-間充質轉化促進CRC細胞的遷移。M2型TAMs除了促進CRC腫瘤轉移之外,還能夠增加腫瘤對機體的免疫抑制,達到腫瘤免疫逃逸目的。LIU[16]等探究了TAMs產生的細胞因子在促進CRC腫瘤免疫逃逸過程中的作用,結果證實TAMs產生的CCL5能夠通過調節(jié)細胞程序性死亡配體-1,促進T細胞凋亡,進而抑制T細胞對CRC腫瘤細胞的殺傷。WANG等[17]報道了TAMs通過分泌IL-10、轉化生長因子β、血管內皮生長因子、細胞程序性死亡受體-1的表達和消耗精氨酸來抑制T細胞抗腫瘤功能,從而發(fā)揮促腫瘤和免疫抑制作用,促進腫瘤轉移。表明在腫瘤微環(huán)境中,TAMs不僅通過分泌趨化因子抑制T細胞功能,實現(xiàn)免疫逃逸。而且通過調控血管內皮生長因子及轉化生長因子β等細胞因子,促進CRC腫瘤的轉移。另外,有研究表明,長鏈非編碼RNA介導的RPPH1能夠作用于β-Ⅲ微管蛋白阻止其泛素化,從而誘導CRC腫瘤細胞發(fā)生上皮間充質轉化;此外,CRC來源的外切體將RPPH1轉運至巨噬細胞內,介導巨噬細胞向M2型極化,促進CRC的轉移和增殖[18]。LI等[19]報道了腸道微生物分泌的組織蛋白酶K能夠通過mTOR依賴途徑刺激TAMs向M2型極化,促進CRC細胞的侵襲和轉移。組織蛋白酶K通常被認為與腸道菌群失衡和腫瘤轉移有關,該研究結果也表明除了腫瘤微環(huán)境對免疫逃逸的直接作用外,腸道菌群同樣也能夠促進腫瘤微環(huán)境內M2型TAMs的浸潤,促進腫瘤免疫逃逸。
3.2基于TAMs靶點的CRC耐藥作用機制 近年來,許多研究者以TAMs為靶點對CRC抗腫瘤耐藥及治療機制進行了研究。在以TAMs為基礎的CRC耐藥方面,陸詩媛等[20]探討了具核梭桿菌基于TAMs對CRC耐藥的作用機制。研究發(fā)現(xiàn),具核梭桿菌與CRC腫瘤微環(huán)境中的TAMs浸潤及患者的化療耐藥相關;當具核梭桿菌相關細菌生物膜的陽性率越高時,CRC患者腫瘤微環(huán)境中M2型TAMs浸潤越高,并且患者耐藥復發(fā)率也隨之升高。表明具核梭桿菌能夠調控CRC腫瘤微環(huán)境,并且增加M2型TAMs在瘤內浸潤。陳玉娟等[21]針對結腸癌CT-26細胞在氟尿嘧啶耐藥中的作用機制進行了研究,結果發(fā)現(xiàn)氟尿嘧啶能夠對TAMs產生誘導,促使其對抑制P-JNK/Caspase-3凋亡通路,造成氟尿嘧啶治療的耐藥性。
3.3基于TAMs靶點的CRC治療研究現(xiàn)狀 由于TAMs所具備M1/M2 2種表型,并且2種表型之間具有相互轉化的特性,使其在臨床研究中具有很高的可塑性?;诖耍{節(jié)TAMs的M1/M2型極化就成為腫瘤治療的潛在靶點。由于M1型TAMs以腫瘤細胞為靶點,產生抗腫瘤的作用,許多研究者認為可以利用M1型TAMs作為藥物載體,將藥物直接作用于腫瘤細胞。M2型TAMs所具備的促腫瘤特性,目前針對M2型TAMs為靶點的研究則主要是抑制巨噬細胞的募集、抑制M2型TAMs的生成及促使M2型TAMs向M1型TAMs轉化等[22]。
在以TAMs為靶點的抗CRC方面,楊榮嬌等[23]研究發(fā)現(xiàn),利用巨噬細胞移動抑制因子的小干擾RNA作為治療靶點,能夠顯著下調血管內皮生長因子的表達,抑制CRC的肝轉移。徐張巍等[24]發(fā)現(xiàn)利用巨噬細胞金屬彈性蛋白酶能夠抑制CRC的生長,并且降低血管內皮生長因子的表達。除了抑制血管的生成之外,張廉君等[25]的一項研究發(fā)現(xiàn),使用集落刺激因子-1受體抑制劑能夠顯著降低CRC腫瘤組織中M2型TAMs的表達,同時顯著增加M1型TAMs的表達。李曉婷等[26]探討了另一種集落刺激因子抑制劑吡西達替尼對CRC腫瘤微環(huán)境的影響,結果發(fā)現(xiàn)吡西達替尼能夠顯著降低CRC腫瘤微環(huán)境內TAMs的數(shù)量并降低M2型TAMs的生成。以上結果表明,集落刺激因子-1受體抑制劑不但能夠抑制TAMs向CRC腫瘤微環(huán)境的募集,同時能夠清楚CRC腫瘤微環(huán)境內TAMs的浸潤及促使M2型TAMs向M1型TAMs轉化,不僅降低CRC腫瘤微環(huán)境中TAMs介導的腫瘤免疫逃逸,而且能夠增加M1型TAMs的抗腫瘤作用。
3.4基于TAMs判斷CRC患者預后 腫瘤微環(huán)境中浸潤的TAMs不僅能夠反映腫瘤進展和抗腫瘤治療效果,而且在一定程度上能夠反映患者臨床預后。有研究表明,TAMs在CRC腫瘤微環(huán)境中的浸潤部位與預后之間存在一定的關聯(lián),M1型TAMs的高度浸潤與良好的臨床預后相關,腫瘤微環(huán)境內CD163+/CD68+的比值升高與CRC患者較差的生存率相關,以及M2/M1型TAMs的比例升高與CRC的肝轉移顯著相關[27-29]。總之,當CRC腫瘤微環(huán)境中浸潤的M2型TAMs數(shù)量越多,患者預后越差。
巨噬細胞作為機體內重要的免疫細胞之一,在機體免疫清除病原體方面起著極其重要的作用,而TAMs作為腫瘤微環(huán)境中數(shù)量最多的免疫細胞,在腫瘤進展和侵襲過程中扮演著重要角色。本文就基于TAMs在CRC腫瘤微環(huán)境中的耐藥性、治療現(xiàn)狀及臨床預后等方面進行簡要概述。TAMs的M1/M2型極化為腫瘤的治療提供了理想的作用靶點,近年來研究者在腫瘤微環(huán)境內M2型TAMs的清除、M2型TAMs向M1型轉化及抑制腫瘤微環(huán)境對M2型TAMs的募集方面進行了諸多研究探索,為靶向M2型TAMs提供了一定的理論依據。但基于M1型TAMs為載體的藥物輸送或其他抗腫瘤方式仍需進一步探索。CRC腫瘤微環(huán)境是一個復雜的整體,要想達到良好的免疫治療抗腫瘤目的,必須多種途徑綜合調控。相信隨著對CRC腫瘤微環(huán)境的深入研究,人們能夠更加清晰地發(fā)現(xiàn)CRC腫瘤微環(huán)境中關于TAMs錯綜復雜的作用機制,進而得到很好的免疫治療策略。