梁欣然，劉愛娜

1濱州醫(yī)學院第二臨床醫(yī)學院，山東 煙臺 264000

2青島大學附屬煙臺毓璜頂醫(yī)院腫瘤內(nèi)科，山東 煙臺 26400

肺癌是全球常見的惡性腫瘤之一，據(jù)統(tǒng)計，每年約有210 萬肺癌新發(fā)病例和170 萬肺癌死亡病例[1]，患者的5 年生存率低于20%，預后差[2]。臨床中化療是治療肺癌的主要方法，但大多數(shù)肺癌患者獲得了化學抗性或發(fā)生轉(zhuǎn)移，導致化療失敗。因此，早期明確診斷并予以有效的干預措施對提高肺癌患者的生活質(zhì)量及生存率具有重要意義。腫瘤微環(huán)境（tumor microenvironment，TME）由腫瘤細胞、骨髓源性細胞和間質(zhì)細胞等組成，這些細胞之間的共同作用促進了免疫抑制環(huán)境的形成，協(xié)同腫瘤免疫逃逸，直接或間接促進腫瘤生長和轉(zhuǎn)移。其中，腫瘤相關(guān)巨噬細胞（tumor-associated macrophage，TAM）是TME 中重要的組成細胞，通過調(diào)控TME 介導腫瘤進展，然而其具體的調(diào)控機制仍有待進一步研究。TAM 與肺癌大小、分化程度、浸潤深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況及TNM 分期具有明顯的相關(guān)性[3]，提示其在肺癌的發(fā)生發(fā)展及轉(zhuǎn)移中具有重要作用。TAM 是目前腫瘤治療的研究熱點，本文就TAM 在肺癌中的研究進展進行綜述。

1 TAM 概述

1.1 TAM 的起源和功能

巨噬細胞作為生物體組織中的一道防線，參與非特異性免疫反應和特異性免疫反應，不僅能夠識別和清除病原體，還可以激活其他免疫細胞。單核細胞起源于骨髓與中性粒細胞共有的髓系祖細胞，隨后被釋放到外周血液中循環(huán)數(shù)日，再進入組織中轉(zhuǎn)變?yōu)橹С志植拷M織功能的組織定居巨噬細胞（tissue resident macrophage，TRM）。因此，巨噬細胞來源于人體血液循環(huán)中的單核細胞，可分為骨髓源性巨噬細胞（bone marrow derived macrophage，BMDM）和TRM。TRM 來自卵黃囊或胎兒肝的前體細胞，能夠在原位自我更新，不依賴于血液單核細胞的補充，在調(diào)節(jié)其駐留組織的代謝、免疫炎癥反應和組織穩(wěn)態(tài)等方面發(fā)揮著不可替代的作用。而TME 中的巨噬細胞被稱為TAM，是惡性腫瘤的主要成分，占腫瘤質(zhì)量的一半，在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中具有關(guān)鍵作用，并通過腫瘤細胞衍生的趨化因子在腫瘤部位募集，如單核細胞趨化蛋白-1（monocyte chemotactic protein- 1，MCP- 1，又 稱CCL2）作為主要趨化因子，可與其受體C-C 趨化因子受體2（C-C motif chemokine receptor 2，CCR2）結(jié)合，募集單核細胞到腫瘤組織中[3]。

1.2 TAM 的分類

在TME 中，TAM 受細胞趨化因子的影響，表現(xiàn)出不同的極化類型，其中最經(jīng)典的分型有兩種，一種是參與輔助性T 細胞（helper T cell，Th）1 應答的經(jīng)典激活的M1 型TAM，如白細胞介素（interleukin，IL）-1β、IL-1α、IL-12、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）和膠質(zhì)纖維酸性蛋白等，對清除微生物感染具有重要作用。另一種是參與Th2 應答的選擇性激活的M2 型TAM，如促進抗炎反應的IL-4、IL-6、IL-10 等，在調(diào)節(jié)炎性反應和組織修復中具有重要作用，同時具有促腫瘤作用。TME 中的細胞因子或生長因子，如CD4+T 細胞、IL-4、粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子（granulocytemacrophage colony stimulating factor，GM-CSF），可促進M1 型TAM 向M2 型TAM 轉(zhuǎn)化。腫瘤來源的透明質(zhì)酸也可通過激活單核細胞促進具有免疫抑制性的M2 型TAM 生成[4]。

根據(jù)功能的不同，M2 型巨噬細胞可進一步分為M2a、M2b、M2c 和M2d 共4 種亞型。由IL-4 或IL-13 以及真菌和蠕蟲感染誘導的M2a 型巨噬細胞能夠表達高水平的甘露糖受體、CD206、CD209 和白細胞介素-4 受體（interleukin-4 receptor，IL-4R），并分泌大量的轉(zhuǎn)化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）和類胰島素生長因子，有助于傷口愈合和組織修復[5]。由免疫復合物IL-1β和細菌脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）刺激而產(chǎn)生的M2b 型巨噬細胞能夠分泌大量的IL-10、IL-1β、IL-6 和TNF-α，發(fā)揮抗炎作用[6]。由IL-10、TGF-β和糖皮質(zhì)激素誘導的M2c 型巨噬細胞被認為與免疫抑制、組織修復和基質(zhì)重塑有關(guān)[7]。這些巨噬細胞表現(xiàn)出CD163 和CD206 表達增加，并分泌大量的IL-10 和TGF-β[8]。由白細胞抑制因子、Toll 樣受體（Toll-like receptor，TLR）和腺苷激活的M2d 型巨噬細胞表達低水平的CD206，但產(chǎn)生大量的IL-10、TGF-β 和血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF），從而促進腫瘤的免疫抑制和血管生成，進而促進腫瘤進展[9]。

1.3 TAM 的極化

M1 型和M2 型巨噬細胞的轉(zhuǎn)換是一種響應微環(huán)境信號的生物學現(xiàn)象，稱為巨噬細胞極化，由TME 決定。組織損傷及病原微生物侵入后，M1 型巨噬細胞最先被激活，產(chǎn)生趨化因子和細胞因子，募集細胞毒性CD8+T 細胞和自然殺傷（natural killer，NK）細胞，表達高水平的γ-干擾素（interferon-γ，IFN-γ）、LPS 以及其他的細胞因子，從而破壞腫瘤細胞[10]。然而，在腫瘤進展期間，Th2 細胞因子（如IL-4 和IL-13）刺激單核細胞或巨噬細胞轉(zhuǎn)化為M2型。這部分巨噬細胞會引起過敏反應，促進炎癥消退和傷口愈合，有利于腫瘤新生血管生成和組織重塑。這些M2 型巨噬細胞會分泌TGF-β以限制NK 細胞的細胞毒性，并表達高水平的程序性死亡受 體 配 體1（programmed cell death 1 ligand 1，PDCD1LG1，也稱PD-L1）以限制T 細胞的抗腫瘤活性。在大多數(shù)腫瘤中，TAM的特征與M2型巨噬細胞相似。TAM的功能受局部TME的影響，并且巨噬細胞的極化可以發(fā)生在致瘤過程中的任何時間[11-12]。

1.4 TAM 展示出M2 型巨噬細胞的功能

相關(guān)文獻顯示，在肺癌中，TAM 的特征與M2型巨噬細胞相似。與M1 型巨噬細胞相比，TAM 產(chǎn)生更少的抗炎因子（如IL-1β、TNF-α、IL-6、IL-12、CCL3 和CCL4）[13]。盡管核因子κB（nuclear factorκB，NF-κB）是炎癥調(diào)節(jié)的關(guān)鍵因子，但TAM 在活化NF-κB 方面具有缺陷，TAM 中NF-κB 依賴性細胞毒性介質(zhì)和炎性細胞因子低表達。相比之下，M2 型巨噬細胞的典型標志物如清道夫受體-α（scavenger receptor-α，SR-α）、甘露糖受體（mannose receptor，MR）、精氨酸酶1（arginase 1，ARG1）等在TAM 中的表達水平較高[14]。TAM 通過分泌促進血管生成和誘導腫瘤的趨化因子（如PD-L1、VEGF 和TGF-β），呈現(xiàn)M2 型巨噬細胞的相關(guān)功能，促進腫瘤轉(zhuǎn)移。

2 肺癌中巨噬細胞的功能

TAM 在肺癌中的作用具有兩面性，在肺癌發(fā)展初期，TAM 的表型以促炎抗腫瘤的M1 型巨噬細胞為主，隨著疾病進展，抗腫瘤的M1 型巨噬細胞逐漸向促腫瘤的M2 型巨噬細胞轉(zhuǎn)變。TAM 主要通過分泌IL-10、TGF-β、基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）、CCL18、VEGF、環(huán)氧合酶-2（cyclooxygenase-2，COX-2）和血小板衍生生長因子-β（platelet derived growth factor-β，PDGF-β），促進血管內(nèi)皮細胞增生和腫瘤新生血管生成，從而促進肺癌的生長和轉(zhuǎn)移。TAM 不僅可以促進腫瘤細胞增殖、侵襲，還可影響放化療的治療效果[15-16]。許多化療藥物如順鉑、紫杉醇的治療效果受TME的影響，TME 可刺激腫瘤產(chǎn)生集落刺激因子1（colony stimulating factor 1，CSF1）和IL-34，募集更多的巨噬細胞在腫瘤區(qū)域，從而影響治療效果[17]。

2.1 TAM 與IL

TAM 可以通過分泌IL-10 激活和保護腫瘤干細胞，從而促進非小細胞肺癌的進展。腫瘤的快速生長需要比正常組織更多的血管提供氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)，當腫瘤體積不斷增大時，氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)減少，形成了缺氧環(huán)境。研究表明，缺氧導致TAM向M2 表型傾斜，造成IL-10、缺氧誘導因子（hypoxia-inducible factor，HIF）-1α和VEGF 表達增加，引起血管內(nèi)皮細胞增生，促進腫瘤新生血管生成，然后缺氧驅(qū)動巨噬細胞的多樣性，促進肺癌細胞的侵襲、轉(zhuǎn)移、血管生成和免疫逃逸[18-19]。IL-6 可以刺激巨噬細胞表達更高水平的IL-10，而IL-6 和IL-10通過信號轉(zhuǎn)導及轉(zhuǎn)錄激活因子3（signal transduction and activator of transcription 3，STAT3）活化，以IL-4 依賴的方式誘導TAM 向M2 型極化[20]。在非小細胞肺癌中，IL-6 通過CCL2/CCL5 通路誘導巨噬細胞滲透，抑制IL-6 的表達可以抑制TAM 誘導的肺癌侵襲和血管生成。

2.2 TAM 與TGF-β

TGF-β及其協(xié)同受體內(nèi)皮糖蛋白在組織修復、血管生成和淋巴管生成中發(fā)揮了重要作用。單核細胞過渡到巨噬細胞的過程中內(nèi)皮糖蛋白的水平增加。腫瘤細胞表達的TGF-β可能會抑制巨噬細胞極化為M1 型，并刺激成熟的巨噬細胞極化為M2 型。研究表明，TGF-β能夠促使腫瘤細胞由上皮細胞型向間質(zhì)細胞型轉(zhuǎn)變，導致細胞間的黏附力下降，腫瘤細胞脫落進入間質(zhì)，獲得易于向遠處轉(zhuǎn)移的能力，并且提高Y 染色體性別決定區(qū)（sex determining region Y，SRY）-盒轉(zhuǎn)錄因子9（SRYbox transcription factor 9，SOX9）的表達，促進腫瘤細胞的增殖、遷移和侵襲[21]。

2.3 TAM 與MMP

TAM 通過產(chǎn)生MMP（如MMP9 和MMP2）降解細胞外基質(zhì)，從而誘導肺癌細胞的侵襲。研究表明，MMP9的表達與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、腫瘤進展和預后相關(guān)[22]。IL-10 能夠誘導巨噬細胞增強MMP9 和MMP2 的表達，從而促進腫瘤細胞的侵襲和遷移[6]。另有研究表明，減少MMP 的表達可以抑制肺癌細胞的侵襲和遷移[23]。

2.4 TAM 與趨化因子

趨化因子是一類可溶性的細胞因子家族，其介導免疫逃逸和腫瘤細胞轉(zhuǎn)移。有研究發(fā)現(xiàn)，肺癌中來自TAM 的CCL18、巨噬細胞炎癥蛋白-3α（macrophage inflammatory protein-3α，MIP-3α）、CCL5、C-X-C 趨化因子配體8（C-X-C motif chemokine ligand 8，CXCL8）和CCL22，通過與其在腫瘤細胞中的同源受體結(jié)合在肺癌進展中發(fā)揮關(guān)鍵作用。研究表明，CCL22 在肺癌中高表達，并且是無進展生存期和腫瘤復發(fā)的預測標志物[24-26]。CXCL8是由TAM 分泌的M2 型巨噬細胞相關(guān)趨化因子，在肺癌中發(fā)揮重要作用。另有研究表明，CXCL8可以通過促分裂原活化的蛋白激酶（mitogenactivated protein kinase，MAPK）/NF-κB 和JAK 激酶2（Janus kinase 2，JAK2）/STAT3 信號轉(zhuǎn)導途徑促進肺癌侵襲和遷移[27-29]。因此，靶向CXCL8 的療法可以抑制肺癌細胞的增殖、侵襲和遷移。

2.5 TAM 與促血管生成因子

TAM 通過產(chǎn)生促血管生成因子[如IL-8、VEGF、尿激酶型纖溶酶原激活物（urokinase-type plasminogen activator，uPA）等]在促進血管生成中發(fā)揮關(guān)鍵作用。TAM 的密度與非小細胞肺癌中的微血管計數(shù)有關(guān)。缺氧是TME 中TAM 的誘導劑，它可以誘導HIF-1 和HIF-2 的表達，而HIF-2 可能上調(diào)VEGF的表達[30-31]。此外，VEGF還是TAM的化學誘導劑，可形成正反饋通路，促進腫瘤血管生成[32]。

3 以TAM 為靶標的治療方法

TAM 是腫瘤中白細胞浸潤的主要成分，在肺癌的發(fā)展中具有重要作用，因此可以采用靶向TAM 的方法治療肺癌。第一種策略是抑制巨噬細胞浸潤，CSF1/集落刺激因子1 受體（colony stimulating factor 1 receptor，CSF1R）和CCL2/CCR2 信號通路可能誘導巨噬細胞募集，因此，阻斷這些信號通路可能會減少TAM 浸潤，逆轉(zhuǎn)免疫抑制狀態(tài)，而抗CCL2 治療可能會加重腫瘤轉(zhuǎn)移[33]。第二種策略是阻斷TAM 極化為M2 型，目前很少有信號成分調(diào)節(jié)巨噬細胞的極化，包括TLR、STAT6和NF-κB。當有這些信號干預時，TAM 將失去替代性活化表型。第三種策略是將TAM 重新還原為M1 型或?qū)2 型轉(zhuǎn)化為M1 型，目前有幾種藥物，如酵母β-葡聚糖免疫調(diào)節(jié)劑（BTH1677）、羥氯喹和塞來昔布，將M2 型TAM 轉(zhuǎn)換為抗腫瘤表型或類似于M1 型的TAM。第四種策略是降低TAM 分泌的關(guān)鍵細胞因子的水平，如主要由M2 型TAM 產(chǎn)生的CCL18、CCL22 和MIP-3α[24]。降低或抑制這些細胞因子的表達，會導致TAM介導的促腫瘤能力下降[34]。

上文提供了有希望的治療策略，但是需要注意一些相關(guān)問題及不良反應，包括特定藥物的遞送效率。納米顆?；蚧诩{米顆粒的藥物遞送能夠確保藥物到達腫瘤部位而沒有脫靶活性，因此在調(diào)節(jié)巨噬細胞表型方面更加可靠和有效。納米藥物可介導巨噬細胞極化，從而增加藥物吸收。據(jù)報道，姜黃素、黃芩苷和人參衍生的納米顆粒在沒有可辨別毒性的情況下可以促進TAM 極化[35-37]。與藥物本身相比，其納米粒子衍生物在全身循環(huán)中顯示出較好的藥代動力學和生物利用度，從而有助于抗腫瘤反應[38-39]。此外，在生產(chǎn)納米顆粒的過程中使用的少數(shù)材料（如TiO2和Ag）可以使巨噬細胞優(yōu)先朝向M1 表型發(fā)展。

巨噬細胞在體內(nèi)發(fā)揮著雙重作用，因此，消除或減少巨噬細胞不是一種合理的方法，相比之下，重塑巨噬細胞或靶向巨噬細胞分泌的致瘤細胞因子或趨化因子可作為治療肺癌的首選策略。

4 小結(jié)與展望

綜上所述，TAM在肺癌的發(fā)生發(fā)展中具有重要作用，其根據(jù)激活方式的不同，既可攻擊腫瘤細胞而發(fā)揮抗腫瘤免疫作用，也可作為腫瘤促進劑引起免疫抑制，它們通過調(diào)節(jié)腫瘤生長、獲得性免疫、間質(zhì)形成和血管生成影響腫瘤進展和轉(zhuǎn)移。對于這一系列過程的發(fā)生機制，目前已經(jīng)開展了大量的相關(guān)研究，但具體的分子機制尚不明確，仍有待進一步探索。因此，需要更深入研究TAM的表型以及與腫瘤細胞的相互作用機制，為肺癌的免疫治療提供新的思路，為臨床新藥的研發(fā)提供理論依據(jù)。