肿瘤相关巨噬细胞

1、对肿瘤相关巨噬细胞的研究肿瘤相关巨噬细胞( Tumour-associated macrophages, TAM )是外周血单核细胞浸 润到实体肿瘤组织中而演变成的巨噬细胞， 在肿瘤的基质细胞中占很大的比例， 越来越受到 人们的重视。 以前多认为肿瘤相关巨噬细胞是一种重要的抗肿瘤效应细胞， 可以直接杀伤肿 瘤细胞， 或者通过呈递肿瘤相关抗原诱导机体免疫应答从而清除肿瘤。 但近几年来越来越多 的研究表明 TAM 并未发挥抗肿瘤作用，而是通过分泌特殊的细胞因子、生长因子等作用于 肿瘤相关基质或内皮细胞， 参与了促肿瘤发展、 刺激肿瘤细胞生长和转移， 诱导肿瘤新生血 管和淋巴管生成、免疫抑制等过程。

2、这些已提示研究者 TAM 可能是一个进行人为干预的治 疗肿瘤的新靶点。 对其进行深入研究有可能彻底阐明肿瘤免疫耐受的产生机制并探索有效的 免疫治疗方法。1. TAM 的来源自从 Rudolf V irchow 首次发现肿瘤组织中有大量炎症细胞浸润后,有学者由此将慢性炎症和肿瘤的发生、 发展联系起来。 目前研究发现 , 炎症细胞是肿瘤间质的重要组成部分 , 主要包括 TAM 、树突状细胞、淋巴细胞和肥大细胞等。其中 , TAM 是肿瘤间质中数量最多 的炎症细胞群，约占炎症细胞总数的 30%50%左右。TAM来源于外周循环血中的单核 细胞。单核细胞的招募、分化、存活和增殖组成了 TAM 形成的过程

3、。单核细胞的招募与许多肿瘤来源的趋化因子有关，如 CC 趋化因子配体 2 ( CCchemokines ligand 2， CCL2，又 名 MCP - 1 ) 、CCL3 已经在许多人类肿瘤中发现 ， CCL2表达与 TAM 浸润数量、区域淋巴结转移和临床预后呈正相关。Nesbit 等认为低水平的CCL2 对肿瘤形成起主要作用 ， 而高表达的 CCL2 是促进 TAM 浸润和肿瘤生长的主要动 力。 则 当单核细胞迁移到肿瘤组织后，便在肿瘤微环境中分化成为巨噬细胞，即TAM 。单核细胞的分化过程与肿瘤微环境局部缺氧， 高乳酸等条件密切相关。 其中， 肿瘤细胞或间质细胞分泌的 L-10 起到了开

4、关作用，它能诱导单核细胞分化成 TAM 而不是树突状细胞。2. 巨噬细胞的活化类型在不同的环境中， 巨噬细胞可以发生不同性质的活化， 成为具有不同分子和功能特征的 亚群。活化的巨噬细胞至少包括 2 种类型：(1)经典活化的巨噬细胞 ( classically activated macrophage, caMphi) , 又称 M1 巨 噬细胞。caMphi需要双信号：IFN- 丫和外源性TNF或内源性TNF诱导剂。caMphi能分 泌NO、反应氧中介物等杀伤分子，以及多种炎症因子 (I 2、I2、L2、I2和TNF等)和趋化因子，还能表达大量的 MHC H和B7分子，可以高呈递抗原，从而参与

5、Th1型免疫应答, 杀伤感染病原体和肿瘤细胞。(2) 替代性活化的巨噬细胞 ( alternatively activated macrophage， aaMphi) ， 又称 M2 巨噬细胞。 aaMphi 不需要双信号 ， 但需要有合适的诱导剂，如 L-4， L-13， L-10 糖皮 质激素、维生素D3和TGF- B等。最近，sica等将M2巨噬细胞又分为 3类：(1) M2a 型: 刺激信号是 L-4 和 L-13 ，诱导 TH2 型免疫反应，在过敏性反应和寄生虫感染免疫中起主 要作用。(2) M2b 型：刺激信号是免疫复合物和 Toll 样受体或 L-IR 配体，介导 TH2 型活

6、化和免疫调控。 ( 3 ) M2c 型：刺激信号是 L-10 ，介导免疫调控 ，参与基质沉积和组织修复。3. 直接或间接诱导表型改变 TAM(M2) 转变为 M1有研究者报道，由于一种在活化的T淋巴细胞高表达的分子CIM0配体(CIMO ligand ,CIMOL 即 CDl54) 与单核一巨噬细胞 CD40 的相互作用可促使后者产生促炎性细胞因子， 通过阻断 T 淋巴细胞和巨噬细胞之间 CD40 一 CD40L 相互作用可导致巨噬细胞ILlB 的产生受到抑制。因此推测 CIMOL 的表达对巨噬细胞的类型有重要的影响。他们将腹腔巨噬 细胞分别与 CD40L 高表达和低表达的脾细胞共孵育， 然后

7、检测 M1 型和 M2 型巨噬细胞相 关基因表达水平和其 NO 分泌水平，以观察 CIMOL 对巨噬细胞类型的影响。结果提示 CD40L 高表达细胞可使巨噬细胞向 M1 型转化。所以高表达 CD40L 可激活巨噬细胞的抗感 染和促炎功能， 增强巨噬细胞的抗感染和抗肿瘤能力。 由于这种方法的特异性比较好， 因此 可能是一个肿瘤防治的新靶点。另外，还可以通过恢复 NF KB 的功能来影响巨噬细胞的表型。因为NF KB 是大多数n1型细胞因子表达所需的转录因子，而TAMs表现出NF KB功能缺陷，从而呈现M2表型。而且对于 TAM 中特征性核中大量 NF KB 亚基 p50 抑制子的二聚体的出现，并

8、缺 乏 M1 功能，以及 M2 型诱导剂可以上调 NFKB 亚基 pSO 的量这些现象发现，在 TAM 中NF . KB通路可能逐渐受到抑制拉 J。也有学者认为，在肿瘤发生前位置的炎症细胞中 NF-KB 是完全激活的，从而可以加剧局部的 M1 炎症效应，有利于肿瘤发生。随着肿瘤的 生长，可能会导致侵人肿瘤组织的白细胞 NF-KB 通路的渐进性抑制，从而逐渐发展成为 M2 炎症效应。 因此针对这些支持 M2 型炎症效应信号通路， 和信号通路中分子的治疗策略 将会是很有可能的治疗靶点。除此之外，还可以直接逆转 TAMs 的活化表型。已有报道显示，使用腺病毒运输的细 胞因子 CCLl6 在肿瘤植入处

9、招募巨噬细胞和树突细胞，再联合 Toll 样受体 9(T011 like receptor-9 ， TLR-9) 的配体 CpG 和全身使用抗 IL10 的单克隆抗体注射人小鼠体内，可 以治愈植有肿瘤的小鼠，在数小时内，就可以使定居的和招募的巨噬细胞从M2 型转换为M1 型，并诱导出有效的固有免疫反应使肿瘤在治疗后 16 h 就开始消退。另外，诱导树突 状细胞上调一些共刺激分子， 并分泌炎症细胞因子。 这些炎症反应不仅导致肿瘤细胞的坏死， 也可以诱导树突细胞迁移至引流淋巴结， 从而引肿瘤特异性免疫反应， 进而可以清除残余的 肿瘤细胞。4. TAM 的功能（1） TAM 与肿瘤发生 TAM 主要

10、与一些癌前病变有关。如引起慢性萎缩性胃炎的幽 门螺杆菌 ,可以上调胃上皮细胞释放前列腺素E2 （ pros2taglandinE 2, PGE2） ,从而加重病灶部位的巨噬细胞浸润。这些炎症细胞可被反复激活并释放活性氧 ,造成组织细胞损伤、 转化以至癌变。另外 ,在结核所致的瘢痕附近,有损伤和致畸作用的活化巨噬细胞,常与肿瘤被同时发现。（2）TAM 与肿瘤生长 在乳腺癌、 子宫内膜癌和肾癌等多种肿瘤中已经证实 , TAM 浸 润程度与肿瘤生长呈正相关。 TAM 主要通过分泌以下生长因子来促进肿瘤细胞增殖和存活 : EGF、PDGF、HGF、bFGF和TGF2 B等。将TAM与部分肿瘤细胞共培养

11、时发现 ，T AM 分泌的生长因子能明显促进肿瘤细胞增殖;外源性去除 TAM 实验证实 , TAM 对于它们的生长是必不可少的。此外，有作者发现 TAM 可以通过精氨酸酶途径来促进肿瘤细胞增殖。（4）TAM 与肿瘤侵袭 TAM 参与了肿瘤细胞向周围正常组织侵袭的过程。对乳腺癌 和其它肿瘤的研究发现 ，TAM 是通过上调蛋白水解酶 （如组织蛋白酶 B）、 MMP 、纤溶酶、 uPA 及其受体等表达 ，破坏基底膜 ，溶解细胞外基质 ，从而增强肿瘤细胞的侵袭性。 在 T AM 高 表达MMP的过程中,C2 JNK和NF2 k B信号通路得以激活。此外，体外实验表明，肿瘤细 胞表达的 CSF2 1 可

12、以通过促进 TAM 表达 EGF 来促进肿瘤侵袭 ，但其具体机制尚待进一 步研究。（5） TAM 与肿瘤转移 AM 不仅参与了原发肿瘤释放转移性肿瘤细胞的过程，而且在 远处器官形成转移灶的过程中起重要作用。 T AM 至少通过 3 条途径参与了原发肿瘤释放 转移性肿瘤细胞的过程 : （ 1） T AM 增强了肿瘤细胞从原发肿瘤逃逸的活力 : （ 2） T AM 促进 了肿瘤细胞侵入血管系统；T AM 表达VEGF2 C促进淋巴管生成。 CSF2 1和EGF通路参与了前 2 个过程。多项研究表明 , TAM 与远处器官转移灶的形成和生长密切相关;临床分析也证实 ,转移性区域性淋巴结中的T AM

13、数量与患者预后明显相关。（6）TAM 与肿瘤免疫抑制TAM 提呈抗原的能力很弱 ,能抑制 T 细胞和 NK 细胞的活化和增殖 ,因此难以发挥有效的抗肿瘤效应。研究表明,肿瘤细胞可以通过释放I L2 4 、I L2 6、I L2 10、PGE2和TGF2 B等分子来抑制 T AM 的细胞毒性 ，而且I L2 10、PGE2 和TGF2 B还可以抑制 TAM表达MHC H分子。此外，在肿瘤局部低氧的微环境中，TAM也能通过分泌 PGE2、 I L2 10 和吲哚胺加双氧酶 （ indoleamine di oxigenase，I DO）代谢产物来产生这种抑制效应，同时分泌 I L2 12 明显减少 ，而后者恰恰是一种促进T 细胞和NK 细胞杀伤作用的重要分子。5. 结论近年研究证实 ，肿瘤微环境中的大量 TAM 在肿瘤的发生、生长、侵袭和转移过程中扮 演着十分重要的角色。 肿瘤为逃避巨噬细胞的杀伤作用而迫使其活化表型发生改变，从而向着有利于肿瘤发展的方向演变。在此过程中，巨噬细胞已经不是机体防御的效应细胞，反过来 ，它们表达炎症因子、 趋化因子、 促血管生长因子和促淋巴管生长因子等等。 然而， T AM 具体是如何形成的 ， TAM 是否就是 aaMphi， TAM 的表型变化是如何调控的 ， TAM 如何发挥 促肿瘤发生、 生长、 侵袭和转移的作用