腫瘤相關巨噬細胞在乳腺癌中的研究進展

蘇日娜，王金花

1內蒙古醫科大學研究生院，呼和浩特 010020

2內蒙古自治區腫瘤醫院病理科，呼和浩特 010020

乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤。世界衛生組織最新統計數據顯示，乳腺癌新發病例達到226萬例，超過肺癌成為全球第一大腫瘤。乳腺癌病死率居女性腫瘤第二位[1]。根據乳腺癌亞型的不同，主要治療方式包括手術治療、化療、內分泌治療和抗人表皮生長因子受體2（human epidermal growth factor receptor 2，HER2）靶向治療等。乳腺癌的治療目標是維持生活質量和延長生存期。近年來，隨著“精準治療”的推進，針對每一例乳腺癌患者給予更加個體化的治療，需要更好地對腫瘤的生物學特征進行分析，預測腫瘤發展、復發的可能，在治療過程中更為微觀地觀察腫瘤患者的病情變化，從而達到改善預后和提高生活質量的目的。腫瘤微環境（tumor microenvironment，TME）是容納腫瘤細胞的動態環境，這種動態平衡是由腫瘤細胞、內皮細胞、間質細胞和免疫細胞等細胞的相互作用所控制。存在于TME中的巨噬細胞稱為腫瘤相關巨噬細胞（tumor associated macrophage，TAM），在腫瘤周圍的炎癥中發揮主要作用。TAM在乳腺癌TME中大量存在，可占乳腺癌間質細胞的50%～80%[2-3]。本文對TAM在乳腺癌血管生成、侵襲、靶向治療和治療耐藥中的研究進展進行綜述。

1 TAM的分型及功能

TAM通常極化為兩種不同的亞型，即經典激活的巨噬細胞M1型和交替激活的巨噬細胞M2型。M1型具有殺傷腫瘤細胞和抵御病原體入侵的作用。M2型具有促進腫瘤生長、侵襲和轉移的作用。TME中發現的巨噬細胞主要表現為M2型。M1型巨噬細胞受γ干擾素、白細胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）、脂多糖和腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）等的刺激，并通過產生多種細胞因子[白細胞介素-1（interleukin-1，IL-1）、白細胞介素-6（interleukin-6，IL-6）、白細胞介素-8（interleukin-8，IL-8）、白細胞介素-10（interleukin-10，IL-10）、白細胞介素-12（interleukin-12，IL-12）、白細胞介素-23（interleukin-23，IL-23）、TNF-α、活性氧和活性氮中間體]來抑制腫瘤生長。M1型巨噬細胞通過激活輔助性T細胞1（help T cell 1，Th1）來增強抗腫瘤效應，并通過細胞毒效應殺死腫瘤細胞。相反，M2型巨噬細胞具有促腫瘤活性，它被白細胞介素-4（interleukin-4，IL-4）和白細胞介素-13（interleukin-13，IL-13）激活，產生少量 IL-12、IL-23和大量的IL-10，抑制急性炎癥反應，從而減弱機體的抗腫瘤免疫反應。M2型巨噬細胞對T細胞的失活有影響，T細胞失活會嚴重降低人體抵抗腫瘤的能力[4-5]。M1型和M2型巨噬細胞都具有高度的可塑性，在致癌過程中，TME可以驅動M1型和M2型巨噬細胞之間的相互轉化。

2 TAM促進乳腺癌血管生成

在生理性和病理性血管生成中，巨噬細胞被認為是血管生成的重要橋梁。TAM通過分泌血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）、IL-8和IL-12，促進血管的生成，從而促進腫瘤的進展。在乳腺癌小鼠模型中，TAM是軸突導向因子4D（semaphorin 4D，SEMA4D）的主要來源，能夠促進內皮細胞遷移，并促進血管和腫瘤組織的體外生長。另外，SEMA7A沉默誘導了巨噬細胞中促血管生成蛋白IL-2、巨噬細胞炎癥蛋白-2（macrophage inflammatory protein-2，MIP-2）、IL-1和基質金屬蛋白酶9（matrix metalloproteinase 9，MMP9）的下調。而SEMA4C刺激F4/80+TAM的募集，并上調促血管生成因子、血管生成素和集落刺激因子1（colony stimulating factor 1，CSF1）的表達。在乳腺癌小鼠模型中，在4T1腫瘤細胞中過表達SEMA3A可將腫瘤體積縮小至原來的61%，并促進M1型巨噬細胞在腫瘤中的聚集[6-7]。有學者認為，M2型巨噬細胞可以通過穩定蛋白-1介導的吞噬來調節骨連接素在細胞外的濃度，從而協調細胞外基質重構、血管生成和腫瘤進展。TAM產生的白細胞介素-18（interleukin-18，IL-18）是乳腺癌血管生成的重要調節因子，表達IL-18的TAM通過細胞外信號調節激酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）和蛋白激酶B（protein kinase B，PKB，又稱AKT）/糖原合成酶激酶-3β（glycogen synthase kinase-3β，GSK-3β）/Snail信號通路調節內皮細胞的遷移和內皮-間充質轉化，從而介導血管生成。

在TME中，內皮細胞酪氨酸激酶受體2（tyrosine kinase receptor 2，Tie2）主要在內皮細胞上表達，但在TAM上也有表達。表達Tie2的巨噬細胞募集了20%的CD14+單核細胞，通過調節炎癥和免疫細胞的招募參與血管生成。更確切地說，Tie2與血管生成素-1和血管生成素-2結合，引起Ang-Tie系統的形成，激活巨噬細胞中的促炎信號通路并影響內皮細胞的功能。

WNT家族配體WNT7B在TAM中產生，在乳腺癌小鼠模型中負責腫瘤生長和血管生成。此外，在巨噬細胞中抑制WNT7B，可通過抑制血管生成和減少血管內皮生長因子A來控制乳腺腫瘤的生長[8-9]。

3 TAM促進乳腺癌侵襲

3.1 M2型TAM促進乳腺癌侵襲

在TME中，C-C趨化因子配體2（C-C motif chemokine ligand 2，CCL2）與C-C趨化因子受體2（C-C motif chemokine receptor 2，CCR2）相互作用，介導單核細胞和TAM的趨化，從而促進TME的形成，促進腫瘤進展。研究表明，轉錄因子EB在TAM中被乳腺癌細胞來源的轉化生長因子-β1滅活和下調，通過信號轉導及轉錄激活因子3（signal transduction and activator of transcription 3，STAT3）的激活，向M2型極化，而不依賴于自噬-溶酶體軸。KRASG12D也可以通過STAT3依賴的脂肪酸氧化使巨噬細胞轉變為促腫瘤M2表型[10-11]。三陰性乳腺癌（triple negative breast cancer，TNBC）中，M2型TAM密度高與無進展生存期短相關。另外，M2型TAM具有免疫抑制作用，可在腫瘤進展期間和化療或免疫治療后，防止T細胞和自然殺傷細胞攻擊乳腺癌細胞。M2型巨噬細胞通過調節干擾素調節因子 7（interferon regulatory factor 7，IRF7）/磷脂酰肌醇-3-羥激酶（phosphatidylinositol 3-hydroxy kinase，PI3K）/AKT信號通路，促進乳腺癌細胞的存活和轉移[12]。乳腺癌組織中，來源于淋巴細胞的IL-22水平與絲裂原活化蛋白激酶8（mitogen-activated protein kinase 8，MAPK8）的表達呈正相關。同時，乳腺癌可誘導記憶CD4+T細胞產生IL-22，釋放IL-1促進腫瘤生長。相反，IL-22誘導小鼠乳腺癌細胞株EMT6細胞周期阻滯于G2/M期。當IL-22表達與TAM浸潤相結合時，與單獨使用TAM相比，乳腺癌的無進展生存期和總生存率有顯著差異[13]。此外，M2型巨噬細胞能夠產生高密度的膠原，而膠原又負責血管生成，導致無進展生存期更短。巨噬細胞集落刺激因子及其受體在TAM中的表達也與乳腺癌預后不良相關[14]。

3.2 CD68+和CD163+巨噬細胞促進乳腺癌侵襲

乳腺癌患者導管腫瘤結構中，CD68+巨噬細胞的存在與淋巴結轉移呈正相關，并且這種效應與M2型無關。特別是位于實質成分之間的CD68+巨噬細胞與新輔助化療后發生淋巴結轉移的能力呈正相關。在浸潤性乳腺癌患者的腫瘤巢中，環氧化酶2（cyclooxygenase 2，COX2）的高表達與總生存率降低有關。腫瘤巢和腫瘤相關基質中CD68+和CD163+巨噬細胞的浸潤均可降低總生存率。CD163+巨噬細胞高表達被認為是HER2陽性和TNBC患者無進展生存率和總生存率降低的獨立危險因素。在TNBC小鼠模型中，CD163+巨噬細胞的減少與CD8+T細胞在腫瘤內積聚密切相關，主要表現為腫瘤體積縮小、重量減輕、肺轉移減少[15]。

4 TAM應用于乳腺癌靶向治療

對于TAM的靶向治療處于早期臨床研究階段，療效并不確切，但因為TAM和腫瘤的關系，為腫瘤的靶向治療提供了新思路。目前，靶向TAM的策略大致可分為兩大類：①抑制TAM的促腫瘤活性；②激活TAM的抗腫瘤表型。將促腫瘤TAM轉化為抗腫瘤表型的方式包括CD40激動劑、PI3Kγ抑制劑、CD47抑制劑和Ⅱa類組蛋白去乙酰化酶抑制劑，這些都已被實驗證明可抑制原發性和轉移性小鼠乳腺腫瘤。另外結合化療和免疫治療的研究表明，將TAM轉化為M1表型對乳腺癌患者的治療具有巨大潛力，包括布魯頓酪氨酸激酶抑制劑、Toll樣受體激動劑、STAT3抑制劑、IL-1受體抑制劑和白細胞免疫球蛋白樣受體B2抑制劑等[16]。研究表明，TAM耗竭以及將M2型TAM重新極化為M1型TAM，顯著提高了HER2抗體的治療效果，腫瘤中細胞毒性T淋巴細胞浸潤和γ干擾素的產生也增加。CSF1-CSF1R信號通路是巨噬細胞分化、募集和存活的關鍵控制器，CSF1-CSF1R抑制劑減少了CD163+TAM在乳腺癌等實體腫瘤患者腫瘤組織中的浸潤[17]。含有細胞毒性藥物卡巴他賽的2-乙基丁基丙烯酸酯NP設計用于M2型至M1型巨噬細胞的極化，并在三陰性人源性組織異種移植小鼠模型中表現出非常好的治療效果[18]。也有研究發現，CD137可以促進單核細胞/巨噬細胞分化成破骨細胞，有利于建立適合腫瘤細胞定植的微環境，促進晚期乳腺癌的骨轉移。因此，可將抗CD137阻斷抗體輸注到F4/80靶向脂質體納米顆粒中以抑制單核細胞/巨噬細胞分化[19]。

5 TAM在乳腺癌程序性死亡受體1（programmed cell death 1，PDCD1，也稱 PD-1）/程序性死亡受體配體 1（programmed cell death 1 ligand 1，PDCD1LG1，也 稱PD-L1）免疫治療中的研究

乳腺癌免疫治療作為一種新興的治療方法，引起了人們的廣泛關注，尤其是由PD-1和PD-L1介導的免疫治療。TME中腫瘤浸潤免疫細胞的PD-L1表達，特別是巨噬細胞、樹突狀細胞和基質細胞，也是PD-1/PD-L1阻斷的關鍵因素。巨噬細胞通過PD-1/PD-L1免疫檢查點調節其吞噬和抗原呈遞功能，從而促進腫瘤細胞的吞噬和清除。有研究發現，顆粒蛋白前體（progranulin，PGRN）可促進乳腺癌免疫逃逸機制，促進巨噬細胞向M2表型極化，通過激活STAT3上調PD-L1在TAM上的表達。此外，腫瘤細胞和TAM利用免疫抑制蛋白PD-L1的上調來破壞T細胞介導的免疫監視。Janus激酶2（Janus kinase 2，JAK2）/STAT3信號通路在巨噬細胞中被激活，而JAK2是巨噬細胞中PD-L1表達的關鍵調節因子[20-21]。在TNBC中，TAM可以通過JAK/STAT3以及PI3K/AKT信號通路分泌IFN-γ，從而誘導PD-L1的表達。因此，靶向TAM可能是調控抗PD-1和PD-L1藥物活性用于TNBC治療的一種有效途徑[22]。

6 TAM在乳腺癌治療耐藥中的研究

TAM可以潛在地決定腫瘤細胞對化療、放療和免疫治療的反應。已有研究證明，TAM能夠調節腫瘤細胞對多柔比星和依托泊苷等抗腫瘤藥物的反應[23]。M2型巨噬細胞群會引起乳腺癌治療耐藥，有研究表明，TME中的TAM還可以調節腫瘤的耐藥性，并在紫杉醇治療時介導乳腺癌細胞的存活，高劑量的紫杉醇治療會增加小鼠的TAM數量，并且在乳腺癌患者化療后的腫瘤中巨噬細胞數量也會增加。這些巨噬細胞反過來又可以保護腫瘤細胞免受一系列不同化療藥物誘導的細胞死亡[24]。研究還發現，絕經乳腺癌患者對三苯氧胺耐藥。體外培養研究表明，巨噬細胞對紫杉醇、多柔比星和依托泊苷，以及小鼠胰腺導管腺癌細胞對吉西他濱的化療耐藥，均依賴于信號轉導和STAT3的激活[25]。

7 小結

乳腺癌是女性發病率最高的惡性腫瘤之一，其發病率呈不斷上升的趨勢。目前認為，TAM利用血管新生、淋巴管生成、免疫逃逸及免疫抑制等機制來促進腫瘤轉化，促進腫瘤進展，并創造免疫抑制環境，從而在促進腫瘤發展中發揮中心調節作用。M2型TAM具有向M1型TAM極化的能力。這種能力有望成為腫瘤免疫治療的一種更有效的方法。另外，將TAM靶向治療和納米粒子靶向給藥相結合也是目前的研究熱點。進一步研究TAM，將有助于對免疫抑制性TME形成更全面的認識，有望為乳腺癌的有效治療提供新途徑。