腫瘤相關巨噬細胞在膀胱癌免疫治療中的研究進展

彭嬌，何衛陽

重慶醫科大學附屬第一醫院泌尿外科，重慶 400016

膀胱癌是常見的泌尿系統惡性腫瘤之一，具有發病率高、病死率高的特點，是世界上第九大常見惡性腫瘤[1]。膀胱癌的傳統治療方式多樣，包括外科手術、化療、放療等，但患者的總體生存期并未得到明顯改善。免疫治療的出現給膀胱癌的治療帶來了新的方向，目前膀胱癌免疫治療主要包括卡介苗（Bacille Calmette-Guérin，BCG）灌注和免疫檢查點抑制劑（immune checkpoint inhibitor，ICI）治療等。腫瘤相關巨噬細胞（tumor associated macrophage，TAM）是腫瘤微環境中主要的免疫細胞，在膀胱癌的免疫治療中發揮重要作用，同時作為潛在的免疫治療靶點具有巨大的研究價值。本文介紹了TAM在膀胱癌免疫治療中的研究進展。

1 TAM概述

TAM是指浸潤在腫瘤組織中的巨噬細胞[2]。巨噬細胞的表型和功能具有高度可塑性，在先天免疫及適應性免疫過程中均發揮著重要作用。巨噬細胞在不同因素的影響下可極化為功能不同的細胞表型，主要分為經典活化型巨噬細胞（M1型）和替代活化型巨噬細胞（M2型）[3]。兩種表型的巨噬細胞功能截然不同，M1型巨噬細胞在促炎和抗腫瘤中發揮重要作用[4]，M2型巨噬細胞具有促進血管生成、抗炎、抑制抗腫瘤免疫反應的作用[5]，TAM通常具有M2表型。已有研究證實TAM在膀胱癌的生長[6]、侵襲[7-8]、轉移[9]、耐藥[10]等方面具有重要作用。

2 TAM在膀胱癌免疫治療中的作用

腫瘤的免疫治療旨在通過調節自身免疫系統使免疫細胞（主要是T細胞）重新激活，從而增強抗腫瘤反應，殺傷腫瘤細胞。目前正在研究的膀胱癌免疫治療方法包括ICI治療、過繼性細胞免疫治療、腫瘤疫苗、共刺激受體激動劑和細胞因子治療及其他新興免疫治療方法[11]。研究證實，TAM具有促進腫瘤發生炎性反應和免疫抑制的作用。TAM具有高度可塑性，M1表型的TAM可以分泌經典的炎性細胞因子，通過促進腫瘤細胞壞死和免疫細胞浸潤腫瘤微環境而殺死腫瘤，因此通過靶向TAM重塑腫瘤微環境將有利于腫瘤治療，尤其是免疫治療。

2.1 TAM在BCG灌注中的作用

20世紀70年代，膀胱內灌注BCG開始用于治療非肌層浸潤性膀胱癌。灌注BCG可產生多種免疫反應，通過各種免疫細胞和可溶性因子介導抗腫瘤作用，從而降低患者的復發率和疾病進展率[12]。BCG灌注治療被認為是降低非肌層浸潤性膀胱癌進展及復發風險最有效的輔助治療方法，但腫瘤微環境中TAM的持續浸潤卻顯著降低了BCG的療效[13]。一項薈萃分析發現，TAM高度浸潤的非肌層浸潤性膀胱癌患者的無復發生存率較低，表達CD163的TAM可作為BCG治療無效及治療后復發的預測因子[10]。BCG聯合化療藥物進行膀胱灌注治療能夠顯著減少TAM的數量，從而抑制TAM對BCG的抵抗，提高治療效果[14]。因此，TAM豐度是BCG治療療效的重要影響因素，減少TAM的數量可為提高BCG灌注療效、改善非肌層浸潤性膀胱癌患者的預后帶來益處。

2.2 TAM在ICI治療中的作用

ICI治療已成為膀胱癌的重要免疫治療方法。ICI通過阻斷抑制性受體與其配體之間的連接恢復抗腫瘤免疫反應。近年來，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）抑制劑已成為治療晚期膀胱癌的重要方法。PD-L1可在腫瘤細胞上表達，來源于宿主細胞特別是TAM上的PD-L1可通過促進活化的T細胞凋亡而在免疫逃逸中發揮重要作用。Prima等[15]研究證實，在膀胱癌中使用藥物影響TAM中的環氧合酶2（cyclooxygenase 2，COX2）/微粒體前列腺素E合酶1（microsomal prostaglandin E synthase 1，mPGES1）/前列腺素E（2prostaglandin E2，PGE2）信號通路，能夠顯著降低PD-L1的表達水平，減弱TAM的免疫抑制能力。Hu等[16]研究了表達樹突狀細胞特異性細胞間黏附分子3結合非整合素（dendritic cell-specific ICAM-3 grabbing nonintegrin，DC-SIGN）的TAM亞群與肌層浸潤性膀胱癌免疫微環境的相關性，結果發現，使用抗體消除DC-SIGN的功能能夠增強PD-1抑制劑派姆單抗介導的CD8+T細胞對腫瘤細胞的細胞毒性作用。另一項研究分析了PD-L1抑制劑治療膀胱癌的療效，結果發現，較高的免疫抑制細胞（TAM和調節性T細胞等）浸潤反而具有更好的治療效果，這是由于此類患者PD-L1表達水平較高，因此PD-L1抑制劑治療更加有效[17]。在PD-1/PD-L1抑制劑治療中，僅一部分患者能夠獲得持久有效的治療效果，在抗PD-L1治療的研究中發現，M1型巨噬細胞高度浸潤預示著良好的免疫治療療效[18]。以上研究表明，靶向TAM可消除其免疫抑制作用，使腫瘤微環境恢復良好的抗腫瘤反應，在一定程度上增強抗PD-1/PD-L1免疫治療的療效，推測靶向TAM聯合抗PD-1/PD-L1治療可能成為膀胱癌治療的潛在方案。

3 以TAM為免疫靶點的研究

PD-1/PD-L1作為適應性免疫系統的免疫檢查點已在晚期膀胱癌患者中取得突破性成功，然而低反應率和耐藥性仍是需要繼續克服的挑戰。靶向先天性免疫系統的免疫檢查點可以提供新的解決方案。TAM在膀胱癌發展的多個過程中具有重要作用，以TAM為免疫靶點的研究成為熱點，目前靶向TAM的方法包括抑制TAM募集和重編程TAM等，這些研究成果可為膀胱癌的免疫治療提供新的方向。重編程TAM可使M2型TAM重新極化為具有抗腫瘤作用的M1型TAM，增強巨噬細胞的吞噬功能或抗原呈遞活性，改變其在腫瘤微環境中的作用，此方法降低了巨噬細胞大量減少對其他正常組織造成的不利影響。因此與抑制TAM募集和TAM耗竭相比，重編程TAM在腫瘤免疫治療中受到更多的關注。

3.1 M2型TAM復極化

Liu和Duan[19]的研究發現，銅綠假單胞菌甘露糖敏感血凝菌毛株（pseudomonas aeruginosa-mannose sensitive hemagglutinin，PA-MSHA）可促進巨噬細胞向M1型極化，提高M1型與M2巨噬細胞比值，促進小鼠膀胱癌細胞凋亡。通過PA-MSHA誘導巨噬細胞向M1型極化可能成為抑制膀胱癌進展的潛在策略。由凝膠輸送平臺、嵌入的金納米棒（gold nanorod，AuNR）和氧化鐵納米顆粒（iron oxide nanoparticle，ION）組成的 AuNR&ION@Gel系統可使膀胱癌中浸潤的M2型TAM被復極化為M1型，通過增加抗原呈遞從而發揮抗腫瘤活性，此方法顯著增強了免疫反應，在膀胱癌治療中具有臨床轉化潛力[20]。長鏈非編碼RNA（long noncoding RNA，lncRNA）可通過轉錄等過程影響基因表達，調節腫瘤細胞增殖、侵襲和轉移等過程。膀胱癌存在多種lncRNA表達水平的變化，如lncRNA SLC16A1-AS1、lncRNA LNMAT1 等[21-22]。研究發現，LINC01140可使巨噬細胞向M2型極化，進而影響膀胱癌細胞的侵襲性，敲低LINC01140后M1型巨噬細胞數量增加，侵襲性降低[23]。但是由于此項研究為體外實驗，該結果的應用需要進一步的體內試驗，或許未來能夠成為膀胱癌治療的新方法。

Toll樣受體（Toll-like receptor，TLR）是一類高度保守的參與先天免疫應答的受體家族，包括TLR1～TLR10，主要在免疫細胞上表達。TLR激動劑可以通過直接靶向腫瘤細胞上的TLR抑制腫瘤生長，也可通過招募適應性免疫細胞發揮抗腫瘤作用[24]。研究表明，TLR2、TLR3激動劑不僅可以刺激未極化的巨噬細胞趨于M1型，還能夠使M2型巨噬細胞復極化為M1型，從而提高抗腫瘤免疫反應[25-26]。近年來，TLR2、TLR4、TLR7和 TLR9激動劑在膀胱癌的抗腫瘤免疫治療中受到廣泛關注。研究表明，在膀胱癌小鼠模型中應用TLR2、TLR9激動劑后，腫瘤生長受到抑制[27]。一項Ⅱ期臨床研究應用TLR7激動劑——咪喹莫特的新型液體制劑TMX-101進行膀胱內灌注治療原位膀胱癌，結果顯示，TMX-101具有較好的安全性和耐受性[28]。但值得注意的是，不同種類的TLR激活具有不同作用，同一TLR與不同配體結合也可能會產生相反的效果。例如，脂多糖作為TLR4激動劑通常會誘導巨噬細胞的免疫耐受，而β-葡聚糖可以通過組蛋白的表觀遺傳調控增強先天免疫[29]。

3.2 增強TAM的吞噬作用

CD47是免疫球蛋白超家族成員之一，其在膀胱癌細胞中高度表達，是一種關鍵的先天免疫檢查點[30]。腫瘤細胞上的CD47與巨噬細胞上的信號調節蛋白α（signal-regulatory protein alpha，SIRPα）結合能夠抑制巨噬細胞對腫瘤細胞的吞噬。研究證明，抗CD47治療除了增加TAM吞噬腫瘤細胞的功能外[31]，還可以將TAM改變為M1型[32]。抗CD47抗體已在許多臨床前研究中證明了其有效性，并已進入Ⅲ期臨床試驗。在膀胱癌小鼠模型中，研究者設計的SIRPα變體阻斷了CD47與SIRPα的結合，明顯減慢了腫瘤的生長速度[33]。近紅外光免疫療法（near-infrared photoimmunotherapy，NIR-PIT）是一種新開發的高選擇性惡性腫瘤治療方法，可在體外選擇性殺傷表達表皮生長因子受體的膀胱癌細胞[34]。在膀胱癌小鼠模型中，研究者將抗CD47抗體作為NIR-PIT的分子光敏劑，結果發現，在NIR-PIT誘導的細胞毒性與抗CD47抗體介導的腫瘤細胞吞噬作用的雙重影響下，膀胱癌的生長被有效抑制[35]。靶向CD47的NIR-PIT操作簡單，可在內鏡下使用，具有應用于膀胱癌局部治療的潛力。但需要注意的是CD47不僅在腫瘤細胞中高表達，同時在人體內紅細胞、淋巴細胞、腦細胞等正常細胞中表達，因此需要密切關注抗CD47抗體帶來的貧血等不良反應。針對CD47的小分子抑制劑半衰期較短，不良反應較抗體可控，是另一個具有價值的研究方向。

3.3 嵌合抗原受體巨噬細胞（chimeric antigen receptor macrophage ，CAR-M）

過繼免疫細胞治療也是一種治療惡性腫瘤的方法。最初的研究側重于腫瘤浸潤淋巴細胞，目前嵌合抗原受體T細胞（chimeric antigen receptor T cell，CAR-T）治療已被應用于血液系統惡性腫瘤的治療，但因CAR-T滲透至腫瘤的能力差、腫瘤表面的異質抗原表達等因素，導致CAR-T在實體瘤中的治療反應不佳[36]。由于巨噬細胞在腫瘤微環境中數量豐富且能夠長期存活，研究者將巨噬細胞作為嵌合抗原受體（chimeric antigen receptor，CAR）載體，試圖尋找基于CAR-M的新型細胞療法以克服CAR-T療法在實體瘤治療中面臨的挑戰。Klichinsky等[37]研究發現，應用嵌合腺病毒載體Ad5f35生成的靶向人表皮生長因子受體2（human epidermal growth factor receptor 2，HER2）的CAR-M在抗腫瘤反應中體現出多種能力：具有持久的M1表型；將M2型巨噬細胞轉化為M1型；CAR介導的靶向抗腫瘤活性；抗原呈遞。由于具有多模式抗腫瘤反應，CAR-M治療在未來腫瘤免疫治療中具有巨大潛力。國外生物科技公司已準備啟動CAR-M應用于多種HER2過表達的轉移性實體瘤患者的Ⅰ期臨床試驗[38]。大多數膀胱癌為尿路上皮癌，HER2陽性表達率較高[39]，將來可能在靶向HER2的CAR-M治療中獲益。

4 小結

TAM作為膀胱癌微環境中的主要免疫抑制細胞，參與膀胱癌發展的多個環節，與膀胱癌的預后顯著相關。目前越來越多的研究證實TAM影響膀胱癌BCG灌注和ICI治療等免疫治療的臨床療效。將TAM作為免疫靶點進行重編程，使其在腫瘤微環境中發揮抗腫瘤活性，將有助于改善免疫治療效果。目前靶向TAM的藥物是研發熱點，在臨床前試驗中取得了較好的效果，未來可能成為膀胱癌免疫治療的重要方案。