腫瘤相關巨噬細胞在甲狀腺癌中的研究進展

郜小妮，戴孟橋，李佳根，劉梅玉，謝 洋，劉家鋒，應 勇，曾祥泰，4

（1. 贛南醫學院第一臨床醫學院；2. 贛南醫學院第一附屬醫院甲狀腺疝外科；3. 贛南醫學院甲狀腺疾病研究所；4. 贛州市甲狀腺腫瘤重點實驗室，江西 贛州 341000）

甲狀腺癌是最常見的內分泌系統腫瘤，已成為近年來發病率增長最快的惡性腫瘤[1］。大部分甲狀腺癌患者通過手術和藥物治療后有較高的生存率，但仍有10%的患者出現復發侵襲，5%的患者出現遠處轉移[2］。甲狀腺癌中腫瘤相關巨噬細胞（Tumor-associated macrophages，TAMs）以M2 極化的巨噬細胞為主，為腫瘤生長、存活和血管生成提供了良好的腫瘤微環境。包括甲狀腺癌在內的多種腫瘤的實驗結果顯示，高密度TAMs 與腫瘤的不良預后相關[3］。本文就TAMs 在甲狀腺癌中的研究進展進行綜述。

1 TAMs的起源和可塑性

巨噬細胞是先天性免疫細胞，在器官發育、免疫監測、穩態和組織生長中發揮重要作用。骨髓祖細胞受到細胞因子作用發育成前體單核細胞，再由前體單核細胞發育成單核細胞，并不斷進入血液移行全身，最后發育成熟為巨噬細胞[4］。有研究[5］表明，單核細胞來源的TAMs 可以通過外周募集不斷增多，另外一部分TAMs 來自駐留在局部組織中的巨噬細胞，通過原位增殖的方式在局部聚集。

巨噬細胞具有多變的可塑性，不同的微環境下，可分化為具有不同生物功能的兩種亞群：經典激活的巨噬細胞（M1）和旁路激活的巨噬細胞（M2）。M1 受干擾素、腫瘤壞死因子α（Tumor necrosis factor α，TNF-α）、粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子和脂多糖等刺激活化，產生促炎因子，如白細胞介素6（Interleukin-6，IL-6）、IL-12、IL-23，參與炎癥反應及抗腫瘤作用。M2受IL-4、IL-13、IL-10及免疫復合物等刺激活化，表達精氨酸酶1、甘露糖受體與IL-4 受體α，主要參與免疫調節、抑制炎癥、組織修復及腫瘤進展[6］。腫瘤微環境誘導腫瘤相關巨噬細胞的M2/M1極化，在大多數癌癥中，高比例的M2/M1與患者臨床預后不良密切相關[7］。STEMPIN C C等[8］發現，將未分化甲狀腺癌（Anaplastic thyroid cancer，ATC）細胞與人單核細胞共培養，所誘導分泌的TIM3 能夠使M2 腫瘤相關巨噬細胞的標志物及IL-6 表達升高，說明TIM3 促使M2 腫瘤相關巨噬細胞的極化，并誘導腫瘤增殖及遷移。TAMs有促進腫瘤發生、誘導血管生成、侵襲轉移以及抑制抗腫瘤免疫的作用，其主要作用機制有兩個方面：一是TAMs 產生生長因子和趨化因子來介導其腫瘤發生；二是癌細胞通過釋放集落刺激因子、粒細胞-單核細胞、轉化生長因子或趨化因子來招募TAMs[9］。因此將TAMs 作為腫瘤治療的潛在靶點具有很大的前景。

2 TAMs在甲狀腺癌進展中的作用

2.1 促進腫瘤細胞增殖TAMs 密度與腫瘤細胞浸潤密切相關，且其在促進甲狀腺癌細胞增殖中扮演著重要角色，通過分泌多種信號分子參與腫瘤的發生發展。KIM B H[10］研究了36例伴有淋巴結轉移的乳頭狀甲狀腺癌（Papillary thyroid cancer，PTC）患者，用抗CD68 抗體進行免疫組織化學染色，發現CD68+TAMs高密度組的原發性腫瘤比低密度組大，說明TAMs 密度越高，腫瘤越大。TAMs 主要通過分泌各種信號分子促進腫瘤細胞增殖，RYDER M等[11］研究發現，使用CSF-1 或c-FMS/CSF-1R 激酶抑制劑作用于BRAF（V600E）誘導的PTC 突變小鼠，TAMs招募明顯減少，腫瘤體積也隨之減小，說明此激酶抑制劑抑制了腫瘤細胞生長，提示TAMs 在甲狀腺癌中有促進腫瘤增殖的作用。

2.2 誘導腫瘤血管生成腫瘤血管生成的刺激可促進實體腫瘤生長，而TAMs 可以誘導腫瘤血管生成[12］。在腫瘤的缺氧區域募集TAMs 并分泌多種細胞因子可促進腫瘤血管生成，如血管內皮生長因子A（Vascular endothelial growth factor A，VEGF-A）、趨 化 因 子 配 體16（CXC chemokine ligand 16，CXCL16）、TGF-β、成纖維細胞生長因子2 等[13］。SALAJEGHEH A 等[14］發現，VEGF-A 在ATC 組織中表達上調，說明VEGF-A 有可能成為阻斷ATC 中TAMs 招募的潛在靶點。CXCL16 是一種促血管生成因子，由癌細胞、巨噬細胞或成纖維細胞等基質細胞產生，可誘導巨噬細胞極化為M2 TAMs，且可在體外誘導內皮細胞血管生成。KIM M J 等[15］發現，在載有巨噬細胞的異種移植腫瘤模型中阻斷CXCL16，可有效抑制甲狀腺癌的血管生成，從而抑制腫瘤細胞生長。

2.3 參與腫瘤的侵襲轉移TAMs在腫瘤的侵襲轉移中起關鍵作用，TAMs高密度浸潤與腫瘤的侵襲能力呈正相關。CHO J W 等[16］發現，CD68+TAMs 表達隨甲狀腺腫瘤侵襲性的增加而增加，且在低分化甲狀腺癌和ATC 患者中表達較高。TAMs 可分泌金屬蛋白酶如MMP-2、MMP-7、MMP-9、MMP-12 等，進而增強腫瘤細胞的侵襲能力。KABASAWA T 等[17］發現，MMP-2 mRNA 在PTC 非腫瘤性基質細胞和癌細胞中均有表達，雙重免疫熒光染色證實M2 TAMs 陽性；PTC 腫瘤邊界內淋巴管周圍的M2 TAMs 可能與癌細胞的淋巴侵襲有關。此外，也有相關腫瘤的研究表明，TAMs 可通過分泌具有激活上皮-間質轉化功能的細胞因子和生長因子阻斷抗腫瘤免疫，從而增強侵襲轉移能力[18］，然而在甲狀腺癌中未見報道。

2.4 與其他腫瘤免疫細胞的相互作用中性粒細胞和巨噬細胞是實體瘤中浸潤最豐富的免疫細胞，浸潤的中性粒細胞和巨噬細胞之間相互作用于腫瘤細胞，可促進腫瘤生長和轉移[19］。在乳腺癌模型中研究發現，腫瘤會不均衡地招募腫瘤相關中性粒細胞（Tumor associated neutrophils，TANs）或TAMs，并且觀察到TANs 和TAMs 之間互相排斥，當其中一個被消耗時，另一個則被上調[20］。ONUMA A E 等[21］對42 種分化型甲狀腺癌（Differentiated thyroid cancer，DTC）組織進行TAMs 和TANs 的免疫組化標記染色，并對這些患者術前血液樣本的細胞因子水平進行分析，發現TAMs 和TANs 的表達與腫瘤大小、有無淋巴結轉移、多灶性腫瘤、淋巴血管浸潤和BRAF V600E 突變均無關。無論是TANs 密度還是TAMs密度均與腫瘤患者無復發生存率（Recurrence free survival，RFS）無關，而當結合兩種標記物評分時，TTAMs+/TANs-患者的RFS 顯著降低，且其血清IL-12p70、IL-8、TNF-α 和TNF-β 水平顯著降低，說明高密度TAMs 伴無TANs 與患者不良預后密切相關。因此，腫瘤組織中存在的多種免疫細胞之間不僅可以發生相互作用，甚至還可以作為預測DTC 不良預后的參數。

2.5 TAMs 的代謝變化腫瘤細胞代謝可調節巨噬細胞的分化、動員、表型極化和功能，而巨噬細胞的代謝變化可對腫瘤細胞的免疫功能產生直接影響[22］。腫瘤細胞分泌的乳酸是糖酵解的最終代謝產物，可作為促進炎癥反應和免疫抑制的介質促進腫瘤進展，并將巨噬細胞轉化為M2 型巨噬細胞。ARTS R J等[23］研究發現，TC誘導的巨噬細胞的重編程依賴于AKT/mTOR 通路的激活，而乳酸可通過AKT1/mTOR 依賴的有氧糖酵解誘導巨噬細胞中細胞因子產生增多。因此可將靶向乳酸相關信號通路作為一種新的抗腫瘤策略。另有研究[24］表明，在高密度巨噬細胞浸潤相關甲狀腺腫瘤模型中，腫瘤誘導的巨噬細胞脂質生物合成增強，并表現出多種促腫瘤功能，而抑制脂質生物合成可逆轉這種功能，表明脂質生物合成是腫瘤誘導巨噬細胞的一個重要代謝特征。因此預測通過重新設計惡性腫瘤中的代謝程序來靶向巨噬細胞將是一個新的治療方向。

3 TAMs在甲狀腺癌中的調控通路

3.1 抑制CSF-1/CSF-1R 通路集落刺激因子-1（Colony stimulating factor-1，CSF-1）是大多數巨噬細胞的主要調節因子，在多種腫瘤招募單核細胞中發揮重要作用。CSF-1 受體（colony stimulating factor-1 receptor，CSF-1R）屬于Ⅲ型蛋白酪氨酸激酶受體家族，在TAMs 中高表達，與CSF-1 結合可誘導受體同源二聚化并隨后激活受體信號傳導[25］。相關研究[26］表明，在多種類型腫瘤中，CSF-1R+巨噬細胞與腫瘤的低生存率相關，抑制CSF-1/CSF-1R 信號通路可作為一種耗竭或重新極化巨噬細胞的方法。且在早期臨床研究中，CSF-1R 激酶抑制劑已表現出良好的抑制腫瘤作用。RYDER M 等[11］用CSF-1R激酶抑制劑治療BRAF（V600E）突變的PTC小鼠，阻斷了CSF-1/CSF-1R 通路，減少了TAMs 募集，抑制了甲狀腺腫瘤增殖。因此，特異性阻斷CSF-1/CSF-1R 通路，降低了M2 型巨噬細胞的極化、募集，可作為靶向TAMs的有效治療方法。

3.2 阻斷CD47/信號調節蛋白α（Signal regulatory protein α，SIRPα）信號通路CD47 是一種免疫球蛋白家族成員，在多種癌細胞表面過表達，通過與巨噬細胞上的SIRPα 結合，從而阻止巨噬細胞對腫瘤細胞的吞噬作用，因而被稱為“不要吃我”的信號[27］。阻斷CD47 可增強TAMs 對腫瘤細胞的吞噬作用，提高小鼠的存活率。CD47單克隆抗體療法已在多項動物研究中證明有效，SCHURCH C M 等[28］發現，在人體ATC 樣本中，可見TAMs 浸潤，同時有CD47、PD-1和PD-L1表達。此外，通過阻斷CD47或應用CD47 抗體，可增加TAMs 的密度，增強腫瘤細胞的吞噬作用，抑制腫瘤生長。因此，CD47 靶向抑制劑或CD47 聯合PD-1 的靶向治療有望成為改善ATC患者預后的一種治療策略。

3.3 抑制Wnt/β-catenin 通路Wnt信號通路是一種高度保守的通路，參與胚胎發育、細胞遷移和細胞增殖等重要過程。近年來，有證據表明巨噬細胞上存在Wnt配體，Wnt配體像多種可溶性因子一樣，在腫瘤細胞和巨噬細胞相互作用中扮演了非常重要的角色[29］。Lü J等[30］發現，將TC細胞與M2 TAMs共培養后，上皮間質轉化（Epithelial-mesenchymal transitions，EMT）、增殖相關蛋白以及Wnt1 和Wnt3a水平升高，而下調或阻斷Wnt1或Wnt3a可抑制Wnt/β-catenin 信號通路，同時抑制共培養腫瘤細胞的EMT 和增殖相關信號。Lü J 等[31］另外一項研究證實，使用唑來膦酸可阻斷M2 型腫瘤相關巨噬細胞誘導的Wnt/β-catenin 通路，抑制甲狀腺癌的增殖和轉移。

3.4 抑制磷脂酰肌醇3-激酶（Phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）/蛋 白激 酶B（Protein kinases B，AKT）/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（Mammalian target of rapamycin，mTOR）通 路PI3K/AKT/mTOR 通路對細胞生長、凋亡和代謝有重要影響，且在多種腫瘤中發揮重要調控作用。ZHOU J 等[32］研究發現，PI3K/AKT/mTOR 通路激活可將巨噬細胞轉化為M2 TAMs，促進腫瘤增殖。在甲狀腺癌中，有學者發現M2 TAMs 分泌的胰島素樣生長因子（Insulin-like growth factor，IGF）通過激活IR-A/IGF-1R 介導的PI3K/AKT/mTOR 信號通路促進ATC 腫瘤進展，而阻斷PI3K/AKT 信號通路可以抑制M2 TAMs誘導的ATC 細胞侵襲[33］。PI3K/AKT/mTOR 信號通路在甲狀腺癌中調控TAMs 研究較少，調控機制也不明確，因此甲狀腺癌中PI3K/AKT/mTOR 信號通路與TAMs誘導分化的關系值得進一步探索。

3.5 抑制其他調控通路腫瘤細胞及其微環境中釋放的趨化因子配體2（Chemokine ligand 2，CCL2）、趨化因子配體8（CXC chemokine ligand 8，CXCL8）可招募大量的TAMs，進而使其分化為M2 TAMs，抑制CCL2、CXCL8 可以減少TAMs 聚集，并進一步抑制腫瘤增殖、侵襲。BRANA I 等[34］在實體瘤臨床試驗中發現，CCL2 的單克隆抗體Carlumab 可以與TAMs細胞膜上的CCR2 受體結合，并通過聯合應用傳統化療藥物，使抗腫瘤療效更佳。在ATC 中阻斷CCL2/CCR2 通路不僅可抑制M2 巨噬細胞募集，還可將TAMs 重新極化為M1 型巨噬細胞[35］。在PTC細胞中，TAMs 分泌的CXCL8 可通過靶向腫瘤細胞上的受體CXCR1和CXCR2，阻斷PTC細胞侵襲[36］。

4 小結和展望

TAMs 在腫瘤微環境中有非常重要的作用，可調控腫瘤細胞增殖、參與腫瘤侵襲轉移、誘導腫瘤血管生成、抑制腫瘤免疫等。與其他腫瘤類似，甲狀腺癌也主要表現為M2 TAMs 高表達，且與患者的不良預后顯著相關。但免疫細胞之間的相互串擾也可能與DTC 的良好預后有關。TAMs 在甲狀腺癌中的作用機制及調控通路非常復雜，因此期待有更多關于TAMs 促進甲狀腺癌進展的作用機制研究。而靶向TAMs 的治療不斷被研究和發掘，部分TAMs研究成果已進入臨床試驗階段。因此將TAMs 作為免疫治療靶點，單獨或聯合其他免疫治療，可為甲狀腺癌治療提供新的思路。