以巨噬细胞为靶点的结直肠癌防治新策略

何娜娜 曹海龙 朴美玉 王邦茂

结直肠癌（CRC）是世界范围内常见的恶性肿瘤，近年来其发病率明显升高。巨噬细胞是活跃于肿瘤微环境中的主要炎性细胞。越来越多的证据表明，巨噬细胞在CRC的增殖、侵袭和转移过程中发挥着重要的作用，因此干预巨噬细胞在CRC演变过程中的各种生物学行为成为目前CRC防治的新策略。本文就以巨噬细胞为靶点的CRC防治新策略作一综述。

1 巨噬细胞的活化类型

为了研究新的肿瘤治疗方法，肿瘤微环境引起了越来越多的关注［1］，这一领域的热点是存在于肿瘤间质中的巨噬细胞，即肿瘤相关巨噬细胞［2］。绝大多数恶性实体肿瘤均含有巨噬细胞，可产生许多生长因子、蛋白酶和细胞因子来参与肿瘤的发生发展［3－4］。巨噬细胞来源于血液中的单核细胞，通过肿瘤细胞产生的趋化因子等招募到肿瘤处，进一步分化为巨噬细胞［5］。

巨噬细胞具有很强的可塑性，在不同微环境的影响下其生物活性不同。根据巨噬细胞的活化状态和功能，可将其分为两种：M1型，即经典活化的巨噬细胞；M2型，即替代性活化的巨噬细胞。M1型巨噬细胞可被干扰素－γ（IFN－γ）或细菌及其产物脂多糖（LPS）等诱导形成，以高表达白介素－12（IL－12）和IL－23、激活辅助性 T细胞（Th1）反应为特点，表现出较高的抗原递呈能力，具有杀伤肿瘤细胞和细菌的能力。M2型巨噬细胞可被IL－4和转化生长因子－β（TGF－β）等诱导形成，其特征是IL－10highIL－12low，可 分 泌 CC 趋 化 因 子 配 体 17（CCL17）和CCL22，高表达甘露糖受体、清道夫受体和半乳糖受体，抗原递呈能力较差；但M2型巨噬细胞可以抑制免疫应答，加速清除降解产物，促进血管生成，在肿瘤发生发展中起着促进作用［6］。

2 巨噬细胞与CRC的防治

有研究显示，在乳腺癌、宫颈癌、膀胱癌及胃癌等绝大多数肿瘤中，巨噬细胞数量越多则患者的预后越差［7－8］。巨噬细胞对CRC兼具促瘤和抑瘤作用。有研究表明，存在于CRC肿瘤微环境中的M1型巨噬细胞能够抑制CRC细胞的生长［9］，而M2型巨噬细胞浸润与CRC细胞的存活、增殖和转移相关［10］。巨噬细胞对肿瘤的影响在很大程度上取决于它们的聚集和功能亚型，因此以巨噬细胞为靶点的CRC防治策略主要包括抑制M2型巨噬细胞的促瘤活性、增强M1型巨噬细胞的抑瘤活性、促进巨噬细胞由M2型向M1型转化以及抑制巨噬细胞募集和存活。

2.1 抑制M2型巨噬细胞的促瘤活性

存在于CRC间质中的巨噬细胞大部分呈M2型表型，主要表现为促进肿瘤生长。肿瘤的生长需要大量营养供应，新生血管为肿瘤生长提供了必要的营养物质，研究显示M2型巨噬细胞在肿瘤血管生成过程中起着重要的作用。M2型巨噬细胞促进肿瘤血管生成是一个十分复杂的过程，其中涉及许多自分泌和旁分泌因子的作用：M2型巨噬细胞能够释放多种基质金属蛋白酶（MMP）如 MMP－2、MMP－9等，可降解细胞外基质，有利于血管内皮细胞迁移，从而有利于新生血管建立［11］；M2型巨噬细胞能够释放多种细胞因子如血管内皮生长因子（VEGF）、碱性成纤维细胞生长因子（b FGF）、胰岛素样生长因子－Ⅰ（IGF－Ⅰ）、CCL2等，这些细胞因子可以促进血管内皮细胞增殖并合成细胞外基质［12］；M2型巨噬细胞还可以产生多种血管活性物质，如血管通透因子、血小板激活因子和前列腺素等，它们可以增加血管的通透性，有助于营养物质的运输。

基于M2型巨噬细胞的上述特征，通过抑制M2型巨噬细胞的促瘤活性及免疫抑制效应可作为CRC防治的新策略。STAT3和STAT6途径在巨噬细胞向M2型活化过程中起着关键作用。Goswami等［13］研究发现，苦楝叶糖蛋白能够通过下调STAT3磷酸化来防止肿瘤相关巨噬细胞向促瘤的M2型活化。一项研究发现，STAT6highBALB／c小鼠可以产生Ar ghigh的M2型巨噬细胞，且有95%的BALB／c小鼠发生肿瘤转移［14］。因此，可以通过抑制这两条途径来抑制M2型巨噬细胞的促瘤活性。酪氨酸激酶抑制剂舒尼替尼和索拉菲尼能够下调巨噬细胞STAT3途径，抑制M2型巨噬细胞活化，从而降低肿瘤微环境的免疫抑制效应［15－16］。Ed war ds等［16］发现索拉菲尼还可以促进IL－12分泌，抑制IL－10产生，表明它可以逆转巨噬细胞中免疫抑制因子的表达，从而使肿瘤免疫微环境更有利于发挥抗肿瘤免疫效应。磷脂酰肌醇3－激酶（PI3 K）可正向调控巨噬细胞中STAT6的活化，而含有SH2结构的肌醇5′磷酸酶（SHIP）可以负向调节PI3 K。现已发现抑制PI3 K或SHIP过表达均可以抑制STAT6途径的活性，从而减少M2型巨噬细胞［17］。因此，能够抑制PI3 K或稳定SHIP活性的药物均可以用来辅助治疗肿瘤。

2.2 增强M1型巨噬细胞抑瘤活性

M1型巨噬细胞具有抑瘤作用，并能够区分肿瘤细胞和正常细胞，可识别并杀死肿瘤细胞。研究发现，M1型巨噬细胞对肿瘤细胞的杀伤存在着两种不同的作用机制。巨噬细胞直接介导的细胞毒作用是一个缓慢的过程（一般需要1～3 d），可以通过释放活性氧（ROS）、一氧化氮（NO）等肿瘤杀伤分子，对肿瘤细胞产生细胞毒作用。此外，巨噬细胞在IFN－γ刺激下，可增加诱导型一氧化氮合酶（i NOS）、细胞黏附分子等分泌，从而增强其对肿瘤细胞的杀伤作用［7］。Ong等［18］研究发现，在 CRC中，巨噬细胞通过分泌趋化因子趋化T细胞、促进T细胞增殖及激活Th1细胞反应来发挥抑瘤作用；此外，在CRC标本中发现，肿瘤浸润T细胞的数量与巨噬细胞的数量呈正相关，进一步证实M1型巨噬细胞在体内通过趋化T细胞并在T细胞的辅助下发挥抑瘤作用。此外，有研究发现，巨噬细胞有效杀伤肿瘤细胞的另一个重要机制是需要细胞与细胞的接触［19］。Forssell等［20］观察了446例 CRC标本，发现肿瘤浸润前缘的巨噬细胞密度与CRC患者生存期呈明显正相关，同时发现抑瘤活性产生需要巨噬细胞与肿瘤细胞直接接触。

有多条信号通路特别是核因子－κB（NF－κB）途径和STAT1途径对M1型巨噬细胞的抑瘤作用至关重要。有研究发现，NF－κB途径在多数情况下可以有效调节Th1细胞反应相关细胞因子的转录，NF－κB激活可以促进巨噬细胞向M1型活化，其活性降低可以介导其向免疫抑制性 M2型分化［21］。因此可针对NF－κB和STAT1来增强巨噬细胞M1型的抑瘤活性。LPS和单磷酰脂质A作为Toll样受体4（TLR4）兴奋剂，能够激活 NF－κB途径，从而在M1型巨噬细胞形成过程中发挥重要的作用［22］。IFN是STAT1途径的激活剂，Grenz等［23］发现IFN－α和IFN－γ在CRC中均具有免疫调节效应和抑瘤活性，同时发现在CRC患者中，IFN－γ诱导的肿瘤微环境较IFN－α诱导的肿瘤微环境预后更好。Mancino等［24］提出IFN可以促进STAT1的激活，并且促进肿瘤相关巨噬细胞中促炎因子如IL－1、i NOS和C－X－C基序配体10基因的转录。因此，IFN可用于增强M1型巨噬细胞的抑瘤活性。

2.3 促进巨噬细胞由M2型向M1型转化

受肿瘤微环境中各种细胞因子的影响，巨噬细胞表现出不同的活化类型，这种表型的可变性使它成为非常有意义的肿瘤治疗靶点，因此诱导巨噬细胞由M2型向抑瘤的M1型转化提供了治疗肿瘤的新思路。

Nakanishi等［25］研究了环氧合酶－2（COX－2）抑制剂塞来昔布对巨噬细胞表型和体内外细胞因子表达的影响，发现塞来昔布可促进巨噬细胞由M2型向M1型转化，减少了Apcmin／＋小鼠的肠道肿瘤数目；同时发现，塞来昔布显著上调了与M1相关的细胞因子IFN－γ的表达水平，而与M2相关的细胞因子IL－4、IL－10和IL－13并无显著改变；研究者的体外细胞实验采用IL－4、IL－10和IL－13刺激小鼠腹腔巨噬细胞，使其分化为M2型，发现单独加入塞来昔布并不能诱导巨噬细胞由M2型向M1型转化，再加入IFN－γ后发现巨噬细胞由M2型转化为M1型，表明塞来昔布以IFN－γ依赖的方式改变了巨噬细胞的表型。此外，Li等［26］的体内、体外研究发现，苹果低聚半乳糖能够通过影响COX－2的表达和功能及丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）的磷酸化来增强塞来昔布对CRC细胞的抑制作用，从而提供了新的联合治疗策略。

Guiducci等［27］研究发现，使用腺病毒转染的CCL16趋化因子在肿瘤植入处招募巨噬细胞，再联合TLR9激动剂Cp G和抗IL－10受体抗体注射入小鼠体内，在16 h内就可以使巨噬细胞由M2型转换为M1型，并诱导出有效的固有免疫反应，使肿瘤体积在治疗后36 h就开始缩小。

2.4 抑制巨噬细胞募集及存活

某些肿瘤和基质释放的细胞因子和趋化因子能够促进巨噬细胞募集到肿瘤组织中。因此，通过调节相关趋化因子的活性来抑制巨噬细胞募集已成为肿瘤治疗的有效方法。

恶性肿瘤生长迅速，内部常有缺氧坏死区域，在肿瘤内部的缺氧区域，巨噬细胞中的缺氧诱导因子（HIF）的促转录活性增强，选择性地上调CXCR4，增强了巨噬细胞对趋化因子CXCL－12的敏感性，使巨噬细胞在缺氧区域大量聚集；此外，缺氧状态提高了COX－2的活性，使缺氧区域前列腺素E2浓度提高，促进巨噬细胞浸润，随后释放大量VEGF，促进肿瘤血管生成［28］。因此抑制HIF成为肿瘤治疗的新策略。Shay等［29］给予CRC模型小鼠喂食抑制HIF转录活性的天然化合物吖啶黄，发现其可以明显抑制VEGF表达，减少巨噬细胞浸润和血管生成，从而抑制肿瘤生长和进展。

使用对巨噬细胞具有选择性细胞毒性的抗肿瘤制剂可以杀伤巨噬细胞。储存在脂质体中的双膦酸盐类药物，已成为杀伤巨噬细胞的主要药物［30］。Bonovas等［31］分析了超过630 000人参加的8项人群流行病学研究，发现双膦酸盐的使用与CRC的发病风险（固定RR＝0.85，95%CI：0.80～0.90，随机RR＝0.85，95%CI：0.75～0.96）之间存在显著的保护性关联，长期使用双膦酸盐者的CRC发病风险降低了27%（RR＝0.73，95%CI：0.57～0.93）。

3 展望

巨噬细胞在CRC中的作用是双重的，既具有M1型的抑瘤作用，又具有M2型的促瘤功能，促进CRC发生、进展和转移，其作用主要依赖于亚型的数量和比例。针对巨噬细胞的靶向治疗为CRC的防治提供了新的方法。然而，巨噬细胞的表型变化是怎样调控的，肿瘤细胞和巨噬细胞之间的生物学行为是怎样的，如何在正确的时间及位置给药以达到减少促瘤作用、促进抑瘤作用并使正常组织不受影响的效果，研制以巨噬细胞为靶点的新药，这些问题均有待进一步研究。因此，全面了解巨噬细胞在肿瘤微环境中的功能变化及其分子机制，可以为未来CRC的靶向治疗提供新的线索。

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