肿瘤相关巨噬细胞在甲状腺癌中的研究进展

郜小妮，戴孟桥，李佳根，刘梅玉，谢 洋，刘家锋，应 勇，曾祥泰，4

（1. 赣南医学院第一临床医学院；2. 赣南医学院第一附属医院甲状腺疝外科；3. 赣南医学院甲状腺疾病研究所；4. 赣州市甲状腺肿瘤重点实验室，江西 赣州 341000）

甲状腺癌是最常见的内分泌系统肿瘤，已成为近年来发病率增长最快的恶性肿瘤[1］。大部分甲状腺癌患者通过手术和药物治疗后有较高的生存率，但仍有10%的患者出现复发侵袭，5%的患者出现远处转移[2］。甲状腺癌中肿瘤相关巨噬细胞（Tumor-associated macrophages，TAMs）以M2 极化的巨噬细胞为主，为肿瘤生长、存活和血管生成提供了良好的肿瘤微环境。包括甲状腺癌在内的多种肿瘤的实验结果显示，高密度TAMs 与肿瘤的不良预后相关[3］。本文就TAMs 在甲状腺癌中的研究进展进行综述。

1 TAMs的起源和可塑性

巨噬细胞是先天性免疫细胞，在器官发育、免疫监测、稳态和组织生长中发挥重要作用。骨髓祖细胞受到细胞因子作用发育成前体单核细胞，再由前体单核细胞发育成单核细胞，并不断进入血液移行全身，最后发育成熟为巨噬细胞[4］。有研究[5］表明，单核细胞来源的TAMs 可以通过外周募集不断增多，另外一部分TAMs 来自驻留在局部组织中的巨噬细胞，通过原位增殖的方式在局部聚集。

巨噬细胞具有多变的可塑性，不同的微环境下，可分化为具有不同生物功能的两种亚群：经典激活的巨噬细胞（M1）和旁路激活的巨噬细胞（M2）。M1 受干扰素、肿瘤坏死因子α（Tumor necrosis factor α，TNF-α）、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子和脂多糖等刺激活化，产生促炎因子，如白细胞介素6（Interleukin-6，IL-6）、IL-12、IL-23，参与炎症反应及抗肿瘤作用。M2受IL-4、IL-13、IL-10及免疫复合物等刺激活化，表达精氨酸酶1、甘露糖受体与IL-4 受体α，主要参与免疫调节、抑制炎症、组织修复及肿瘤进展[6］。肿瘤微环境诱导肿瘤相关巨噬细胞的M2/M1极化，在大多数癌症中，高比例的M2/M1与患者临床预后不良密切相关[7］。STEMPIN C C等[8］发现，将未分化甲状腺癌（Anaplastic thyroid cancer，ATC）细胞与人单核细胞共培养，所诱导分泌的TIM3 能够使M2 肿瘤相关巨噬细胞的标志物及IL-6 表达升高，说明TIM3 促使M2 肿瘤相关巨噬细胞的极化，并诱导肿瘤增殖及迁移。TAMs有促进肿瘤发生、诱导血管生成、侵袭转移以及抑制抗肿瘤免疫的作用，其主要作用机制有两个方面：一是TAMs 产生生长因子和趋化因子来介导其肿瘤发生；二是癌细胞通过释放集落刺激因子、粒细胞-单核细胞、转化生长因子或趋化因子来招募TAMs[9］。因此将TAMs 作为肿瘤治疗的潜在靶点具有很大的前景。

2 TAMs在甲状腺癌进展中的作用

2.1 促进肿瘤细胞增殖TAMs 密度与肿瘤细胞浸润密切相关，且其在促进甲状腺癌细胞增殖中扮演着重要角色，通过分泌多种信号分子参与肿瘤的发生发展。KIM B H[10］研究了36例伴有淋巴结转移的乳头状甲状腺癌（Papillary thyroid cancer，PTC）患者，用抗CD68 抗体进行免疫组织化学染色，发现CD68+TAMs高密度组的原发性肿瘤比低密度组大，说明TAMs 密度越高，肿瘤越大。TAMs 主要通过分泌各种信号分子促进肿瘤细胞增殖，RYDER M等[11］研究发现，使用CSF-1 或c-FMS/CSF-1R 激酶抑制剂作用于BRAF（V600E）诱导的PTC 突变小鼠，TAMs招募明显减少，肿瘤体积也随之减小，说明此激酶抑制剂抑制了肿瘤细胞生长，提示TAMs 在甲状腺癌中有促进肿瘤增殖的作用。

2.2 诱导肿瘤血管生成肿瘤血管生成的刺激可促进实体肿瘤生长，而TAMs 可以诱导肿瘤血管生成[12］。在肿瘤的缺氧区域募集TAMs 并分泌多种细胞因子可促进肿瘤血管生成，如血管内皮生长因子A（Vascular endothelial growth factor A，VEGF-A）、趋 化 因 子 配 体16（CXC chemokine ligand 16，CXCL16）、TGF-β、成纤维细胞生长因子2 等[13］。SALAJEGHEH A 等[14］发现，VEGF-A 在ATC 组织中表达上调，说明VEGF-A 有可能成为阻断ATC 中TAMs 招募的潜在靶点。CXCL16 是一种促血管生成因子，由癌细胞、巨噬细胞或成纤维细胞等基质细胞产生，可诱导巨噬细胞极化为M2 TAMs，且可在体外诱导内皮细胞血管生成。KIM M J 等[15］发现，在载有巨噬细胞的异种移植肿瘤模型中阻断CXCL16，可有效抑制甲状腺癌的血管生成，从而抑制肿瘤细胞生长。

2.3 参与肿瘤的侵袭转移TAMs在肿瘤的侵袭转移中起关键作用，TAMs高密度浸润与肿瘤的侵袭能力呈正相关。CHO J W 等[16］发现，CD68+TAMs 表达随甲状腺肿瘤侵袭性的增加而增加，且在低分化甲状腺癌和ATC 患者中表达较高。TAMs 可分泌金属蛋白酶如MMP-2、MMP-7、MMP-9、MMP-12 等，进而增强肿瘤细胞的侵袭能力。KABASAWA T 等[17］发现，MMP-2 mRNA 在PTC 非肿瘤性基质细胞和癌细胞中均有表达，双重免疫荧光染色证实M2 TAMs 阳性；PTC 肿瘤边界内淋巴管周围的M2 TAMs 可能与癌细胞的淋巴侵袭有关。此外，也有相关肿瘤的研究表明，TAMs 可通过分泌具有激活上皮-间质转化功能的细胞因子和生长因子阻断抗肿瘤免疫，从而增强侵袭转移能力[18］，然而在甲状腺癌中未见报道。

2.4 与其他肿瘤免疫细胞的相互作用中性粒细胞和巨噬细胞是实体瘤中浸润最丰富的免疫细胞，浸润的中性粒细胞和巨噬细胞之间相互作用于肿瘤细胞，可促进肿瘤生长和转移[19］。在乳腺癌模型中研究发现，肿瘤会不均衡地招募肿瘤相关中性粒细胞（Tumor associated neutrophils，TANs）或TAMs，并且观察到TANs 和TAMs 之间互相排斥，当其中一个被消耗时，另一个则被上调[20］。ONUMA A E 等[21］对42 种分化型甲状腺癌（Differentiated thyroid cancer，DTC）组织进行TAMs 和TANs 的免疫组化标记染色，并对这些患者术前血液样本的细胞因子水平进行分析，发现TAMs 和TANs 的表达与肿瘤大小、有无淋巴结转移、多灶性肿瘤、淋巴血管浸润和BRAF V600E 突变均无关。无论是TANs 密度还是TAMs密度均与肿瘤患者无复发生存率（Recurrence free survival，RFS）无关，而当结合两种标记物评分时，TTAMs+/TANs-患者的RFS 显著降低，且其血清IL-12p70、IL-8、TNF-α 和TNF-β 水平显著降低，说明高密度TAMs 伴无TANs 与患者不良预后密切相关。因此，肿瘤组织中存在的多种免疫细胞之间不仅可以发生相互作用，甚至还可以作为预测DTC 不良预后的参数。

2.5 TAMs 的代谢变化肿瘤细胞代谢可调节巨噬细胞的分化、动员、表型极化和功能，而巨噬细胞的代谢变化可对肿瘤细胞的免疫功能产生直接影响[22］。肿瘤细胞分泌的乳酸是糖酵解的最终代谢产物，可作为促进炎症反应和免疫抑制的介质促进肿瘤进展，并将巨噬细胞转化为M2 型巨噬细胞。ARTS R J等[23］研究发现，TC诱导的巨噬细胞的重编程依赖于AKT/mTOR 通路的激活，而乳酸可通过AKT1/mTOR 依赖的有氧糖酵解诱导巨噬细胞中细胞因子产生增多。因此可将靶向乳酸相关信号通路作为一种新的抗肿瘤策略。另有研究[24］表明，在高密度巨噬细胞浸润相关甲状腺肿瘤模型中，肿瘤诱导的巨噬细胞脂质生物合成增强，并表现出多种促肿瘤功能，而抑制脂质生物合成可逆转这种功能，表明脂质生物合成是肿瘤诱导巨噬细胞的一个重要代谢特征。因此预测通过重新设计恶性肿瘤中的代谢程序来靶向巨噬细胞将是一个新的治疗方向。

3 TAMs在甲状腺癌中的调控通路

3.1 抑制CSF-1/CSF-1R 通路集落刺激因子-1（Colony stimulating factor-1，CSF-1）是大多数巨噬细胞的主要调节因子，在多种肿瘤招募单核细胞中发挥重要作用。CSF-1 受体（colony stimulating factor-1 receptor，CSF-1R）属于Ⅲ型蛋白酪氨酸激酶受体家族，在TAMs 中高表达，与CSF-1 结合可诱导受体同源二聚化并随后激活受体信号传导[25］。相关研究[26］表明，在多种类型肿瘤中，CSF-1R+巨噬细胞与肿瘤的低生存率相关，抑制CSF-1/CSF-1R 信号通路可作为一种耗竭或重新极化巨噬细胞的方法。且在早期临床研究中，CSF-1R 激酶抑制剂已表现出良好的抑制肿瘤作用。RYDER M 等[11］用CSF-1R激酶抑制剂治疗BRAF（V600E）突变的PTC小鼠，阻断了CSF-1/CSF-1R 通路，减少了TAMs 募集，抑制了甲状腺肿瘤增殖。因此，特异性阻断CSF-1/CSF-1R 通路，降低了M2 型巨噬细胞的极化、募集，可作为靶向TAMs的有效治疗方法。

3.2 阻断CD47/信号调节蛋白α（Signal regulatory protein α，SIRPα）信号通路CD47 是一种免疫球蛋白家族成员，在多种癌细胞表面过表达，通过与巨噬细胞上的SIRPα 结合，从而阻止巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬作用，因而被称为“不要吃我”的信号[27］。阻断CD47 可增强TAMs 对肿瘤细胞的吞噬作用，提高小鼠的存活率。CD47单克隆抗体疗法已在多项动物研究中证明有效，SCHURCH C M 等[28］发现，在人体ATC 样本中，可见TAMs 浸润，同时有CD47、PD-1和PD-L1表达。此外，通过阻断CD47或应用CD47 抗体，可增加TAMs 的密度，增强肿瘤细胞的吞噬作用，抑制肿瘤生长。因此，CD47 靶向抑制剂或CD47 联合PD-1 的靶向治疗有望成为改善ATC患者预后的一种治疗策略。

3.3 抑制Wnt/β-catenin 通路Wnt信号通路是一种高度保守的通路，参与胚胎发育、细胞迁移和细胞增殖等重要过程。近年来，有证据表明巨噬细胞上存在Wnt配体，Wnt配体像多种可溶性因子一样，在肿瘤细胞和巨噬细胞相互作用中扮演了非常重要的角色[29］。LÜ J等[30］发现，将TC细胞与M2 TAMs共培养后，上皮间质转化（Epithelial-mesenchymal transitions，EMT）、增殖相关蛋白以及Wnt1 和Wnt3a水平升高，而下调或阻断Wnt1或Wnt3a可抑制Wnt/β-catenin 信号通路，同时抑制共培养肿瘤细胞的EMT 和增殖相关信号。LÜ J 等[31］另外一项研究证实，使用唑来膦酸可阻断M2 型肿瘤相关巨噬细胞诱导的Wnt/β-catenin 通路，抑制甲状腺癌的增殖和转移。

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）/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（Mammalian target of rapamycin，mTOR）通 路PI3K/AKT/mTOR 通路对细胞生长、凋亡和代谢有重要影响，且在多种肿瘤中发挥重要调控作用。ZHOU J 等[32］研究发现，PI3K/AKT/mTOR 通路激活可将巨噬细胞转化为M2 TAMs，促进肿瘤增殖。在甲状腺癌中，有学者发现M2 TAMs 分泌的胰岛素样生长因子（Insulin-like growth factor，IGF）通过激活IR-A/IGF-1R 介导的PI3K/AKT/mTOR 信号通路促进ATC 肿瘤进展，而阻断PI3K/AKT 信号通路可以抑制M2 TAMs诱导的ATC 细胞侵袭[33］。PI3K/AKT/mTOR 信号通路在甲状腺癌中调控TAMs 研究较少，调控机制也不明确，因此甲状腺癌中PI3K/AKT/mTOR 信号通路与TAMs诱导分化的关系值得进一步探索。

3.5 抑制其他调控通路肿瘤细胞及其微环境中释放的趋化因子配体2（Chemokine ligand 2，CCL2）、趋化因子配体8（CXC chemokine ligand 8，CXCL8）可招募大量的TAMs，进而使其分化为M2 TAMs，抑制CCL2、CXCL8 可以减少TAMs 聚集，并进一步抑制肿瘤增殖、侵袭。BRANA I 等[34］在实体瘤临床试验中发现，CCL2 的单克隆抗体Carlumab 可以与TAMs细胞膜上的CCR2 受体结合，并通过联合应用传统化疗药物，使抗肿瘤疗效更佳。在ATC 中阻断CCL2/CCR2 通路不仅可抑制M2 巨噬细胞募集，还可将TAMs 重新极化为M1 型巨噬细胞[35］。在PTC细胞中，TAMs 分泌的CXCL8 可通过靶向肿瘤细胞上的受体CXCR1和CXCR2，阻断PTC细胞侵袭[36］。

4 小结和展望

TAMs 在肿瘤微环境中有非常重要的作用，可调控肿瘤细胞增殖、参与肿瘤侵袭转移、诱导肿瘤血管生成、抑制肿瘤免疫等。与其他肿瘤类似，甲状腺癌也主要表现为M2 TAMs 高表达，且与患者的不良预后显著相关。但免疫细胞之间的相互串扰也可能与DTC 的良好预后有关。TAMs 在甲状腺癌中的作用机制及调控通路非常复杂，因此期待有更多关于TAMs 促进甲状腺癌进展的作用机制研究。而靶向TAMs 的治疗不断被研究和发掘，部分TAMs研究成果已进入临床试验阶段。因此将TAMs 作为免疫治疗靶点，单独或联合其他免疫治疗，可为甲状腺癌治疗提供新的思路。