作者：刘欢1，*昌2，陈亚峰1，李稢1，奉典旭1
单位：1.上海中医院2.医院
肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）作为免疫效应细胞，被募集到肿瘤组织中并分泌细胞因子、趋化因子、生长因子和炎症介质等。这些介质在乳腺癌进展过程中作用显著。乳腺癌早期疾病进展与肿瘤的炎症反应和血管生成等相关，并通过各种信号通路促使疾病继续发展。在乳腺癌中后期，肿瘤微环境释放各种类型的细胞因子、趋化因子和免疫抑制可溶性因子，促使肿瘤进展和转移。现阶段，肿瘤免疫疗法在临床中取得了一定成效，为许多恶性肿瘤患者带来了希望同时总结靶向TAMs的潜在治疗策略。
01
乳腺癌中巨噬细胞的分型
在乳腺癌中，巨噬细胞占总细胞质量的50%，作为乳腺肿瘤的主要成分，TAMs是关键的协调者。由于TAMs主要特征是可塑性和异质性。因此，在不同刺激下，TAMs对肿瘤的作用并不相同。巨噬细胞根据肿瘤微环境的改变特异性地发挥肿瘤抑制或肿瘤促进作用，一般分化为经典活化巨噬细胞M1型和替代活化巨噬细胞M2型。M1型巨噬细胞被Th1细胞因子如干扰素-γ（IFN-γ）或脂多糖（LPS）等激活，分泌促炎因子例如IL-12、诱导型一氧化氮合酶（iNOS）、肿瘤坏死因子α（TNF-α），并发挥促炎和抗肿瘤反应的作用。因此，M1型巨噬细胞可以在一定程度上抑制肿瘤细胞对宿主的侵袭。与M1型巨噬细胞不同，M2型巨噬细胞被Th2细胞因子或免疫复合物激活，并分为3个亚群。M2a巨噬细胞由IL-4和IL-13激活，在免疫复合物和TLR配体的作用下，巨噬细胞被极化成M2b表型，M2a和M2b表型均具有抗炎功能和促肿瘤发生的特性。在糖皮质激素和IL-10的作用下，巨噬细胞被极化为M2c型巨噬细胞，并具有免疫抑制活性。M2型巨噬细胞通过分泌IL-10、转化生长因子β（TGF-β）和血管内皮生长因子（VEGF）等发挥其促癌作用。
M1和M2型巨噬细胞间的平衡是维持宿主体内平衡和炎症反应所必需的。各种研究表明肿瘤微环境中，TAMs主要向M2型巨噬细胞极化，并促使肿瘤向恶性肿瘤进展。TAMs在乳腺癌中的作用还需要进一步探索，其可能是乳腺癌潜在的治疗靶点。
02
乳腺癌中巨噬细胞的作用
2.1TAMs加重乳腺癌过程中炎症反应
乳腺癌恶化与长期的慢性炎症相关，炎症条件下浸润的巨噬细胞由各种趋化因子调节。肿瘤细胞分泌炎性趋化因子，在趋化因子作用下，单核细胞/巨噬细胞被募集到炎性组织中。趋化因子（CCL2）通过增加炎症反应参与乳腺癌细胞的增殖和肿瘤生长。乳腺癌中高水平CCl-2与TAMs相关。有临床病理证实巨噬细胞和CCL2在各种类型的癌症（如胰腺癌、卵巢癌和乳腺癌）中表达增加。在肿瘤微环境中，CCL2将单核细胞极化为M2型巨噬细胞，与趋化因子和各种细胞因子如集落刺激因子-1（CSF-1）参与TAMs募集以促进肿瘤生长和转移。CSF-1不仅调节TAMs募集，还参与VEGF产生，形成促进肿瘤进展的高密度血管网络。因此，阻断CSF-1可减缓肿瘤生长速度并提高患者生存率。巨噬细胞迁移抑制因子(MIF)是多效细胞因子，参与肿瘤发展和宿主免疫调节，慢性炎症和癌症相关联，加重乳腺癌过程中的炎症反应。在不同类型癌症（如前列腺癌和乳腺癌）的肿瘤组织中发现，MIF水平升高。因此，在各种炎性趋化因子的作用下，TAMs加重乳腺癌过程中的炎症反应。
2.2TAMs促进乳腺癌血管生成
乳腺癌是血管生成依赖性肿瘤。肿瘤相关巨噬细胞通过向微环境中释放生长因子、细胞因子和趋化因子来增强血管生成并增加肿瘤中的微血管密度，从而维持乳腺癌细胞增殖和转移。LiW等通过免疫组化评估Ras、CD68和CD34的表达。CD68阳性细胞的数量代表巨噬细胞的浸润，CD34阳性细胞为血管内皮细胞。用巨噬细胞条件培养基处理乳腺癌细胞，并通过实时PCR检测K-，H-和N-Ras的表达，Ras基因表达与TAMs浸润呈正相关，均参与血管生成。血管生成是乳腺癌转移的关键步骤，致癌Ras基因促进癌症微环境的重塑，TAMs是存在于微环境中并促进血管生成和转移的突出炎性细胞群。乳腺癌中Ras过度表达可能会引起TAMs浸润，进一步促进血管生成和癌症进展。WangJ等通过HUVEC迁移实验、管形成实验和绒毛膜尿囊膜实验证实槐耳提取物能抑制巨噬细胞诱导的血管生成，并降低MMP2、MMP9和VEGF的表达。该研究不仅揭示了TAMs在乳腺癌血管生成中的重要作用，更为靶向TAMs抑制乳腺癌血管生成的新机制提供了依据。
2.3TAMs与信号通路
巨噬细胞作为肿瘤微环境的关键参与者，在癌症治疗中有着重要作用。Notch信号通路在进化上高度保守，通过相邻细胞之间的相互作用调节细胞、组织、器官的分化和发育。Notch信号通路参与TAM分化和肿瘤生长。肿瘤细胞通过分泌趋化因子和炎性细胞因子从循环中募集单核细胞。末端分化的TAM可能需要Notch信号传导。在肿瘤微环境中，通过细胞因子环境和经典Notch信号通路的调节，新募集的单核细胞转变为促炎性或抗炎性TAMs。Franklin等使用小鼠的乳腺癌动物模型研究发现TAMs是从血液炎症单核细胞中募集的，并且指出这些TAMs与单核细胞的终末分化是CSL/RBP-jκ依赖性，表明经典Notch信号通路在TAM分化中起重要作用。因此，TAM中Notch信号通路可以作为宿主抗癌免疫的药物靶点。
NF-κB-复合物活化诱导几种促炎介质，如TNF-α、IL-1β和COX-2表达。COX-2是癌症相关的炎症介质，在各种类型癌症中上调，催化前列腺素E2合成。在肿瘤环境中，这些炎症介质和阳性免疫细胞的激活改变了乳腺癌相关基因的表达。I-κB激酶-α（IKKα）蛋白是炎症和致癌作用的关键调节因子，通过磷酸化和降解来控制NF-κB通路。研究表明，转录因子IKKα减少了抗肿瘤M1样巨噬细胞向肿瘤组织的浸润。而NF-κBp50抑制巨噬细胞向M1型巨噬细胞极化。
此外，STAT、Wnt等信号通路都与癌症发展过程中TAMs相关。因此，研究这些信号通路如何参与肿瘤生长过程有重要的临床意义。
2.4TAM促进乳腺癌进展
在乳腺癌中，TAMs通过分泌各种生长因子直接引起细胞增殖，例如表皮生长因子（EGF）、转化生长因子TGF-β、血小板衍生生长因子（PDGF）和促血管生成的血管内皮生长因子VEGF。TAMs还负调节激素受体的分泌，例如雌激素受体（ER），人表皮受体-2(Her-2）和孕酮受体（PR），这三种受体作为乳腺癌治疗的已知靶点，与乳腺癌治疗的预后息息相关。
在乳腺癌发展过程中，TAMs促使癌症转移并使化疗药物耐药，降低机体对化疗药物的敏感性，而癌相关细胞的化疗耐药是患者预后差的主要原因。一些研究表明，高循环VEGF水平取决于原发性肿瘤和人体抑癌基因p53中TAMs浸润的数量。此外，在无氧糖酵解期间，肿瘤细胞分泌乳酸，通过促使巨噬细胞分化并用大量VEGF-A和精氨酸酶-I来促进肿瘤生长。TAMs还分泌蛋白酶，组织蛋白酶在巨噬细胞浸润过程中上调，其降解细胞外基质，例如MMP-9，其在血管生成和肿瘤进展中具有重要作用。此外，乳腺导管浸润癌中TAMs比例升高导致血管生成增加和生存率降低。
乳腺癌中TAMs通过各种途径促进肿瘤生长和转移。综上，肿瘤微环境中释放出各种类型的细胞因子、趋化因子和免疫抑制可溶性因子，促进肿瘤的进展和转移。
03
靶向巨噬细胞治疗乳腺癌
TAMs正在成为临床肿瘤治疗的重要靶标。在目前的研究中，TAMs主要通过以下几种方式抗肿瘤：抑制巨噬细胞募集到肿瘤中，消除TAMs以及将TAMs转化为抗肿瘤M1型，并阻断TAMs向M2型极化。
3.1抑制巨噬细胞招募
在乳腺癌过程中，肿瘤组织释放细胞因子、趋化因子和生长因子，从而将巨噬细胞募集肿瘤组织中。CCL2和CSF-1的分泌使TAMs增加，靶向抑制CCL2/CCR2和CSF/CSFR信号轴，减少来自骨髓的单核细胞，从而减少了巨噬细胞在乳腺肿瘤中的浸润。有研究证明，结合抗炎剂抑制巨噬细胞浸润和CCL2在临床乳腺癌和前列腺癌中的分泌，能够抑制肿瘤生长。
M-CSF是另一种在肿瘤微环境中影响TAMs密度的细胞因子。有研究报道，M-CSF过度表达与携带肿瘤的宿主中巨噬细胞数量呈正相关，致使乳腺癌患者的总体生存率降低。因此M-CSF也是抑制巨噬细胞募集的重要靶标。KubotaY等使用骨质疏松小鼠证明缺乏M-CSF将减少LYVE-1（+）和LYVE1（-）巨噬细胞含量，从而导致血管和淋巴管发育的缺陷。在小鼠骨肉瘤中，抑制M-CSF可有效阻止肿瘤血管生成和淋巴管生成，并破坏细胞外基质。与VEGF阻断相反，M-CSF抑制作用的中断不会促进血管快速再生。连续M-CSF抑制作用不会影响肿瘤以外的健康血管和淋巴系统。这些研究结果提示，M-CSF受体抑制剂GW和JNJ-能够减少肿瘤中TAMs数量并抑制肿瘤进展、血管生成和转移。
3.2消除TAMs
通过启动细胞凋亡局部杀死和清除促肿瘤发生的TAMs是治疗乳腺癌的另一种特异性治疗策略。临床中，诱导巨噬细胞凋亡的药物应用广泛。抗肿瘤细胞*性药物，如5-Fu、多西紫杉醇和紫杉烷具有消除M2型巨噬细胞和髓样抑制细胞（MDSC）的特性，而治疗有助于增加肿瘤中M1型巨噬细胞的数量。BelgiovineC等研究发现氯膦酸盐具有选择性细胞*性，能够消除巨噬细胞并抑制肿瘤细胞增殖，同时诱导细胞凋亡。临床上，唑来膦酸有效地增强了乳腺癌患者的生存期，其选择性地降低MMP9表达，阻止TAMs成熟，抑制乳腺肿瘤中血管生成。
3.3促使TAMs转化为抗肿瘤M1型巨噬细胞
肿瘤早期的巨噬细胞具有杀瘤功能并抑制肿瘤生长。在肿瘤微环境中，巨噬细胞极化主要取决于局部细胞因子的活性。Th1细胞因子，如TNF、IL-12和IFN分泌促炎性M1型巨噬细胞，Th2细胞因子，如IL-4、IL-10、IL-13和TGFβ促使TAM向M2型巨噬细胞极化。影响这些因素可以靶向治疗乳腺癌。如NF-κB和STAT途径主要调节Th1细胞因子的转录，激活NF-κb可通过TLR信号传导导致M1型巨噬细胞杀肿瘤作用增强。激活NF-κB药物，如抗体介导的Toll样受体激动剂（TLRs）的激活，通过TLR先天信号传导提高M1型巨噬细胞的杀肿瘤活性。
3.4阻断TAMs向M2型巨噬细胞极化
抑制TAMs向M2型巨噬细胞分化是治疗乳腺癌的另一种方式。STAT3和STAT6在M2样TAM中的细胞因子和生长因子信号传导中起重要作用。在各种癌症中，STAT3持续被激活并在肿瘤血管生成中起关键作用。目前，许多STAT3抑制剂正在临床试验中。WP是一种小分子，是JAK2和STAT3信号传导的抑制剂，可选择性地诱导CD80和CD86表达，并减少乳腺癌中的肿瘤增殖和血管生成。体外研究证明，索拉非尼可抑制STAT3表达，恢复巨噬细胞中IL-12产生，并有效逆转TAMs的免疫抑制细胞因子谱。许多化学药物具有抑制M2型巨噬细胞的能力。顺铂诱导巨噬细胞募集到肿瘤中，增加NF-κB活化和一氧化氮的产生，这进一步增强了杀肿瘤活性。阿片类药物通过多种机制表现出广泛的抑制肿瘤发展和转移的作用。吗啡通过阻断乳腺癌中IL-4信号传导和激活MMP-9分泌来减少M2型巨噬细胞。
3.5TAMs与乳腺癌免疫治疗
与其他类型的肿瘤相比，乳腺癌具有弱免疫原性和较低的突变负荷。而最近几年研究发现，乳腺肿瘤免疫靶向治疗程序性细胞死亡蛋白-1(PD-1)及其配体(PD-L1)的相关免疫治疗在临床中取得了一定的成果，是当前乳腺肿瘤免疫靶向治疗的研究热点。
受体—配体相互作用可能是抑制肿瘤的一种途径。PD-L1是主要参与负调控外周组织T细胞功能的PD-1配体，在多种癌症中表达。当PD-1与PD-L1结合时，T细胞活化受到抑制。因此，破坏这种调控系统成为免疫疗法中最有吸引力的治疗靶标之一。肿瘤微环境中，多种因素均参与PD-L1调控，巨噬细胞作为肿瘤微环境中较为常见的基质细胞，探索其对肿瘤细胞PD-1/PD-L1表达的影响具有重要意义。谢帅等将诱导完成的M1/M2巨噬细胞分别与乳腺癌细胞共培养，检测乳腺癌细胞中PD-L1表达，并进一步检测巨噬细胞细胞因子变化及乳腺癌细胞信号通路活化途径。结果证实，M1/M2型巨噬细胞均可上调人乳腺癌细胞PD-L1表达，其中M1型巨噬细胞主要是通过分泌IFN-γ活化MCF-7细胞JAK-Stat1信号通路上调PD-L1表达。郭兴等研究发现，CD+巨噬细胞在乳腺癌小鼠模型中通过高表达PD-L1抑制CD8+T细胞，从而发挥免疫抑制作用，进而促进肿瘤进展，清除CD+巨噬细胞能够增加CD8+T细胞在乳腺癌小鼠模型内的数量，抑制肿瘤生长和转移等恶性行为，同时对肿瘤引起的相关副肿瘤综合征有一定的抑制作用。肿瘤相关巨噬细胞是主要的抑制性免疫细胞，临床研究表明TAM与乳腺癌患者的生存率降低相关。尹亭亭证实，小鼠乳腺癌模型中，Aurora-A抑制剂通过清除促肿瘤的髓系细胞以及增加抗肿瘤T淋巴细胞的浸润直接重塑肿瘤微环境，从而抑制肿瘤生长。Alisertib选择性促进MDSC和TAM的凋亡。同时，Alisertib联合抗PD-L1抗体对抑制乳腺肿瘤有协同功效，证明了Aurora-A抑制对免疫微环境的影响。
靶向PD-1/PD-L1治疗乳腺癌在临床当中已经取得一定疗效。如Atezolizumab、PD-1单抗(pembrolizumab)、Nivolumab等药的使用，然而，其具体机制仍值得进一步探索，这些药物在肿瘤微环境当中如何起作用，与TAMs是否相关，仍是广大科研工作者们进一步研究热点。
TAMs在乳腺癌的发生发展中起到重要作用，可能通过抑制肿瘤中巨噬细胞募集，消除TAMs，以及将TAMs转化为抗肿瘤M1型，并阻断TAMs向M2型极化等方式靶向。然而，如何具体将这些方法应用到临床需进一步探究。了解巨噬细胞如何转化为TAMs，探讨TAMs如何与肿瘤细胞相互作用，如何将其具体应用到临床中乳腺癌的治疗，对乳腺癌患者意义重大。
肿瘤医学论坛整理自：肿瘤学杂志
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