M2型巨噬细胞：肿瘤的新靶点
章必成;高建飞
【期刊名称】《临床误诊误治》
【年(卷),期】2012(025)004
【总页数】3页(P64-66)
【关键词】巨噬细胞;表型;肿瘤;;研究
【作 者】章必成;高建飞
【作者单位】430070武汉,广州军区武汉总医院肿瘤科;430070武汉,广州军区武汉总医院肿瘤科
【正文语种】中 文
【中图分类】R730.5
近10年来，临床逐渐认识到不同微环境中巨噬细胞可发生不同性质的活化，成为具有不同分子和功能特征的亚。目前已知活化的巨噬细胞包括两种类型[1]：①M1型，即经典活化的巨噬细胞(classically activated macrophages);②M2型，即替代性活化的巨噬细胞(alternatively activated macrophages)。肿瘤间质中存在着大量的巨噬细胞，称为肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associated macrophages，TAM)，是肿瘤间质中数量最多的炎症细胞，约占炎症细胞总数的30% ～50%[1]，但关于TAM的活化表型，一直存在争议。近年研究发现，TAM在表型特征上可能向M2型转化，在功能上并非发挥抗肿瘤作用，而是参与了肿瘤发生、发展、侵袭和转移等过程，故M2型巨噬细胞已成为潜在肿瘤的新靶点[2]。本文对此进行综述如下。
1 M1和M2型巨噬细胞
通常情况下，形成M1型巨噬细胞需两个信号：干扰素γ(IFN-γ)和外源性肿瘤坏死因子α(TNF-α)或内源性TNF的诱导剂(如细菌或其代谢产物脂多糖等)[3]。M1型巨噬细胞的表型特点为白细胞介素IL-12high、IL-23high、IL-10low，其可分泌一氧化氮(NO)、反应氧中介物(reactive oxygen species，ROS)等杀伤分子、多种炎症因子(IL-1、IL-6、IL-12、IL-23
、TNF 等)和趋化因子(CCL2、CCL3、CCL4、CCL5、CCL11、CCL17、CCL22 及 CXCL1、CXCL2、CXCL3、CXCL5、CXCL8、CXCL9、CXCL10 等)，也可表达大量的特异性组织抗原(MHC)Ⅱ和B7分子，高呈递抗原，从而参与Th1型免疫应答。因此，M1型巨噬细胞既是通常意义上起正向作用的效应细胞，可杀伤感染病原体和肿瘤细胞，又是一种有效的炎症介质[1]。
产生M2型巨噬细胞不需要双信号，但要有合适的诱导剂，如Th2细胞因子(IL-4、IL-13等)、维生素D3、转化生长因子 β(transforming growth factor β，TGF-β)和糖皮质激素等。M2型巨噬细胞的特点如下：①能分泌IL-1受体拮抗剂、趋化因子(CCL17、CCL22、AMAC-1)和基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMP)等，高表达CD23、CD163、Ym1/Ym2、Fizz1、MS-1、dectin-1 和 DC-SIGN等;②能诱导产生精氨酸酶1(arginase 1，Arg-1)，使巨噬细胞甘露糖受体(macrophage mannose receptors，MMR)(又名CD206)和清道夫受体(scavenger receptors，SR-A)(又名CD204)表达上调，致分泌NO的能力下降，因此，对细胞内病原体的杀伤能力下降，但清除机体残留物质的能力增强;③能分泌纤维连接蛋白和基质相关蛋白βIG-H3，加之Arg-1能诱导聚胺和脯氨酸生成，因而能促进血管生成、胶原及纤维形成和细胞外基质沉积;④虽能上调MHCⅡ分子的表达，
但并不能有效地呈递抗原，因而主要是抑制T细胞增殖;⑤表型特点为 IL-12low，IL-23low，IL-10high[2]。M2型巨噬细胞主要参与肿瘤的生长、发展和转移，以及自我平衡、寄生虫感染免疫、适应性免疫、血管生成和间质形成等过程[3]。有学者将M2型巨噬细胞又分为3类[4]：①M2a型：刺激信号是 IL-4 和 IL-13，主要诱导Th2型免疫反应，在过敏性反应和寄生虫感染免疫中起主要作用;②M2b型：刺激信号是免疫复合物联合IL-1或脂多糖，主要介导Th2型活化和免疫调控;③M2c型：刺激信号是IL-10、TGF-β或糖皮质激素，主要介导免疫调控，参与基质沉积和组织修复。
鉴定TAM的活化表型可通过检测转录因子、细胞表面标记、分泌的细胞因子(或趋化因子)及其功能等3方面进行。原位检测TAM相对困难，多选择细胞表面标记进行检测。TAM最重要的标志物是CD68，还包括脂多糖共受体 CD14、HLA-DR 和 FcγRⅢ(CD16) 等[5]。在此基础上，联用CD163、CD204或CD206等可用于鉴定M2型巨噬细胞。此外，由于M2型巨噬细胞能分泌大量MMP1、MMP2和MMP9，故可将其与CD68或CD163联合用于鉴定M2型巨噬细胞。虽M1型巨噬细胞能大量分泌ROS和NO，但由于这些物质寿命很短且不易检测，故通常选择联用诱生型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase，iNOS)和CD68来鉴定M1型巨噬细胞，而体外检测TAM活化表型则较易，除检测上述表面标记外，还可选
择测定IL-10和IL-12产量、检测转录因子或分泌的趋化因子等。M1型巨噬细胞的特异性转录因子是干扰素调节因子(IRF)-5和信号传导及转录激活因子(STAT)1，M2型巨噬细胞则是 STAT3[6]。
2 TAM主要呈M2型活化
在过去 10 余年中，Mantovani、Sica 和 Martinez等[7-9]曾在多篇综述性文章中指出：①M1和M2型巨噬细胞通常共存于肿瘤微环境中;②TAM可发生M2型活化，呈现出M2型巨噬细胞的特征;③在一定外因下，TAM的活化表型是可以动态转换的。但此观点长期停留在“假说”的层面，直到近5年来，才陆续出现关于TAM呈M2型活化表型的研究报道[10-19]。2006 年 Hagemann 等[10]曾对 10例卵巢癌的标本和腹水分别进行免疫组织化学(组化)和流式细胞分析，发现TAM同时表达CD68和SR-A，其中腹水中CD68和MMR双阳性巨噬细胞占62.7%，CD68和SR-A双阳性巨噬细胞占66.3%。将人卵巢癌细胞和巨噬细胞共同培养后，巨噬细胞表达MMR、SR-A均上调，分泌的细胞因子、趋化因子和MMP mRNA表达均与卵巢癌细胞相似，提示人卵巢癌TAM可能呈M2型活化。此后，相继报道在胶质瘤[11]、卵巢癌[12]、肝内胆管上皮癌[13]、血管免疫母细胞性 T 细胞淋巴瘤[14]、肺腺癌[15]
、胰腺癌[16]和黑素瘤[17]中发现TAM表现出M2型活化的表型特征，且M2型巨噬细胞(或M2/M1比值)与肿瘤患者生存时间呈负相关。在实验性小鼠肿瘤中，也有证据表明多数TAM呈现出M2型巨噬细胞的特征，即能促进肿瘤侵袭、血管生成和造血细胞募集[18]。也有研究认为非小细胞肺癌TAM呈M1型活化表型，与患者生存时间密切相关[19]。
我课题组近年来致力于研究肺腺癌TAM的活化表型及其在肿瘤进展中的作用。2009年，我们检测人肺腺癌TAM的活化表型，发现40例肺腺癌TAM全部同时表达CD68和MMR，其中 CD68与 MMR均(+)细胞占CD68(+)细胞的79.7%，仅3例同时表达CD68和iNOS，提示TAM是个复杂体，M2型巨噬细胞在数量和功能上均占据优势[20]。2011年，我们发现人肺腺癌M2型巨噬细胞浸润与TNM分期、淋巴结转移密切相关，与患者总生存呈明显负相关，其原因可能是M2型巨噬细胞促进了淋巴管生成和淋巴结转移[21]。在体外实验中，我们不仅证实M2型巨噬细胞能够通过上调血管内皮生长因子C(vascular endothelial growth factor-C，VEGF-C)表达和诱导小鼠淋巴管内皮细胞增殖、迁移和管样结构形成等方式促进小鼠肺腺癌淋巴管生成[22]，且发现小鼠移植瘤TAM同时高表达CD68和MMR，吞噬功能明显下降，提示此移植瘤TAM倾向于M2型巨噬细胞[23]。上述研究表明，在肿瘤微环境中，肿瘤为逃避巨噬细胞的杀伤作用而迫使其活化表型及功能从经典的M1型朝着有利于肿瘤发展的
M2型转化，从而进一步增强肿瘤的恶性生物学行为。
3 M2型巨噬细胞是肿瘤的新靶点
以往研究认为TAM是一种重要的抗肿瘤效应细胞[24]。1992 年，Mantovani等[25]提出了著名的“巨噬细胞平衡假说”，认为TAM具有杀伤肿瘤和促进肿瘤生长的双重作用。目前，越来越多的研究认为，TAM参与了肿瘤发生、生长、侵袭和转移等过程，并能导致免疫抑制，尤其与肿瘤血管生成和淋巴管生成密切相关[25-26]。最新研究还发现，M2型巨噬细胞还与肿瘤血管异常化有密切关系[27]。因目前多数研究认为TAM主要呈M2型活化，故TAM的上述功能即是M2型巨噬细胞的作用。
基于M2型巨噬细胞在肿瘤进展和转移过程中的重要作用，其已被认为是肿瘤的新靶点，主要策略包括[28]：①阻止TAM募集和向M2型巨噬细胞分化，如选用环氧化酶(Cox)抑制剂抑制前列腺素E2(PGE2)、IL-6和STAT3活化通路[29];②直接杀死肿瘤微环境中的TAM。如选用氯膦酸盐脂质体、唑来膦酸等[30];③消除诱导TAM发生M2型活化的因素或通过外源性因素逆转其活化表型，此法可能会恢复巨噬细胞的免疫活性和细胞毒作用，抑制血管生成和淋巴管生成，促使肿瘤血管正常化，进而达到抑制肿瘤生长、侵袭和转移的目
的。已有文献显示，使用CpG DNA和IL-10受体抗体能实现M2型到M1型巨噬细胞的转变[31];使用IFN-γ能够逆转卵巢癌患者腹水中 M2 型巨噬细胞的表型[32]。此外，唑来膦酸[33]、相思子凝聚素(abrus agglutinin)[27]、IL-12[34]、CD40 抗体[35]、富含组氨酸糖蛋白(histidine-rich glycoprotein，HRG)[27]等均可通过逆转TAM表型达到拮抗肿瘤的效果。④利用其他免疫细胞改变M2型巨噬细胞的活化表型，如CD4+Th1细胞等。⑤抑制M2型巨噬细胞功能，如糖皮质激素可抑制M2型巨噬细胞的促血管生成功能[36]。
4 小结和展望
肿瘤微环境中的大量TAM在肿瘤的发生、发展、侵袭和转移过程中扮演着十分重要的角。肿瘤为逃避巨噬细胞的杀伤作用而迫使其活化表型发生改变，从而向着有利于肿瘤发展的方向演变。在此过程中，巨噬细胞已经不是机体防御的效应细胞，相反，其可通过表达炎症因子、趋化因子、促血管生长因子和促淋巴管生长因子等方式来增强肿瘤的恶性行为。然而，有多少比例的TAM是M2型巨噬细胞，所有实体肿瘤的TAM是否都是M2型巨噬细胞，体内TAM的表型变化如何调控，M2型巨噬细胞如何发挥促肿瘤进展和转移的作用，肿瘤细胞和M2型巨噬细胞之间、M2型巨噬细胞与其他免疫细胞间关系如何等问题目前仍
未解决。我们期望随着对M2型巨噬细胞的进一步了解，最终到可对肿瘤进行有效干预的措施。
[参考文献]
【相关文献】
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[4]Sica A，Schioppa T，Mantovani A，et al.Tumour-associated macrophages are a distin
ct M2 polarised population promoting tumour progression：potential targets of anti-cancer therapy[J].Eur J Cancer，2006，42(6)：717-727.

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