在肿瘤微环境下，肿瘤相关巨噬细胞作为极化的巨噬细胞 M2 表型，可促进肿瘤的进展并影响癌症的预后。近年来，肿瘤相关巨噬细胞已成为研究的热点。该综述介绍了由肿瘤微环境决定的巨噬细胞极化状态以及肿瘤相关巨噬细胞的募集，还重点关注了肿瘤相关巨噬细胞与肿瘤之间的相互作用，讨论和总结了肿瘤相关巨噬细胞的多种靶向治疗策略，旨在为将来开发这些新颖的有效抗癌治疗方法提供参考。
癌症的治疗不仅与肿瘤细胞的固有特性有关，而且与肿瘤微环境相关细胞有关[1]。巨噬细胞作为驻留在肿瘤微环境中主要的细胞之一，被称为肿瘤相关巨噬细胞（tumor associated macrophage，TAM），是大多数实体瘤中免疫浸润的重要组成部分[2-3]。近年来，TAM 在肿瘤发生发展中的表型、动态变化、功能状态和信号通路等已成为国内外学者研究的热点，并且随着 TAM 与恶性肿瘤之间关系的揭开，TAM 已成为癌症诊断和预后预测的潜在生物标志物，以及潜在的癌症治疗靶标。下文将先概述巨噬细胞的极化和募集，并通过介绍 TAM 促进肿瘤发生发展、肿瘤转移和血管新生以及抑制抗肿瘤免疫的作用，来探讨巨噬细胞参与肿瘤发生发展的机制。最后，将重点讨论以 TAM 为靶标的治疗方法，这些治疗策略的目标是减少、抑制或重新编程具有抗肿瘤活性的巨噬细胞，以逆转通常在癌症中观察到的巨噬细胞的促肿瘤特性。通过以上论述，本文旨在为肿瘤发病机制和治疗策略的研究提供更加有益的启示。
1 巨噬细胞的极化
在肿瘤微环境下，巨噬细胞大致分为 3 类，包括源自单核细胞的 TAM、组织驻留巨噬细胞和源自髓样的抑制细胞[4]。巨噬细胞以极化的方式参与肿瘤的免疫反应：经典激活的 M1 亚型和交替激活的 M2 亚型[5]。辅助性 T 细胞 1 细胞因子（如白细胞介素-12 和白细胞介素-18）或活化的 Toll 样受体促进巨噬细胞向 M1 极化。M1 巨噬细胞参与辅助性 T 细胞 1 对病原体的反应。M1 巨噬细胞通过产生活性氧/活性氮和促炎细胞因子（如白细胞介素-1β、白细胞介素-6、肿瘤坏死因子-α）在先天宿主防御和杀死肿瘤细胞中发挥关键作用。因此，它们被认为是抗肿瘤或“良好”的巨噬细胞[6]。另一方面，巨噬细胞被辅助性 T 细胞 2 细胞因子（如白细胞介素-4、白细胞介素-10 和白细胞介素-13）诱导分化为 M2。M2 巨噬细胞对于辅助性 T 细胞 2 免疫应答至关重要（包括体液免疫、伤口愈合和组织重塑）。此外，M2 巨噬细胞产生抗炎细胞因子，例如白细胞介素-10、白细胞介素-13 和转化生长因子-β，以促进肿瘤的发展。因此，它们被认为是促肿瘤或“坏”的巨噬细胞[7]。M2 巨噬细胞有 4 种表型代表，包括 M2a、M2b、M2c 和 M2d，而被肿瘤微环境中的生长因子和细胞因子激活的 M2 样巨噬细胞被认为是具有免疫抑制作用和肿瘤性质的 M2d 亚型[8]。由于 TAM 在肿瘤进展期的表型具有调节性，因此在初期与 M1 巨噬细胞表型相似，在晚期与 M2 巨噬细胞表型相似[9]。此外，TAM 由于没有产生促进肿瘤细胞增殖的物质，而是通过促进肿瘤的侵袭来增加细胞外基质和基底膜的降解，可见 TAM 的浸润与肿瘤进展密切相关[10]。因此，近年来，试图恢复巨噬细胞天然功能和控制抑制免疫反应的 TAM 治疗策略蓬勃发展，操纵这些“士兵”的先天免疫系统，配合日益强大的免疫疗法，释放适应性免疫系统可能比任何一种方法都更有希望。
2 巨噬细胞的募集
在早期肿瘤病变期间，巨噬细胞通过肿瘤微环境内的多种分泌因子募集，并依次释放促进肿瘤进展的几种细胞因子、趋化因子和生长因子[11]。在肺中，活化的肺泡巨噬细胞释放多种促炎细胞因子，包括肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-1β、白细胞介素-6 以及白细胞介素-8 等，从而促进组织损伤和补充其他免疫细胞[12]。小细胞肺癌细胞显示出高水平的单核细胞趋化蛋白 1，导致血液单核细胞向肿瘤的募集增加[13]。此外，癌症基因 myc 扩增导致肺腺癌小鼠模型中肿瘤细胞的白细胞介素-23 和趋化因子配体 9 表达增加，从而导致淋巴细胞迅速减少，而巨噬细胞在肿瘤微环境逐渐被募集并激活[14]。当组织损伤无法解决时，慢性肝病导致肝纤维化和肝硬化，从而有利于肝细胞癌的发展[15]。在此情况下，常驻库普弗细胞通过多种危险相关分子模式或病原体相关分子模式快速激活[16]，并随后释放各种促炎性细胞因子，例如白细胞介素-1β，这些因子促成肝损伤[17]，并分泌趋化因子，这些因子促进骨髓来源的单核细胞广泛募集入肝脏，并分化为单核细胞衍生的巨噬细胞。在早期肿瘤病变期间，TAM 主要通过集落刺激因子-1、趋化因子配体 2、血管内皮生长因子和转化生长因子-β 在肝细胞癌环境中募集，进而释放出其他可促进癌症进展的细胞因子、趋化因子和生长因子[18]。
此外，小胶质细胞作为脑部目前唯一发现的一类免疫细胞[19]，它被激活以响应早期的肿瘤刺激，如白细胞介素-6、转化生长因子-β、前列腺素 E2、ATP 和微 RNA，从而导致多种细胞因子和生长因子等的释放[20]。活化的小胶质细胞从静止状态转变为变形虫表型，随后释放出多种促进神经胶质瘤增殖和迁移的因子，包括应激诱导蛋白 1、表皮生长因子、转化生长因子-β 及白细胞介素-1β，其调节进一步允许外周免疫细胞侵袭进入中枢神经[21-22]。而单核细胞衍生的补充大脑肿瘤免疫微环境中小胶质细胞池的巨噬细胞的募集部分由集落刺激因子-1、ATP、神经胶质细胞衍生的神经营养因子、巨噬细胞-集落刺激因子、趋化因子配体 2、趋化因子 C-X3-C 基元配体 1 介导，尤其是在低氧区域[21-27]。肿瘤分泌的趋化因子配体 2 信号通过 TAM 上表达的趋化因子配体 2 受体传递，并导致白细胞介素-6 释放，从而促进神经胶质瘤细胞的侵袭[28]。据报道，除了大量分化的神经胶质瘤细胞外，神经胶质瘤干细胞驻留在胶质母细胞瘤血管周围壁中，且对放射线和化学疗法具有抗性[29]。神经胶质瘤干细胞通过产生化学吸引剂（例如骨膜素）来增强从外周吸收巨噬细胞[30]。招募的 TAM 可依次释放转化生长因子-β，产生基质金属蛋白酶-9，促进神经胶质瘤干细胞侵袭，从而影响神经胶质瘤干细胞[31]。
3 巨噬细胞参与肿瘤发生发展的机制
巨噬细胞具有促进肿瘤生长和抑制肿瘤生长的双重作用[32-33]。在肿瘤发展过程中，巨噬细胞呈现出不同表型，肿瘤微环境能促使巨噬细胞由 M1 型向 M2 型转变。M2 型巨噬细胞即 TAM 在肿瘤发生发展过程中发挥极其重要的作用。下文将通过介绍 TAM 增强肿瘤细胞增殖、侵袭和转移、刺激血管生成且抑制 T 细胞介导的抗肿瘤免疫反应的作用，来探讨巨噬细胞参与肿瘤发生发展的机制。
3.1 TAM 促进肿瘤发生发展
TAM 不仅直接为癌症发展提供结构支持，还可以通过分泌信号分子和细胞外囊泡参与肿瘤的发生[34]。例如，肝细胞癌中的 TAM 通过诱导肝细胞生长因子的表达来促进肿瘤的发展[35]。此外，TAM 分泌的趋化因子配体 8 通过降低子宫内膜癌中雌激素受体表达来促进肿瘤进展[36]。巨噬细胞还可以降低乳腺癌细胞中雌激素受体和孕激素受体的表达，从而增加尿激酶型纤溶酶原激活物受体和 Ki67 的表达。有研究显示 TAM 与乳腺癌患者的预后不良有关[37]。在胰腺导管腺癌中，TAM 能分泌白细胞介素-1β，并阻止 15-羟前列腺素脱氢酶表达，与患者预后不良相关[38]。在许多癌症中，例如肝癌、乳腺癌、肾细胞癌、霍奇金淋巴瘤和卵巢癌中，TAM 产生的集落刺激因子产量增加与癌症的发展有关，但正常卵巢和乳房组织中也被发现存在集落刺激因子的低表达[39]。此外，越来越多的证据表明肿瘤干细胞与 TAM 的相互作用可促进肿瘤发生[40]。在肝细胞癌中，TAM 通过转化生长因子-β 促进癌细胞的干细胞样特性[41]。在胶质母细胞瘤中，肿瘤干细胞分泌的骨膜素从外周血中募集单核细胞衍生的巨噬细胞，以诱导 M2 型 TAM 并促进肿瘤恶性生长，而在三维工程设计的微环境中，卵巢肿瘤干细胞和 TAM 通过 Wnt 途径相互作用，可相应地增强卵巢癌细胞的干样特性和恶性表型[42]。
3.2 TAM 促进肿瘤转移
TAM 中包含的某些分子物质对肿瘤的转移起促进作用，TAM 浸润释放的细胞色素 P450 4A 与转移前生态位形成及 M1 极化趋势呈正相关[43]。TAM还可分泌颗粒蛋白将驻留的肝星状细胞转化为分泌周细胞的成肌纤维细胞，形成支持转移性肿瘤生长的微环境[44]。内在膜蛋白具有促进和抑制肿瘤生长的双重作用，巨噬细胞通过它的缺失以增加血管生成促进肺转移[45]。凋亡性肿瘤细胞释放的 1-磷酸鞘氨醇会刺激 TAM 分泌人脂质运载蛋白-2，从而促进肿瘤转移[46]。在用白细胞介素-2/抗 CD40 免疫疗法治疗的肾细胞癌模型中，肿瘤微环境中 TAM 依赖性一氧化氮的表达是重要的分子读出，对调节基质金属蛋白酶活性和黏附分子的表达至关重要，且是抑制转移过程的基础[47]；TAM 的趋化因子配体 18 作用于其受体膜相关磷脂酰肌醇转移蛋白 3，以促进乳腺癌转移[48]。肿瘤细胞与 TAM 之间的正反馈作用可能导致肿瘤细胞分泌集落刺激因子-1，刺激 TAM 分泌表皮生长因子[49-50]。表皮生长因子通过破坏基质从而加速肿瘤的侵袭和转移[51]。此外，肿瘤的转移还与上皮-间质转化密切相关。在胰腺癌中，TAM 通过激活 Toll 样受体 4/白细胞介素-10 信号通路，降低 E-钙粘蛋白的表达，进而增强上皮-间质转化，促进肿瘤细胞扩散转移[52-53]。而 TAM 通过分泌转化生长因子-β 促进肝癌和大肠癌的癌细胞上皮-间质转化，促进癌细胞转移[54]。
3.3 TAM 促进血管新生
TAM 在肿瘤进展和侵袭中起重要作用，在血管生成中起关键作用[55-56]。在缺氧条件下，TAM 开始表达一系列转录因子，如缺氧诱导因子，这些转录因子调节一系列基因以促进血管生成，进而增加肿瘤细胞的侵袭。TAM 分泌促肿瘤血管生成因子和趋化因子，如血管内皮生长因子、肾上腺髓质素等，为肿瘤的血管生成提供了条件，诱导肿瘤血管新生[57]。此外，TAM 还可分泌其他因子，如几丁质酶 3 样蛋白 1、胸腺嘧啶磷酸化酶、基质金属蛋白酶、尿激酶型纤溶酶原激活剂等，均在肿瘤的进展和侵袭中发挥重要作用[58-59]。目前，表达 Tie2 的单核细胞作为一种存在于人类外周血和肿瘤中的 TAM，已被发现在肿瘤血管生成和生长中发挥重要作用，对人类和小鼠子宫内膜异位症病变、胰腺癌、卵巢癌和其他癌症的研究已揭示了表达 Tie2 的单核细胞在血管生成中的作用[60-61]。
3.4 TAM 抑制抗肿瘤免疫
TAM 在肿瘤微环境中表达趋化因子和细胞因子，促进肿瘤微环境的免疫抑制[62-63]。例如，TAM 分泌趋化因子配体 5、趋化因子配体 22、趋化因子配体 20 等招募调节性 T 细胞，而 TAM 分泌细胞因子白细胞介素-10 和转化生长因子-β 等，通过直接抑制效应 T 细胞或分泌免疫抑制因子而显示出免疫抑制功能，促进肿瘤的发展；TAM 还可以抑制肿瘤浸润自然杀伤细胞和 T 细胞的抗肿瘤活性，并通过骨髓来源的抑制性细胞、肿瘤相关树突状细胞和中性粒细胞协同促进免疫抑制肿瘤微环境[63-64]。而 T 细胞功能的抑制可能是由一氧化氮合酶、精氨酸酶等 TAM 分泌的特异性酶引起的[65-66]。此外，程序性死亡蛋白配体-1、程序性死亡蛋白-1 和细胞毒性 T 淋巴细胞相关蛋白 4 等 TAM 的表达可能会抑制 T 细胞、自然杀伤 T 细胞和自然杀伤细胞的细胞毒性功能，从而促进肿瘤的生长，例如在小鼠肿瘤模型以及人类结肠癌、乳腺癌中，M2 型巨噬细胞可以高表达程序性死亡蛋白-1，而程序性死亡蛋白-1 不仅抑制了 T 细胞的抗肿瘤功能，还抑制了巨噬细胞的吞噬功能，促进了肿瘤的生长[67]。
4 TAM 靶向治疗前景
许多研究表明，TAM 有助于肿瘤进展，并且与实体瘤预后不良相关[68]。作为肿瘤进展的驱动因素，TAM 是有希望的治疗靶点。目前正在开发的巨噬细胞靶向治疗的方法包括：① 抑制单核/巨噬细胞的招募；② 消耗巨噬细胞；③ 激活巨噬细胞的抗肿瘤功能；④ 其他疗法。
4.1 抑制单核/巨噬细胞的招募
TAM 是来源于循环的单核细胞前体，因此抑制单核细胞募集进入肿瘤组织是靶向 TAM 的一种策略。趋化因子配体 2 在肿瘤中单核细胞的募集和定位中起重要作用。靶向趋化因子配体 2 和趋化因子配体 2 受体有望用于限制单核细胞浸润和 TAM 产生。在小鼠胰腺癌模型中，趋化因子配体 2 受体拮抗剂阻断了来自骨髓的趋化因子配体 2 受体阳性单核细胞动员进入肿瘤，其对单核细胞募集的抑制作用进一步限制了 TAM 的产生，并导致肿瘤生长和转移受到抑制[69]。此外，已发现抗趋化因子配体 2 单克隆抗体 carlumab 可以预防小鼠模型中几种癌症的发展[70]。研究表明，抑制 mac-1（CD11b/CD18）也可以通过减少髓样细胞募集来增强肿瘤对放射的反应，从而减弱鳞状细胞癌的生长[71]。在小鼠肺腺癌模型中，成纤维细胞生长因子受体酪氨酸激酶家族抑制剂 AZD4547 可阻断成纤维细胞生长因子受体，显示出强大的 TAM 消除和肿瘤消退作用，使该受体成为潜在的治疗靶点[72]。另外，靶向其他重要分子以募集癌症中的单核细胞/巨噬细胞，即 6-羟基多巴胺儿茶酚胺和补体成分如 C5a，在癌症治疗中也很有前景[73-74]。
4.2 减少或清除 TAM
目前，减少或清除 TAM 的方法有许多。首先，可通过阻断酪氨酸激酶受体集落刺激因子-1 受体来耗尽 TAM，例如，在临床前乳腺癌模型中，抗小鼠集落刺激因子-1 受体抗体可耗尽巨噬细胞[75]。此外，能够穿透血脑屏障的集落刺激因子-1 受体小分子拮抗剂也可以减少 TAM，例如，在神经胶质瘤小鼠模型中，PLX3397（pexidartinib）与减少肿瘤相关的小胶质细胞和胶质母细胞瘤的侵袭有关[76]。在卵巢癌模型中，GW2580 诱导了腹水和浸润性巨噬细胞数量的减少[77]。其次，研究发现，化学疗法或免疫检查点抑制剂应用于阻断集落刺激因子-1/集落刺激因子-1 受体的过程中可以提升其抗肿瘤效率，例如，抗集落刺激因子-1 受体与多西他赛（微管稳定剂）的组合在小鼠上皮性卵巢癌模型中显示出 TAM 耗竭，与多西他赛的抗肿瘤作用相关[78]。然后，应用氯磷酸盐可以清除 TAM，能够消除肿瘤的有氧糖酵解和使缺氧、需氧的肿瘤细胞表达程序性死亡蛋白配体-1 显著增加，肿瘤中 T 细胞浸润增加，从而使原本对程序性死亡蛋白配体-1 抗体不反应的非小细胞肺癌患者产生明显的抗肿瘤反应[79]。最后，具有抗肿瘤作用的四氢异喹啉生物碱曲贝替定，可用于治疗晚期组织肉瘤和复发性卵巢癌，并被发现可导致循环单核细胞和 TAM 的部分耗竭[80]。
4.3 重新编程
由于表面标记或信号分子的靶向作用或代谢的改变，TAM 可以被重新编程为具有杀肿瘤性的表型，以恢复其抗肿瘤特性[81]。TAM 的几种表面标志物可以通过将 TAM 重编程为 M1 型巨噬细胞以增加肿瘤的免疫原性，从而有针对性地切换其表型如清道夫受体、胶原结构样巨噬细胞受体、Toll 样受体、CD40 或趋化因子配体 5 受体[82-85]。例如，在乳腺癌、结肠癌以及黑素瘤模型中胶原结构样巨噬细胞受体单克隆抗体具有抗肿瘤活性，Toll 样受体或 CD40 的特异性配体也可以激活 M1 型巨噬细胞，例如激活核转录因子-κB 途径的 Toll 样受体 3 激动剂 Poly（I∶C），导致促炎性 M1 极化并产生Ⅰ型干扰素达到抗肿瘤的目的[86]。TAM 还可以通过涉及抗炎反应的特定途径如信号传导与转录激活因子 3 或信号传导与转录激活因子 6 来靶向修饰 TAM 的 M2 特征，例如，微管稳定剂（如紫杉醇）可通过抑制信号传导与转录激活因子 3 磷酸化来促进骨髓来源的抑制性细胞极化为具有 M1 型的巨噬细胞，从而靶向抗肿瘤[87]。2019 年的一项体外研究表明，包装在长循环脂质体内并与抗 CD163 抗体偶联的硬脂酸抑制人 M2 型巨噬细胞中，信号传导与转录激活因子 3 的激活及其白细胞介素-10 诱导的基因表达可达到抗肿瘤的目的[88]。同样，信号传导与转录激活因子 6 是被白细胞介素-13 激活并参与 M2 极化的主要信号转导子之一，可以被不同的合成分子（AS1517499、TMC-264、A771726）抑制，从而导致肿瘤的生长受到抑制[89]。
调节巨噬细胞线粒体功能是激活 TAM 重编程的另一种方法。实际上，通过抑制缺氧条件下核呼吸因子 1 的降解可避免丙酮酸脱氢酶编码基因下调，从而促进 TAM 的 M1 极化[90]。有研究已确定了新的药物靶标，如纤维肉瘤小鼠模型中参与调节髓样细胞生长和凋亡的基因 Gadd45b 缺失可使 TAM 的促炎功能激活和肿瘤内免疫浸润[91]。此外，干扰血管生成素家族分子也可能是重编程非小细胞肺癌中 TAM 极化的有效策略[92]。而钙调蛋白依赖性蛋白激酶激酶 2 被定义为新的髓样选择性检查点，可被阻断以促进肿瘤微环境中免疫细胞的重编程[93]。
4.4 其他疗法
自噬是一种自然调节和保存的细胞自我保护机制，其特征是双膜囊泡消除了不必要或功能异常的细胞质成分[94]。研究表明，自噬通过活性氧/细胞外调节蛋白激酶和哺乳动物雷帕霉素靶蛋白信号通路抑制了异丙肾上腺素诱导的 M2 巨噬细胞极化，提示靶标自噬可能通过调节 M2 巨噬细胞极化来决定肿瘤治疗的结果[95]。TAM 上的程序性死亡蛋白配体-1 和程序性死亡蛋白-1 表达可诱导 T 细胞衰竭，并可能限制 T 细胞相关免疫疗法在实体瘤中的功效[96]。因此，程序性死亡蛋白配体-1 抗体对 TAM 的抑制可能有助于 T 细胞介导的免疫治疗。
5 结语
巨噬细胞是传统的先天免疫细胞，在清除病原体和维持组织稳态方面发挥着关键作用。越来越多的证据表明巨噬细胞会影响癌症的进程。M1 型巨噬细胞激活免疫系统，抑制肿瘤生长、转移和扩散。而 M2 型巨噬细胞抑制免疫系统促进肿瘤的发展。在肿瘤微环境中，TAM 被认为是极化的 M2 表型，它是肿瘤微环境的重要组成部分。TAM 的靶向可能被用作一种潜在的治疗策略。目前，巨噬细胞子集重编程的潜力才刚被发掘。将 TAM 重新诱导成稳态激活状态并控制免疫抑制亚群的募集，而不是耗尽它们，或许可以增强抗肿瘤免疫力。这些新颖的治疗途径将为开发有效的抗癌治疗方法带来希望。虽然当前 TAM 相关治疗策略的临床应用仍然非常有限，但 TAM 靶向治疗未来可能成为减少肿瘤转移和改善预后的一种策略。
癌症的治疗不仅与肿瘤细胞的固有特性有关，而且与肿瘤微环境相关细胞有关[1]。巨噬细胞作为驻留在肿瘤微环境中主要的细胞之一，被称为肿瘤相关巨噬细胞（tumor associated macrophage，TAM），是大多数实体瘤中免疫浸润的重要组成部分[2-3]。近年来，TAM 在肿瘤发生发展中的表型、动态变化、功能状态和信号通路等已成为国内外学者研究的热点，并且随着 TAM 与恶性肿瘤之间关系的揭开，TAM 已成为癌症诊断和预后预测的潜在生物标志物，以及潜在的癌症治疗靶标。下文将先概述巨噬细胞的极化和募集，并通过介绍 TAM 促进肿瘤发生发展、肿瘤转移和血管新生以及抑制抗肿瘤免疫的作用，来探讨巨噬细胞参与肿瘤发生发展的机制。最后，将重点讨论以 TAM 为靶标的治疗方法，这些治疗策略的目标是减少、抑制或重新编程具有抗肿瘤活性的巨噬细胞，以逆转通常在癌症中观察到的巨噬细胞的促肿瘤特性。通过以上论述，本文旨在为肿瘤发病机制和治疗策略的研究提供更加有益的启示。
1 巨噬细胞的极化
在肿瘤微环境下，巨噬细胞大致分为 3 类，包括源自单核细胞的 TAM、组织驻留巨噬细胞和源自髓样的抑制细胞[4]。巨噬细胞以极化的方式参与肿瘤的免疫反应：经典激活的 M1 亚型和交替激活的 M2 亚型[5]。辅助性 T 细胞 1 细胞因子（如白细胞介素-12 和白细胞介素-18）或活化的 Toll 样受体促进巨噬细胞向 M1 极化。M1 巨噬细胞参与辅助性 T 细胞 1 对病原体的反应。M1 巨噬细胞通过产生活性氧/活性氮和促炎细胞因子（如白细胞介素-1β、白细胞介素-6、肿瘤坏死因子-α）在先天宿主防御和杀死肿瘤细胞中发挥关键作用。因此，它们被认为是抗肿瘤或“良好”的巨噬细胞[6]。另一方面，巨噬细胞被辅助性 T 细胞 2 细胞因子（如白细胞介素-4、白细胞介素-10 和白细胞介素-13）诱导分化为 M2。M2 巨噬细胞对于辅助性 T 细胞 2 免疫应答至关重要（包括体液免疫、伤口愈合和组织重塑）。此外，M2 巨噬细胞产生抗炎细胞因子，例如白细胞介素-10、白细胞介素-13 和转化生长因子-β，以促进肿瘤的发展。因此，它们被认为是促肿瘤或“坏”的巨噬细胞[7]。M2 巨噬细胞有 4 种表型代表，包括 M2a、M2b、M2c 和 M2d，而被肿瘤微环境中的生长因子和细胞因子激活的 M2 样巨噬细胞被认为是具有免疫抑制作用和肿瘤性质的 M2d 亚型[8]。由于 TAM 在肿瘤进展期的表型具有调节性，因此在初期与 M1 巨噬细胞表型相似，在晚期与 M2 巨噬细胞表型相似[9]。此外，TAM 由于没有产生促进肿瘤细胞增殖的物质，而是通过促进肿瘤的侵袭来增加细胞外基质和基底膜的降解，可见 TAM 的浸润与肿瘤进展密切相关[10]。因此，近年来，试图恢复巨噬细胞天然功能和控制抑制免疫反应的 TAM 治疗策略蓬勃发展，操纵这些“士兵”的先天免疫系统，配合日益强大的免疫疗法，释放适应性免疫系统可能比任何一种方法都更有希望。
2 巨噬细胞的募集
在早期肿瘤病变期间，巨噬细胞通过肿瘤微环境内的多种分泌因子募集，并依次释放促进肿瘤进展的几种细胞因子、趋化因子和生长因子[11]。在肺中，活化的肺泡巨噬细胞释放多种促炎细胞因子，包括肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-1β、白细胞介素-6 以及白细胞介素-8 等，从而促进组织损伤和补充其他免疫细胞[12]。小细胞肺癌细胞显示出高水平的单核细胞趋化蛋白 1，导致血液单核细胞向肿瘤的募集增加[13]。此外，癌症基因 myc 扩增导致肺腺癌小鼠模型中肿瘤细胞的白细胞介素-23 和趋化因子配体 9 表达增加，从而导致淋巴细胞迅速减少，而巨噬细胞在肿瘤微环境逐渐被募集并激活[14]。当组织损伤无法解决时，慢性肝病导致肝纤维化和肝硬化，从而有利于肝细胞癌的发展[15]。在此情况下，常驻库普弗细胞通过多种危险相关分子模式或病原体相关分子模式快速激活[16]，并随后释放各种促炎性细胞因子，例如白细胞介素-1β，这些因子促成肝损伤[17]，并分泌趋化因子，这些因子促进骨髓来源的单核细胞广泛募集入肝脏，并分化为单核细胞衍生的巨噬细胞。在早期肿瘤病变期间，TAM 主要通过集落刺激因子-1、趋化因子配体 2、血管内皮生长因子和转化生长因子-β 在肝细胞癌环境中募集，进而释放出其他可促进癌症进展的细胞因子、趋化因子和生长因子[18]。
此外，小胶质细胞作为脑部目前唯一发现的一类免疫细胞[19]，它被激活以响应早期的肿瘤刺激，如白细胞介素-6、转化生长因子-β、前列腺素 E2、ATP 和微 RNA，从而导致多种细胞因子和生长因子等的释放[20]。活化的小胶质细胞从静止状态转变为变形虫表型，随后释放出多种促进神经胶质瘤增殖和迁移的因子，包括应激诱导蛋白 1、表皮生长因子、转化生长因子-β 及白细胞介素-1β，其调节进一步允许外周免疫细胞侵袭进入中枢神经[21-22]。而单核细胞衍生的补充大脑肿瘤免疫微环境中小胶质细胞池的巨噬细胞的募集部分由集落刺激因子-1、ATP、神经胶质细胞衍生的神经营养因子、巨噬细胞-集落刺激因子、趋化因子配体 2、趋化因子 C-X3-C 基元配体 1 介导，尤其是在低氧区域[21-27]。肿瘤分泌的趋化因子配体 2 信号通过 TAM 上表达的趋化因子配体 2 受体传递，并导致白细胞介素-6 释放，从而促进神经胶质瘤细胞的侵袭[28]。据报道，除了大量分化的神经胶质瘤细胞外，神经胶质瘤干细胞驻留在胶质母细胞瘤血管周围壁中，且对放射线和化学疗法具有抗性[29]。神经胶质瘤干细胞通过产生化学吸引剂（例如骨膜素）来增强从外周吸收巨噬细胞[30]。招募的 TAM 可依次释放转化生长因子-β，产生基质金属蛋白酶-9，促进神经胶质瘤干细胞侵袭，从而影响神经胶质瘤干细胞[31]。
3 巨噬细胞参与肿瘤发生发展的机制
巨噬细胞具有促进肿瘤生长和抑制肿瘤生长的双重作用[32-33]。在肿瘤发展过程中，巨噬细胞呈现出不同表型，肿瘤微环境能促使巨噬细胞由 M1 型向 M2 型转变。M2 型巨噬细胞即 TAM 在肿瘤发生发展过程中发挥极其重要的作用。下文将通过介绍 TAM 增强肿瘤细胞增殖、侵袭和转移、刺激血管生成且抑制 T 细胞介导的抗肿瘤免疫反应的作用，来探讨巨噬细胞参与肿瘤发生发展的机制。
3.1 TAM 促进肿瘤发生发展
TAM 不仅直接为癌症发展提供结构支持，还可以通过分泌信号分子和细胞外囊泡参与肿瘤的发生[34]。例如，肝细胞癌中的 TAM 通过诱导肝细胞生长因子的表达来促进肿瘤的发展[35]。此外，TAM 分泌的趋化因子配体 8 通过降低子宫内膜癌中雌激素受体表达来促进肿瘤进展[36]。巨噬细胞还可以降低乳腺癌细胞中雌激素受体和孕激素受体的表达，从而增加尿激酶型纤溶酶原激活物受体和 Ki67 的表达。有研究显示 TAM 与乳腺癌患者的预后不良有关[37]。在胰腺导管腺癌中，TAM 能分泌白细胞介素-1β，并阻止 15-羟前列腺素脱氢酶表达，与患者预后不良相关[38]。在许多癌症中，例如肝癌、乳腺癌、肾细胞癌、霍奇金淋巴瘤和卵巢癌中，TAM 产生的集落刺激因子产量增加与癌症的发展有关，但正常卵巢和乳房组织中也被发现存在集落刺激因子的低表达[39]。此外，越来越多的证据表明肿瘤干细胞与 TAM 的相互作用可促进肿瘤发生[40]。在肝细胞癌中，TAM 通过转化生长因子-β 促进癌细胞的干细胞样特性[41]。在胶质母细胞瘤中，肿瘤干细胞分泌的骨膜素从外周血中募集单核细胞衍生的巨噬细胞，以诱导 M2 型 TAM 并促进肿瘤恶性生长，而在三维工程设计的微环境中，卵巢肿瘤干细胞和 TAM 通过 Wnt 途径相互作用，可相应地增强卵巢癌细胞的干样特性和恶性表型[42]。
3.2 TAM 促进肿瘤转移
TAM 中包含的某些分子物质对肿瘤的转移起促进作用，TAM 浸润释放的细胞色素 P450 4A 与转移前生态位形成及 M1 极化趋势呈正相关[43]。TAM还可分泌颗粒蛋白将驻留的肝星状细胞转化为分泌周细胞的成肌纤维细胞，形成支持转移性肿瘤生长的微环境[44]。内在膜蛋白具有促进和抑制肿瘤生长的双重作用，巨噬细胞通过它的缺失以增加血管生成促进肺转移[45]。凋亡性肿瘤细胞释放的 1-磷酸鞘氨醇会刺激 TAM 分泌人脂质运载蛋白-2，从而促进肿瘤转移[46]。在用白细胞介素-2/抗 CD40 免疫疗法治疗的肾细胞癌模型中，肿瘤微环境中 TAM 依赖性一氧化氮的表达是重要的分子读出，对调节基质金属蛋白酶活性和黏附分子的表达至关重要，且是抑制转移过程的基础[47]；TAM 的趋化因子配体 18 作用于其受体膜相关磷脂酰肌醇转移蛋白 3，以促进乳腺癌转移[48]。肿瘤细胞与 TAM 之间的正反馈作用可能导致肿瘤细胞分泌集落刺激因子-1，刺激 TAM 分泌表皮生长因子[49-50]。表皮生长因子通过破坏基质从而加速肿瘤的侵袭和转移[51]。此外，肿瘤的转移还与上皮-间质转化密切相关。在胰腺癌中，TAM 通过激活 Toll 样受体 4/白细胞介素-10 信号通路，降低 E-钙粘蛋白的表达，进而增强上皮-间质转化，促进肿瘤细胞扩散转移[52-53]。而 TAM 通过分泌转化生长因子-β 促进肝癌和大肠癌的癌细胞上皮-间质转化，促进癌细胞转移[54]。
3.3 TAM 促进血管新生
TAM 在肿瘤进展和侵袭中起重要作用，在血管生成中起关键作用[55-56]。在缺氧条件下，TAM 开始表达一系列转录因子，如缺氧诱导因子，这些转录因子调节一系列基因以促进血管生成，进而增加肿瘤细胞的侵袭。TAM 分泌促肿瘤血管生成因子和趋化因子，如血管内皮生长因子、肾上腺髓质素等，为肿瘤的血管生成提供了条件，诱导肿瘤血管新生[57]。此外，TAM 还可分泌其他因子，如几丁质酶 3 样蛋白 1、胸腺嘧啶磷酸化酶、基质金属蛋白酶、尿激酶型纤溶酶原激活剂等，均在肿瘤的进展和侵袭中发挥重要作用[58-59]。目前，表达 Tie2 的单核细胞作为一种存在于人类外周血和肿瘤中的 TAM，已被发现在肿瘤血管生成和生长中发挥重要作用，对人类和小鼠子宫内膜异位症病变、胰腺癌、卵巢癌和其他癌症的研究已揭示了表达 Tie2 的单核细胞在血管生成中的作用[60-61]。
3.4 TAM 抑制抗肿瘤免疫
TAM 在肿瘤微环境中表达趋化因子和细胞因子，促进肿瘤微环境的免疫抑制[62-63]。例如，TAM 分泌趋化因子配体 5、趋化因子配体 22、趋化因子配体 20 等招募调节性 T 细胞，而 TAM 分泌细胞因子白细胞介素-10 和转化生长因子-β 等，通过直接抑制效应 T 细胞或分泌免疫抑制因子而显示出免疫抑制功能，促进肿瘤的发展；TAM 还可以抑制肿瘤浸润自然杀伤细胞和 T 细胞的抗肿瘤活性，并通过骨髓来源的抑制性细胞、肿瘤相关树突状细胞和中性粒细胞协同促进免疫抑制肿瘤微环境[63-64]。而 T 细胞功能的抑制可能是由一氧化氮合酶、精氨酸酶等 TAM 分泌的特异性酶引起的[65-66]。此外，程序性死亡蛋白配体-1、程序性死亡蛋白-1 和细胞毒性 T 淋巴细胞相关蛋白 4 等 TAM 的表达可能会抑制 T 细胞、自然杀伤 T 细胞和自然杀伤细胞的细胞毒性功能，从而促进肿瘤的生长，例如在小鼠肿瘤模型以及人类结肠癌、乳腺癌中，M2 型巨噬细胞可以高表达程序性死亡蛋白-1，而程序性死亡蛋白-1 不仅抑制了 T 细胞的抗肿瘤功能，还抑制了巨噬细胞的吞噬功能，促进了肿瘤的生长[67]。
4 TAM 靶向治疗前景
许多研究表明，TAM 有助于肿瘤进展，并且与实体瘤预后不良相关[68]。作为肿瘤进展的驱动因素，TAM 是有希望的治疗靶点。目前正在开发的巨噬细胞靶向治疗的方法包括：① 抑制单核/巨噬细胞的招募；② 消耗巨噬细胞；③ 激活巨噬细胞的抗肿瘤功能；④ 其他疗法。
4.1 抑制单核/巨噬细胞的招募
TAM 是来源于循环的单核细胞前体，因此抑制单核细胞募集进入肿瘤组织是靶向 TAM 的一种策略。趋化因子配体 2 在肿瘤中单核细胞的募集和定位中起重要作用。靶向趋化因子配体 2 和趋化因子配体 2 受体有望用于限制单核细胞浸润和 TAM 产生。在小鼠胰腺癌模型中，趋化因子配体 2 受体拮抗剂阻断了来自骨髓的趋化因子配体 2 受体阳性单核细胞动员进入肿瘤，其对单核细胞募集的抑制作用进一步限制了 TAM 的产生，并导致肿瘤生长和转移受到抑制[69]。此外，已发现抗趋化因子配体 2 单克隆抗体 carlumab 可以预防小鼠模型中几种癌症的发展[70]。研究表明，抑制 mac-1（CD11b/CD18）也可以通过减少髓样细胞募集来增强肿瘤对放射的反应，从而减弱鳞状细胞癌的生长[71]。在小鼠肺腺癌模型中，成纤维细胞生长因子受体酪氨酸激酶家族抑制剂 AZD4547 可阻断成纤维细胞生长因子受体，显示出强大的 TAM 消除和肿瘤消退作用，使该受体成为潜在的治疗靶点[72]。另外，靶向其他重要分子以募集癌症中的单核细胞/巨噬细胞，即 6-羟基多巴胺儿茶酚胺和补体成分如 C5a，在癌症治疗中也很有前景[73-74]。
4.2 减少或清除 TAM
目前，减少或清除 TAM 的方法有许多。首先，可通过阻断酪氨酸激酶受体集落刺激因子-1 受体来耗尽 TAM，例如，在临床前乳腺癌模型中，抗小鼠集落刺激因子-1 受体抗体可耗尽巨噬细胞[75]。此外，能够穿透血脑屏障的集落刺激因子-1 受体小分子拮抗剂也可以减少 TAM，例如，在神经胶质瘤小鼠模型中，PLX3397（pexidartinib）与减少肿瘤相关的小胶质细胞和胶质母细胞瘤的侵袭有关[76]。在卵巢癌模型中，GW2580 诱导了腹水和浸润性巨噬细胞数量的减少[77]。其次，研究发现，化学疗法或免疫检查点抑制剂应用于阻断集落刺激因子-1/集落刺激因子-1 受体的过程中可以提升其抗肿瘤效率，例如，抗集落刺激因子-1 受体与多西他赛（微管稳定剂）的组合在小鼠上皮性卵巢癌模型中显示出 TAM 耗竭，与多西他赛的抗肿瘤作用相关[78]。然后，应用氯磷酸盐可以清除 TAM，能够消除肿瘤的有氧糖酵解和使缺氧、需氧的肿瘤细胞表达程序性死亡蛋白配体-1 显著增加，肿瘤中 T 细胞浸润增加，从而使原本对程序性死亡蛋白配体-1 抗体不反应的非小细胞肺癌患者产生明显的抗肿瘤反应[79]。最后，具有抗肿瘤作用的四氢异喹啉生物碱曲贝替定，可用于治疗晚期组织肉瘤和复发性卵巢癌，并被发现可导致循环单核细胞和 TAM 的部分耗竭[80]。
4.3 重新编程
由于表面标记或信号分子的靶向作用或代谢的改变，TAM 可以被重新编程为具有杀肿瘤性的表型，以恢复其抗肿瘤特性[81]。TAM 的几种表面标志物可以通过将 TAM 重编程为 M1 型巨噬细胞以增加肿瘤的免疫原性，从而有针对性地切换其表型如清道夫受体、胶原结构样巨噬细胞受体、Toll 样受体、CD40 或趋化因子配体 5 受体[82-85]。例如，在乳腺癌、结肠癌以及黑素瘤模型中胶原结构样巨噬细胞受体单克隆抗体具有抗肿瘤活性，Toll 样受体或 CD40 的特异性配体也可以激活 M1 型巨噬细胞，例如激活核转录因子-κB 途径的 Toll 样受体 3 激动剂 Poly（I∶C），导致促炎性 M1 极化并产生Ⅰ型干扰素达到抗肿瘤的目的[86]。TAM 还可以通过涉及抗炎反应的特定途径如信号传导与转录激活因子 3 或信号传导与转录激活因子 6 来靶向修饰 TAM 的 M2 特征，例如，微管稳定剂（如紫杉醇）可通过抑制信号传导与转录激活因子 3 磷酸化来促进骨髓来源的抑制性细胞极化为具有 M1 型的巨噬细胞，从而靶向抗肿瘤[87]。2019 年的一项体外研究表明，包装在长循环脂质体内并与抗 CD163 抗体偶联的硬脂酸抑制人 M2 型巨噬细胞中，信号传导与转录激活因子 3 的激活及其白细胞介素-10 诱导的基因表达可达到抗肿瘤的目的[88]。同样，信号传导与转录激活因子 6 是被白细胞介素-13 激活并参与 M2 极化的主要信号转导子之一，可以被不同的合成分子（AS1517499、TMC-264、A771726）抑制，从而导致肿瘤的生长受到抑制[89]。
调节巨噬细胞线粒体功能是激活 TAM 重编程的另一种方法。实际上，通过抑制缺氧条件下核呼吸因子 1 的降解可避免丙酮酸脱氢酶编码基因下调，从而促进 TAM 的 M1 极化[90]。有研究已确定了新的药物靶标，如纤维肉瘤小鼠模型中参与调节髓样细胞生长和凋亡的基因 Gadd45b 缺失可使 TAM 的促炎功能激活和肿瘤内免疫浸润[91]。此外，干扰血管生成素家族分子也可能是重编程非小细胞肺癌中 TAM 极化的有效策略[92]。而钙调蛋白依赖性蛋白激酶激酶 2 被定义为新的髓样选择性检查点，可被阻断以促进肿瘤微环境中免疫细胞的重编程[93]。
4.4 其他疗法
自噬是一种自然调节和保存的细胞自我保护机制，其特征是双膜囊泡消除了不必要或功能异常的细胞质成分[94]。研究表明，自噬通过活性氧/细胞外调节蛋白激酶和哺乳动物雷帕霉素靶蛋白信号通路抑制了异丙肾上腺素诱导的 M2 巨噬细胞极化，提示靶标自噬可能通过调节 M2 巨噬细胞极化来决定肿瘤治疗的结果[95]。TAM 上的程序性死亡蛋白配体-1 和程序性死亡蛋白-1 表达可诱导 T 细胞衰竭，并可能限制 T 细胞相关免疫疗法在实体瘤中的功效[96]。因此，程序性死亡蛋白配体-1 抗体对 TAM 的抑制可能有助于 T 细胞介导的免疫治疗。
5 结语
巨噬细胞是传统的先天免疫细胞，在清除病原体和维持组织稳态方面发挥着关键作用。越来越多的证据表明巨噬细胞会影响癌症的进程。M1 型巨噬细胞激活免疫系统，抑制肿瘤生长、转移和扩散。而 M2 型巨噬细胞抑制免疫系统促进肿瘤的发展。在肿瘤微环境中，TAM 被认为是极化的 M2 表型，它是肿瘤微环境的重要组成部分。TAM 的靶向可能被用作一种潜在的治疗策略。目前，巨噬细胞子集重编程的潜力才刚被发掘。将 TAM 重新诱导成稳态激活状态并控制免疫抑制亚群的募集，而不是耗尽它们，或许可以增强抗肿瘤免疫力。这些新颖的治疗途径将为开发有效的抗癌治疗方法带来希望。虽然当前 TAM 相关治疗策略的临床应用仍然非常有限，但 TAM 靶向治疗未来可能成为减少肿瘤转移和改善预后的一种策略。