隋 陽 趙治宇 吳長君 (哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院,哈爾濱 150001)
三陰性乳腺癌(triple negative breast cancer,TNBC)指雌激素受體、孕激素受體、人類表皮生長因子-2受體均為陰性的乳腺癌亞型,占浸潤性乳腺癌的12%~17%[1]。相較于其他乳腺癌亞型,TNBC 復(fù)發(fā)率與轉(zhuǎn)移率最高[2]。目前TNBC 治療多以化療為主[3]。受限于嚴(yán)重全身毒副作用、靶向性較差和耐藥性,轉(zhuǎn)移患者化療療效甚微。針對TNBC 的特殊性,尋找一種獨特有效的治療策略迫在眉睫。
MATHOT 等[4]針對腫瘤細(xì)胞及其微環(huán)境關(guān)系的“種子-土壤”理論使腫瘤治療不再局限于腫瘤自身,而是轉(zhuǎn)向基于腫瘤微環(huán)境(tumor microenvironment,TME)干擾與重塑的腫瘤治療新策略。隨著TME 研究不斷深入,學(xué)者們發(fā)現(xiàn)TME 中的免疫細(xì)胞在腫瘤進(jìn)展中有著復(fù)雜且不可忽視的作用。眾多免疫細(xì)胞中,腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(tumor-associated macrophages,TAMs)是最主要的成分,可占實體腫瘤成分的50%以上[5]。TAMs 參與了TNBC 從發(fā)生到轉(zhuǎn)移的全過程,且在判斷TNBC 無病生存期及總生存期方面具有潛在價值[6-8]。鑒于此,本文僅就TAMs 在TNBC進(jìn)展與治療中的作用進(jìn)行綜述。
骨髓來源巨噬細(xì)胞循環(huán)前體在受到腫瘤細(xì)胞表達(dá)的炎癥遞質(zhì)及趨化因子(CCL12、CSF-1、VEGF等)作用下,被募集到TME 中參與腫瘤免疫應(yīng)答[9]。被募集的TAMs 在不同激活條件下可分化為表型及功能不同的巨噬細(xì)胞:在脂多糖(LPS)、IFN-γ 等刺激下,TAM 活化為經(jīng)典途徑激活巨噬細(xì)胞(M1 型);在IL-10、TGF-β 等抗炎因子刺激下,TAM 活化為非經(jīng)典途徑激活巨噬細(xì)胞(M2型)[10]。M1型巨噬細(xì)胞是高效的促炎免疫效應(yīng)細(xì)胞,在損傷或炎癥激活后釋放超氧陰離子和氮自由基充分發(fā)揮其細(xì)胞外殺傷作用,并將抗原呈遞給T細(xì)胞觸發(fā)抗腫瘤效應(yīng)[11]。而M2 型巨噬細(xì)胞則具有修復(fù)損傷組織、抑制炎癥反應(yīng)的腫瘤免疫負(fù)向調(diào)節(jié)作用[12]。腫瘤環(huán)境中,IL-10 和TGF-β可實現(xiàn)M1型向M2型轉(zhuǎn)化[13]。
受腫瘤細(xì)胞外基質(zhì)相互作用影響,研究發(fā)現(xiàn)腫瘤組織內(nèi)TAMs 傾向于向M2 型極化,TNBC 也不例外[14-16]。STEENBURGGE等[17]將巨噬細(xì)胞RAW264.7與TNBC 細(xì)胞4T1 共同接種于小鼠乳腺導(dǎo)管模擬TNBC 從原位癌進(jìn)展至浸潤性癌過程,發(fā)現(xiàn)細(xì)胞接種到腫瘤細(xì)胞突破導(dǎo)管基底膜過程中,相較于單獨接種巨噬細(xì)胞組,共同接種組M1 型巨噬細(xì)胞相關(guān)細(xì)胞因子IL-12 表達(dá)明顯下降,M2 型巨噬細(xì)胞相關(guān)細(xì)胞因子TGF-β1 水平顯著升高,并伴有淋巴結(jié)及遠(yuǎn)處肺轉(zhuǎn)移,研究中還觀察到小鼠外周血中MMP-8及VEGF 水平升高,MMP-8 及VEGF 是重要的M1/M2 極化的誘導(dǎo)因子,因此推測在腫瘤細(xì)胞誘導(dǎo)下,TAMs的M2型極化是一個交替的正反饋過程。
miRNA 是一類具有原癌和抑癌雙重作用的非編碼單鏈小分子[18]。研究表明,miRNA 通過參與TAMs 極化通路發(fā)揮原癌作用。MENG 等[19]將過表達(dá)miR-200c 的TNBC 細(xì)胞系MDA-MB-231 與巨噬細(xì)胞RAW264.7 共培養(yǎng),M2 型TAMs 標(biāo)志物CD206 表達(dá)增加,IL-10 表達(dá)上調(diào),表明miR-200c 參與了TAM向M2 型極化的過程。而WENG 等[20]發(fā)現(xiàn),miR-34a可誘導(dǎo)TAM 向M1 型極化。分別采用病毒轉(zhuǎn)染MDA-MB-231 細(xì)胞mi-34a 和mi-34a 干擾片段,并與單核細(xì)胞THP-1 共孵育后發(fā)現(xiàn),miR-34a 表達(dá)的癌細(xì)胞比miR-34a 抑制表達(dá)的癌細(xì)胞更易誘導(dǎo)THP-1向M1型巨噬細(xì)胞極化。
2.1 促進(jìn)腫瘤血管新生 腫瘤血管生成是TNBC增殖與轉(zhuǎn)移的必備環(huán)節(jié),TAMs 在促進(jìn)腫瘤血管生成方面扮演不可或缺的角色。乏氧是實體腫瘤重要特征之一,TNBC 中,乏氧可刺激缺氧誘導(dǎo)因子-1(hypoxia inducible factor-1,HIF-1)表達(dá),進(jìn)而激活HIF-CSF 通路,大量招募巨噬細(xì)胞至腫瘤區(qū)域,該過程是TME 中巨噬細(xì)胞募集的關(guān)鍵步驟[21]。募集的巨噬細(xì)胞可參與腫瘤血管生成各階段,如巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的基質(zhì)金屬蛋白酶與蛋白水解酶可重構(gòu)細(xì)胞外基質(zhì)為新生血管生成提供有利條件,巨噬細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子(如EGF、VEGF、TNF-α、TGF-β 等)可為新生血管提供網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架等[22-23]。
2.2 促進(jìn)淋巴管形成 TME 中的巨噬細(xì)胞可促進(jìn)淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞生長,為腫瘤淋巴轉(zhuǎn)移提供支持。受腫瘤細(xì)胞誘導(dǎo),巨噬細(xì)胞過表達(dá)β4 整合素,在β4整合素趨化下,巨噬細(xì)胞聚集黏附于淋巴管近端,其自身表達(dá)的TNF-β1 驅(qū)動淋巴內(nèi)皮細(xì)胞收縮。此外聚集的巨噬細(xì)胞通過提高通透性、破壞周圍組織進(jìn)行淋巴管重構(gòu)以實現(xiàn)腫瘤細(xì)胞經(jīng)淋巴途徑轉(zhuǎn)移[24-25]。血管、淋巴管系統(tǒng)新生及重構(gòu)是巨噬細(xì)胞組織修復(fù)功能的一部分,但在腫瘤環(huán)境中卻提高了腫瘤侵襲性。
2.3 腫瘤免疫抑制與免疫逃逸 巨噬細(xì)胞具有強大的吞噬能力和抗原呈遞能力,是連接固有免疫與適應(yīng)性免疫的重要角色。TME 中,TAMs 由具有腫瘤殺傷功能的M1 型轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂薪M織修復(fù)功能的 M2 型,極大削弱了免疫系統(tǒng)對腫瘤的殺傷作用。M1型至M2型轉(zhuǎn)化不僅限制了巨噬細(xì)胞固有的識別與吞噬能力,抑制了與其協(xié)同的CD4+T細(xì)胞及CD8+T 細(xì)胞腫瘤殺傷能力,還可激活Treg與輔助性T細(xì)胞,導(dǎo)致腫瘤免疫抑制[26]。
隨著TAMs 中免疫檢查點受體-程序性死亡 蛋白-1(programmed cell death protein 1,PD-1)及其配體PD-L1 研究深入,巨噬細(xì)胞在腫瘤免疫抑制及逃避中的作用也有了新的發(fā)現(xiàn)。PD-1 作為限制 T 細(xì)胞殺傷作用的調(diào)控因子,廣泛存在于多種T 細(xì)胞。PD-L1 是PD-1 的受體,多表達(dá)于腫瘤細(xì)胞與巨噬細(xì)胞表面[27]。TNBC 細(xì)胞被證實高表達(dá)PD-L1,其腫瘤環(huán)境中的T 細(xì)胞殺傷作用受到明顯抑制[28]。TNBC 腫瘤細(xì)胞激活后TAMs 的JAK-2/STAT3 通路被激活,PD-L1 表達(dá)升高,進(jìn)一步抑制CD8+T 細(xì)胞的腫瘤殺傷作用[29]。另有研究表明,PD-1也可表達(dá)于TAMs 表面,且?guī)缀醣磉_(dá)于所有M2 型TAMs,高表達(dá)PD-1 的TAMs 吞噬能力減弱,一定程度上降低了抗腫瘤免疫作用,而阻斷PD-1/PD-L1 可增強巨噬細(xì)胞吞噬能力,抑制腫瘤生長,有效延長荷瘤鼠生存期[30]。腫瘤細(xì)胞誘導(dǎo)下,TAMs 成為腫瘤免疫抑制與免疫逃逸的重要遞質(zhì)和調(diào)控因素。
2.4 促進(jìn)TNBC 遷移和侵襲 TME 中,TAMs 高密度浸潤提示較高的腫瘤侵襲性和轉(zhuǎn)移風(fēng)險[31]。JOYCE 等[32]研究發(fā)現(xiàn),TAMs 分泌的基質(zhì)金屬蛋白酶、半胱氨酸組織蛋白酶和絲氨酸蛋白酶可水解細(xì)胞外基質(zhì),有利于腫瘤細(xì)胞向周圍侵襲。另一方面TAMs 可通過參與上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化增強腫瘤細(xì)胞干性,提高腫瘤細(xì)胞侵襲性。YANG 等[33]將不同表型巨噬細(xì)胞與MDA-MB-231細(xì)胞共孵育5 d后發(fā)現(xiàn),與M1 型巨噬細(xì)胞共孵育細(xì)胞光鏡下表現(xiàn)為鵝卵石樣的上皮樣細(xì)胞,而與M2 型巨噬細(xì)胞共孵育細(xì)胞則表現(xiàn)為更細(xì)長的間充質(zhì)樣細(xì)胞。此外,相較于與M2型巨噬細(xì)胞共孵育的腫瘤細(xì)胞,與M1 型共孵育的細(xì)胞E-鈣黏蛋白表達(dá)顯著升高,表明M1型TAMs 具有逆轉(zhuǎn)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化的潛力,可在一定程度上降低腫瘤細(xì)胞侵襲性。
研究認(rèn)為,TNBC 高密度的TAMs 浸潤與不良預(yù)后相關(guān),且預(yù)示較高的轉(zhuǎn)移風(fēng)險[34]。通過對172 例患者的腫瘤組織行TAMs 免疫組化染色發(fā)現(xiàn),較高病理分級患者常伴有較高TAMs 浸潤[35-36]。相較于低TAMs浸潤患者,高TAMs浸潤者總生存期和無病生存期顯著縮短。
此外,浸潤的TAMs 對化療療效也存在一定影響,阿霉素、鉑類化合物、紫杉醇等常見TNBC 化療藥物均可激活TAMs,激活的TAMs 可促進(jìn)受損腫瘤組織修復(fù),進(jìn)而誘導(dǎo)化療耐受[37]。不僅如此,TAMs可產(chǎn)生大量IL-10,后者可抑制樹突狀細(xì)胞產(chǎn)生IL-12, 限制了以CD8+T 細(xì)胞為主的腫瘤免疫殺傷作用[38]。LITVIAKOV 等[39]選擇CD68 作為TAMs 標(biāo)志物以評估腫瘤中M1 型TAMs 和M2 型TAMs 數(shù)量,CCL18 和YKL-39 作為M2 型TAMs 特異標(biāo)志物研究患者對蒽環(huán)類化療藥的反應(yīng)性與CCL18、YKL-39 表達(dá)的關(guān)系,對68 例患者進(jìn)行4~6 個療程的蒽環(huán)類藥物新輔助化療發(fā)現(xiàn),CCL8 及YKL-39 高表達(dá)者對新輔助化療反應(yīng)較差,而CD68 表達(dá)在反應(yīng)良好組與反應(yīng)不良組間無明顯差異,可見相較于TAMs 數(shù)量,TAMs表型更適于成為化療療效指標(biāo)。
4.1 傳統(tǒng)TAMs 靶向策略 近年TAMs 靶向治療思路主要以抑制TAMs募集、TAMs耗竭、逆轉(zhuǎn)TAMs極化為主。阻斷趨化因子作用是抑制TAMs 募集的重要方法,目前研究靶標(biāo)多為CCL2/CCR2[40-41]。CCL2/CCR2 軸激活可減少骨髓單核細(xì)胞動員,進(jìn)而降低巨噬細(xì)胞在乳腺中的浸潤。已有研究表明,曲貝替定、硼替佐米可通過降低血漿中CCL2 含量抑制巨噬細(xì)胞募集[42]。最近一項研究發(fā)現(xiàn),CCL5可通過在殘留腫瘤中招募巨噬細(xì)胞誘使乳腺癌復(fù)發(fā),CCL5或可成為TNBC輔助化療及遏制復(fù)發(fā)的重要靶點[43]。
以二磷酸鹽為主的巨噬細(xì)胞凋亡誘導(dǎo)劑(如氯膦酸、唑來膦酸等)已被廣泛用于TAMs 耗竭。二磷酸鹽極易通過內(nèi)吞作用被巨噬細(xì)胞捕獲,內(nèi)化的二磷酸鹽可抑制FPP 合成酶活性,通過限制RAS 相關(guān)蛋白異戊烯化誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞凋亡[44]。小鼠自發(fā)性乳腺癌模型中連續(xù)給予唑來膦酸治療,可顯著減少新生血管生成,降低TAMs密度,提高生存率[45]。
細(xì)胞因子可有效調(diào)控TAMs 極化方向。當(dāng)TAMs 暴露于CD4+Th1 細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子(如TNF、IL-12等)時,TAMs傾向于M1型極化[42]。NF-κB 通路是調(diào)節(jié)CD4+Th1 細(xì)胞因子轉(zhuǎn)錄的重要通路, LI 等[46]發(fā)現(xiàn)冬蟲夏草提取物可通過激活NF-κB 通路促進(jìn)TAMs向M1型極化,進(jìn)而抑制TNBC進(jìn)展。
4.2 TAMs 相關(guān)靶向納米工程 腫瘤靶向納米粒子是非常有前景的藥物遞送系統(tǒng),具有高特異性、高滲透性和高相容性,不僅可增加腫瘤內(nèi)部藥物累積,增強藥物抗腫瘤作用,還可減少藥物對非靶向器官的細(xì)胞毒性作用,降低藥物副作用。常用納米粒子殼層材料以脂質(zhì)體和聚乳酸-羥基乙酸共聚物[poly(lactic-co-glycolic acid),PLGA]為主,而巨噬細(xì)胞來源分泌囊泡有良好組織相容性及靶向性,粒徑小,相較于傳統(tǒng)納米粒子材料更能避免胞內(nèi)溶酶體逃逸,增加胞質(zhì)內(nèi)藥物累積,因此是非常有前景的納米藥物載體殼層。HANEY 等[47]利用超速離心法分離純化巨噬細(xì)胞條件培養(yǎng)基中收獲的胞外囊泡,并在不同條件下分別裝載紫杉醇和阿霉素,構(gòu)建了以巨噬細(xì)胞來源囊泡為遞送系統(tǒng)的靶向納米藥物,體內(nèi)和體外實驗均顯示出了良好的抗腫瘤作用。LI等[48]將去除包涵物質(zhì)的巨噬細(xì)胞來源外泌體與裝載阿霉素的PLGA 納米顆粒混合,并通過孔徑 100 nm 的聚碳酸酯多孔膜構(gòu)建了粒徑大小一致的復(fù)合納米靶向粒子,不僅提高了靶向腫瘤細(xì)胞核的能力,促進(jìn)藥物核內(nèi)累積,延長了藥物體內(nèi)半衰期,體內(nèi)外腫瘤抑制作用也十分顯著。TNBC 術(shù)后復(fù)發(fā)率高,相較于傳統(tǒng)納米粒子,巨噬細(xì)胞可受術(shù)后炎癥因子及殘留腫瘤干細(xì)胞雙重趨化,克服了傳統(tǒng)納米粒子在術(shù)后腫瘤血運破壞后藥物內(nèi)滲及滯留效率降低障礙?;赥AM 的這項優(yōu)勢,QIU 等[49]將包裹紫杉醇和白藜蘆醇的脂質(zhì)體表面以八精氨酸(R8)修飾,并以巨噬細(xì)胞作為載體建立了一種“雙引導(dǎo)”靶向給藥系統(tǒng),膜融合和炎癥觸發(fā)將藥物輸送到復(fù)發(fā)腫瘤細(xì)胞。TNBC 術(shù)后復(fù)發(fā)小鼠模型中,該納米粒子表現(xiàn)出較好抑制作用,并下調(diào)腫瘤相關(guān)和炎癥相關(guān)細(xì)胞因子水平。GONG 等[50]將巨噬細(xì)胞膜與4T1 細(xì)胞膜進(jìn)行融合雜化,利用雜化膜包被DOX 的PLGA 納米粒子,納米粒子與巨噬細(xì)胞和癌細(xì)胞形成雜交膜偶聯(lián)后,在炎癥部位高度聚集并特異性靶向轉(zhuǎn)移灶,抗轉(zhuǎn)移率高達(dá)88.9%。雜化膜的多靶向能力為乳腺癌轉(zhuǎn)移提供了有前景的治療策略。將納米粒子靶向給藥系統(tǒng)用于傳統(tǒng)TAMs 靶向策略也是目前研究熱點。納米粒子能夠搭載藥物、金屬材料、小干擾RNA,并進(jìn)一步組合,通過多種作用機制協(xié)同發(fā)揮作用干預(yù)TAMs。ZANGANEH 等[51]證明了FDA 批準(zhǔn)的右旋糖酐包覆氧化鐵納米顆??赏ㄟ^鐵氧化物介導(dǎo)的Fenton 反應(yīng)產(chǎn)生ROS,介導(dǎo)TAMs 向M1 型巨噬細(xì)胞復(fù)極化,從而抑制乳腺癌進(jìn)展和肺、肝轉(zhuǎn)移。SUN 等[52]通過將包裹MnO 殼載DOX 孔碳納米球內(nèi)化到巨噬細(xì)胞,開發(fā)了一種增強化療/化學(xué)動力協(xié)同治療的巨噬細(xì)胞載體(MMDM)。由此產(chǎn)生的MMDM 可避免過早泄漏藥物導(dǎo)致細(xì)胞功能障礙,并最大限度維持細(xì)胞活力。在腫瘤組織中積聚后,MMDM 可在近紅外激光下被摧毀,使納米顆粒從載體巨噬細(xì)胞中充分釋放。釋放的納米顆??煞纸釮O,在腫瘤微環(huán)境中產(chǎn)生O緩解腫瘤缺氧。同時,納米顆粒MnO 殼層被細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽還原為Mn,釋放DOX,從而增強了Mn介導(dǎo)的類Fenton反應(yīng)。TAMs 相關(guān)靶向納米粒子研究具有廣闊空間和前景。
TAMs 是腫瘤微環(huán)境重要組分,在浸潤免疫細(xì)胞中占有很高比例。TAMs 通過調(diào)控腫瘤細(xì)胞免疫逃避、腫瘤血管及淋巴管生成等參與TNBC 發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移全過程。TAMs 在TME 中轉(zhuǎn)換表型促使TME 由抗腫瘤狀態(tài)轉(zhuǎn)為免疫抑制狀態(tài),這一動態(tài)變化使得TAMs 成為調(diào)控腫瘤行為與療效評價反饋的重要環(huán)節(jié)。鑒于TAMs 在腫瘤進(jìn)展中的重要作用,基于TAMs 的治療策略應(yīng)運而生。受TNBC 高異質(zhì)性影響,僅針對單一TAMs 相關(guān)通路的靶向治療無法達(dá)到良好療效,未來基于TAMs 的多模式靶向治療將成為研究熱點。