结直肠癌(CRC)是全球范围内引起癌症相关死亡的主要原因之一，大约占新诊断癌症病例的7%,并在癌症死亡病例中占比约11%[1]。尽管目前包括传统化学治疗、靶向治疗、免疫治疗以及联合治疗在内的多种药物治疗手段已被广泛应用于CRC的治疗中，但由于CRC表现出复杂的表观遗传学特征和肿瘤异质性，其临床治疗仍面临重大挑战，特别是在许多实体肿瘤中已取得良好疗效的免疫治疗，却在CRC治疗中的效果相对有限，仅在微卫星高度不稳定型(MSI-H型)CRC中表现较好，并面临着耐药性问题。除了肿瘤本身以外，CRC的发生、发展过程还涉及到其肿瘤微环境，这些交互机制目前尚未完全阐明。

肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)是CRC微环境中最为丰富的细胞类型之一，对CRC的发生、发展起着至关重要的作用。它们不仅在肿瘤的增殖、侵袭、转移、代谢调节、免疫抑制以及微生物生态调节等生物学过程中发挥关键作用，而且与肿瘤微环境中包括其他免疫细胞、癌相关成纤维细胞(CAFs)、细胞因子和细胞外基质(ECM)等在内的组分都有着密切的联系，同时TAMs显著的异质性和极化特性增加了CRC的复杂性，对治疗构成了挑战[2-3]。近年来，随着单细胞测序技术的快速发展，越来越多的研究揭示了表达不同分子标记的TAMs亚群的差异性，为研究者提供了新的视角。因此，本文结合近年来TAMs的相关研究，对CRC中TAMs的功能调控、交互网络、异质性以及潜在药物靶点进行总结归纳，以期为针对TAMs的理论研究和临床应用提供路径。

一、TAMs概述

TAMs是肿瘤微环境中主要的免疫细胞，在促进肿瘤发生、侵袭、转移、血管生成及治疗抗性的产生中发挥了重要的作用。TAMs能够在不同微环境信号的诱导下极化为抑瘤的M1型和促瘤的M2型，其中M2型TAMs在进展性肿瘤中占据主导地位[4]。这种极化不仅表现出TAMs的功能异质性，而且还反映了其在肿瘤进展中的复杂作用。此外，研究发现，TAMs可以通过参与葡萄糖代谢的调节，增强葡萄糖代谢，进而加剧多种肿瘤代谢产物积聚，促进相关基因表达和信号转导，如TAMs中的葡萄糖代谢增加，导致溶酶体组织蛋白酶B的O-乙酰葡糖胺糖基化修饰增加，从而促进肿瘤转移和化学治疗耐药[5]。同时，TAMs在促进肿瘤血管生成中也起到关键作用，并参与肿瘤免疫调节。表达IL-1β+和CD163+等不同分子标记的TAMs分别能在胰腺癌和恶性黑色素瘤中调节肿瘤免疫，表明了其复杂的异质性和多样的免疫调节作用，未来在单细胞测序技术的支持下势必会有更多的异质性TAMs功能亚群被揭示[6-7]。

TAMs的生物活动受到多种因素的精细调控，包括启动子、外泌体以及肿瘤微环境中其他类型细胞。其中，与信号转导和转录激活因子3(STAT3)启动子相关的调节轴是调控TAMs活动的关键因素，现有研究证明了Janus激酶2/STAT3/miR-506-3p/叉头框蛋白Q1轴和高迁移率族蛋白A2/STAT3/CC趋化因子配体2(CCL2)轴参与了TAMs的调控活动[8-9]。此外，肿瘤源性外泌体miR-934和与肠道菌群密切相关的组织蛋白酶K等都参与了TAMs的调控活动，影响着肿瘤的发生、发展和抗肿瘤免疫功能[10-11]。总而言之，TAMs通过其代谢重编程和与肿瘤微环境中各种细胞之间的复杂作用网络，对肿瘤的免疫微环境进行重塑，影响肿瘤的进展、耐药产生和功能转变。随着免疫治疗的研究进展和临床应用，对TAMs的深入了解，特别是其在肿瘤微环境中的调控网络及其代谢通量的评价，将为阐明肿瘤发生机制、克服免疫治疗抗性以及开发新型治疗药物等方面提供重要的理论基础和新的治疗策略。

二、TAMs与肿瘤微环境的相互作用

TAMs在肿瘤微环境中的作用至关重要，它们通过与肿瘤微环境中的多种组分(如免疫细胞、基质细胞、可溶性细胞因子和ECM等)相互作用，显著影响肿瘤的发生、发展、侵袭、转移和免疫抑制。肿瘤细胞分泌的Hh配体促使TAMs向M2型极化，并通过Hedgehog信号通路减少C-X-C基序趋化因子配体9(CXCL9)和CXCL10的产生，进而抑制CD8+T淋巴细胞的招募，诱导免疫抑制[12]。TAMs也可与其他免疫细胞发生交互作用，其与肿瘤抗原特异性CD4+Th1细胞的同源相互作用能够影响TAMs向M1型极化，从而调节肿瘤免疫微环境[13]。有研究表明，不同的TAMs亚群在肿瘤微环境中行使着不同的功能，如CD206+TAMs可能通过主要组织相容性复合体Ⅱ轴与CD4+T淋巴细胞相互作用以促进肿瘤发生[14]。TAMs还会与间质细胞发生作用，如CAFs通过多种调节分子诱导巨噬细胞前体招募并趋向M2型极化，从而削弱效应T淋巴细胞的应答，诱导免疫抑制[15]。

除上述细胞成分外，TAMs还与ECM中的大分子(如胶原纤维和透明质酸等)相互作用，这些交互活动影响着TAMs的表型和功能。ECM硬度的增加可以通过激活巨噬细胞中的Toll样受体4信号通路，上调促炎基因的表达[16]。目前针对TAMs的治疗策略，如在三阴性乳腺癌中利用脂氧素受体激动剂BML-111,通过整合素连接激酶通路抑制TAMs刺激的肿瘤细胞上皮间质转化，表明了靶向TAMs重塑肿瘤微环境的潜力[17]。由此可见，TAMs在肿瘤发展的各个阶段中通过与肿瘤微环境中的细胞及非细胞成分相互作用，对肿瘤细胞增殖、炎症、免疫抑制、血管生成等过程发挥着关键作用，控制各种成分之间的交互行为，能够提供许多潜在的抗肿瘤治疗靶点，也为开发新的肿瘤治疗策略提供了重要的理论基础。

三、TAMs参与的CRC发展过程

TAMs在CRC的发展中扮演着关键角色，通过参与相关信号通路和基因调控网络影响肿瘤进展。来自CRC的小细胞外囊泡(sEV)-miR-21-5p和sEV-miR-200a能协同诱导TAMs向促瘤的M2型极化，进而通过操纵磷酸酶张力蛋白同源物/蛋白激酶B(Akt)和细胞因子信号转导抑制因子1/STAT1信号通路，促进程序性死亡配体1(PD-L1)表达，加强TAMs介导的CD8+T淋巴细胞抑制，引起免疫逃逸和CRC进展[18]。作为经典的表皮生长因子受体/磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)/Akt/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)通路，CRC细胞通过该通路分泌的表皮生长因子促进了TAMs的M2型极化，而PI3K/Akt通路的激活进一步增强了CRC细胞的增殖和侵袭能力[2]。含胶原三螺旋重复蛋白1通过转化生长因子-β(TGF-β)/Smad通路上调CCL15,增强TAMs的趋化能力并诱导M2极化，可能与CRC中的免疫耐受和治疗耐药相关[19]。此外，另一项研究表明，Wnt信号通路在M2型TAMs极化中起主导作用[20]。至此，可以发现这些信号通路均能通过诱导M2型极化来促进肿瘤进展，因此通过多种策略来抑制M2型极化可能成为未来研究的新方向。

近年来，干扰素基因刺激因子(STING)通路也成为肿瘤研究的热点之一，TAMs同样也参与了STING通路的调控活动。研究表明，巨噬细胞中STING的激活通过免疫应答基因1介导的转录因子EB核易位，促使TAMs向M2型极化，进而抑制CRC的肝转移[21]。此外，TAMs还参与了复杂的趋化因子信号轴，某些趋化因子如肝再生磷酸酶-3通过上调CC趋化因子家族中的CCL26诱导TAMs浸润，进而促进CRC的侵袭和转移[22]。T细胞因子(TCF)/淋巴增强因子家族的转录因子TCF4通过CCL2/CCR2轴增强TAMs的招募和M2型极化，在CRC肝转移中发挥重要作用[23]。

基因调控过程中的上游因素对TAMs参与的促瘤作用也有十分重要的作用。编码组蛋白甲基转移酶的Zeste增强子同源物2基因参与了组蛋白修饰等表观遗传调控过程，它通过诱导M2型TAMs向M1型极化进而抑制肿瘤进展[24]。此外，信号调节蛋白α(Sirpα)是一种促瘤基因，它的转录因子Elk-1可以直接调控Sirpα的表达，进而调节CRC进展和TAMs吞噬作用；相反，Elk-1的转录因子Ap-2α可以结合Elk-1的启动子以发挥拮抗作用[25]。另外一种转录因子X-框结合蛋白1在TAMs中的激活，可以通过促进促癌细胞因子的表达和分泌来抑制巨噬细胞的吞噬作用，进而促进CRC进展[26]。靶向这些信号通路和基因调控路径中的关键分子为CRC的临床治疗提供了新思路。

四、TAMs与CRC的免疫治疗

1.CRC免疫治疗的现状

2017年在美国食品药品监督管理局的批准下，免疫检查点抑制剂(ICIs)纳武利尤单抗和帕博利珠单抗被用于MSI-H/错配修复缺陷(dMMR)型难治性CRC中，并获得了良好的效果，但这部分以高肿瘤突变负担和免疫原性为特点的转移性CRC(mCRC)仅占mCRC的5%,有大批患者无法在ICIs治疗中获益[27]。目前ICIs针对的免疫检查点包括程序性死亡受体1(PD-1)/PD-L1、细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4、淋巴细胞活化基因3等，以PD-1/PD-L1靶点抑制剂应用最为广泛。PD-1主要表达于活化的T淋巴细胞，与PD-L1相结合，产生共抑制信号，诱导机体免疫耐受。除了T淋巴细胞外，TAMs也表达PD-1,并且肿瘤细胞可以通过增加其PD-1表达，抑制TAMs对肿瘤细胞的吞噬[28]。TAMs在CRC的治疗中往往起着阻碍和抵抗的作用，并且能够诱导免疫抑制微环境形成。因此，通过靶向TAMs的免疫治疗可能对CRC有效或对ICIs治疗起辅助协同作用。

2.TAMs诱导免疫抑制的机制

TAMs诱导CRC免疫抵抗的作用与细胞相互作用、转录调控、代谢重编程和微生物群等多种机制有关。CD8+T淋巴细胞是杀伤肿瘤的主要免疫细胞之一，TAMs可能通过抑制CD8+T淋巴细胞的激活、增殖、聚集及功能耗竭诱导免疫抑制，并且CD8+T淋巴细胞耗竭可能预测免疫治疗的疗效。研究表明，体腔中的T淋巴细胞免疫球蛋白和黏蛋白结构域蛋白4阳性巨噬细胞可以直接抑制CD8+T淋巴细胞的激活和增殖，并通过调节免疫相关基因表达间接抑制其免疫功能[29]。在代谢方面，M1型和M2型TAMs的主要区别在于它们的精氨酸代谢，M2型细胞通过代谢分泌产生的鸟氨酸，促进肿瘤细胞IL-33表达，进而诱导肿瘤进展和转移，TAMs还可以通过释放精氨酸酶1,经由含核苷酸结合寡聚化域蛋白1信号抑制CD8+T淋巴细胞毒性，削弱其对CRC的抗肿瘤免疫功能；不仅如此，TAMs还通过分泌细胞因子IL-10,减少CD8与T淋巴细胞受体的共定位，进而减少活化CD8+T淋巴细胞数量，高表达于TAMs中的CD206通过抑制CD45磷酸酶活性，诱导CD8+T淋巴细胞毒性降低[2]。

N6-甲基腺苷(m6A) RNA甲基化也参与了TAMs的免疫功能调节，它提供了靶向TAMs改善ICIs治疗效果的潜在靶点。在对CRC的单细胞RNA测序数据分析中发现，m6A RNA甲基化介导的巨噬细胞亚型与肿瘤细胞之间存在广泛的细胞通讯现象，进一步的分析表明，m6A介导的肿瘤微环境细胞亚群对CRC患者具有良好的预后价值，并且能够区分接受ICIs治疗患者的免疫反应，特别是对于成纤维细胞和巨噬细胞[30]。甲基转移酶样蛋白3(METTL3)基因的缺失可导致巨噬细胞M2型极化和浸润增加，并引起调节性T淋巴细胞(Treg)募集和肿瘤生长[31]。

近年来的研究越来越重视代谢重编程在免疫微环境中的作用，除了一直以来受到关注的Warburg效应外，另外还有研究发现，脂滴依赖的脂肪酸代谢能够影响TAMs的极化状态和免疫抑制能力，并且mTOR信号通路在调控巨噬细胞极化和脂滴代谢中起重要作用[32]。此外，肠道菌群在TAMs所介导的免疫抵抗中的作用也不容忽视，核梭杆菌可能通过感染巨噬细胞进而诱导免疫抑制，而大肠杆菌B2和粪肠球菌通过巨噬细胞诱导的旁观者效应发挥致瘤活性[2]。单细胞测序技术揭示了某些亚群的TAMs在CRC的诱导免疫抗性中的突出作用，肿瘤特异性成纤维细胞激活蛋白阳性的成纤维细胞和分泌型磷蛋白1阳性的巨噬细胞在趋化因子、TGF-β和IL-1的调控下发生相互作用，诱导免疫抑制微环境的形成，而CD155+TAMs参与了CRC的M2型转化、免疫抑制及肿瘤进展过程[4,33]。

3.靶向TAMs的免疫治疗策略

目前已有许多靶向TAMs的免疫治疗策略正处于研究阶段。一种靶向前列腺素E2(PGE2)信号通路的抑制剂TP-16可以抑制PGE2受体4所诱导的M2型TAMs和骨髓源性抑制细胞(MDSCs)的分化，从而显著提高肿瘤浸润免疫细胞的活性[34]。血管内皮生长因子通过抑制抗原提呈细胞和免疫效应细胞，或增强Treg、MDSCs和TAMs等免疫抑制性细胞来驱动免疫抵抗，被抑制的免疫细胞反过来参与肿瘤血管生成过程，形成恶性循环，因此ICIs联合抗肿瘤血管生成药物可能会逆转免疫治疗抗性，达到免疫治疗增敏的目的。

五、问题与展望

CRC是世界癌症第二大死亡原因，其发病率居世界第三位，并有20%的患者出现转移性CRC的初期临床表现；在中国，CRC也在所有恶性肿瘤中发病率位居第二位，死亡率位居第五位，并且呈现持续上升的趋势，对人类健康产生了极大威胁[35-36]。CRC包括MSI-H/dMMR型和微卫星稳定(MSS)型/错配修复正常(pMMR)型，由于两者在免疫细胞浸润和免疫原性上的差异，对以PD-1/PD-L1阻断剂为代表的ICIs的治疗反应性存在差异，只有仅占5%的MSI-H/dMMR型CRC对免疫治疗敏感[37]。TAMs作为肿瘤微环境中最丰富的免疫细胞之一，在整个CRC的微环境中起到了至关重要的作用，能够显著影响ICIs治疗和其他抗肿瘤治疗方法的疗效。因此，通过靶向TAMs抑制和逆转其促瘤表型，能够有效改善CRC的免疫治疗效果，针对TAMs靶向药物和疗法的研发成为当前热点。上述研究发现了许多靶向TAMs的上游调控机制，诸如表观遗传修饰、转录调控、代谢重编程以及细胞因子或其他蛋白质的交互作用网络。许多通过靶向TAMs改善免疫治疗抗性的治疗策略正在临床前实验阶段或已经进入临床试验，这些治疗方法在不久的未来必将在CRC免疫治疗增效中发挥作用。但是由于TAMs与其他细胞和分子交互及其本身异质性的复杂性，寻找到真正有效的策略仍然十分困难，今后需要开展进一步的基础研究去揭示TAMs的表型转变调控、交互网络以及复杂的异质性。

参考文献:

[36]练佳韦,刘颖春,余红平.结直肠癌的全球流行情况､危险因素及归因疾病负担研究进展[J].中国癌症防治杂志,2024,16(1):1-9.

基金资助:宿迁市科技计划项目(S202311);

文章来源:吴健晖,曹磊.结直肠癌微环境中肿瘤相关巨噬细胞作用的研究进展[J].江苏医药,2024,50(11):1177-1181.