靶向肿瘤相关巨噬细胞治疗卵巢癌的研究进展

2023-01-20 23:55郑嘉慧林妍陈巧芬王雪峰
国际妇产科学杂志 2022年6期
关键词:卵巢癌靶向纳米

郑嘉慧,林妍,陈巧芬,王雪峰

在女性生殖系统恶性肿瘤中,卵巢癌发病率排第3 位,死亡率排第1 位[1]。全世界每年有将近31.3万名妇女确诊,20.7 万人死亡。目前卵巢癌的标准治疗是肿瘤细胞减灭术联合以铂为基础的化疗,但在此治疗方式下,卵巢癌5 年存活率仅为47.4%[2],且近年越来越多的研究证明卵巢癌进展不仅与癌细胞自身相关,还与其生存的微环境密切相关。肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associated macrophages,TAMs)是肿瘤微环境(tumor microenvironment,TME)中数量最多且最重要的免疫细胞,参与了卵巢癌增殖与转移、血管生成和免疫抑制等。现就靶向TAMs 治疗卵巢癌的研究进展及应用进行综述。

1 巨噬细胞的种类和功能

巨噬细胞是一种位于组织内的白细胞,在不同的组织和环境中受到各种信号分子的调控,可进行不同形式的重编程,分化成不同的细胞亚群,主要分为经典活化的巨噬细胞(M1 型)和替代性活化的巨噬细胞(M2 型)[3]。M1 型巨噬细胞由1 型辅助性T 细胞(helper T cell 1,Th1 细胞)和1 型固有淋巴样细胞(innate lymphoid cell-1,ILC-1)驱动,主要参与Ⅰ型免疫应答反应,抗微生物和肿瘤细胞。M2 型巨噬细胞由Th2 细胞和ILC-2 驱动,主要参与Ⅱ型免疫应答反应,抗寄生虫,促进组织修复和重建、新血管生成,以及肿瘤的生长、侵袭和转移,并具有免疫调节功能。在一定条件下,这2 种类型的巨噬细胞可以相互转化。

2 靶向TAMs 治疗卵巢癌

目前针对TAMs 治疗卵巢癌的策略主要有:抑制TAMs 的募集、增强TAMs 的吞噬功能、消耗TAMs、TAMs 复极化和阻断TAMs 与肿瘤细胞相互作用。

2.1 抑制TAMs 的募集在肿瘤微环境中,TAMs主要表现为M2 型[4],而M2 型TAMs 的浸润常预示卵巢癌的预后不良[5]。其中,趋化因子的趋化作用促进巨噬细胞募集,进而导致M2 型TAMs 浸润。因此,抑制趋化因子的表达是治疗卵巢癌的一种方式。

CC 趋化因子配体2(chemokineC-Cmotifligand2,CCL2)即单核细胞趋化蛋白1(monocyte chemotactic protein-1,MCP-1),是一种典型的炎性趋化因子,在趋化作用下,单核细胞被募集至卵巢癌病灶部位并分化成TAMs,进而分泌表皮生长因子(epidermal growth factor,EGF)[3]和基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)等,促进卵巢癌细胞的生长、迁移和侵袭。而Moisan 等[6]通过建立小鼠耐药卵巢癌异种移植模型发现,与紫杉醇或卡铂单药治疗相比,采用紫杉醇或卡铂联合抗CCL2 抗体(C1142 和CNTO888)治疗后,小鼠的肿瘤负荷显著降低。Thaklaewphan等[7]将人上皮性卵巢癌细胞系TOV-21G 细胞作为研究对象,发现以甲氧基黄酮为主要成分的山柰提取物可能通过抑制核因子κB(nuclear factor-κB,NF-κB)/NF-κB 抑制蛋白(inhibitor of NF-κB,IκB)级联作用,对卵巢癌组织的CCL2 产生抑制作用,提示其可能成为卵巢癌的潜在治疗方法。此外,相关研究表明,宾达利(Bindarit)[8]和唑来膦酸[9]也能够抑制CCL2 的募集作用,提示其具有治疗卵巢癌的潜在可能。

2.2 增强TAMs 的吞噬功能CD47 属于免疫球蛋白超家族,是一种细胞表面跨膜蛋白,可以与信号调节蛋白α(signal regulatory protein α,SIRPα)相互作用。CD47 在多种癌细胞中过表达,通过与巨噬细胞和其他骨髓细胞表面的SIRPα 结合抑制信号转导,使巨噬细胞对恶性肿瘤细胞的吞噬作用丧失[10]。因此,通过药物拮抗CD47 的功能并阻断CD47/SIRPα信号通路可能激活巨噬细胞的吞噬功能,发挥抗肿瘤效应。Shimizu 等[11]的研究纳入了1 435 例卵巢癌患者,发现CD47 高表达与卵巢癌患者的不良预后有关,并在卵巢癌异种移植小鼠模型中发现,中性鞘磷脂酶抑制剂GW4869 和5-(N-乙基-N-异丙基)阿米洛利可分别抑制外泌体分泌及CD47 摄取,从而抑制卵巢癌细胞表面CD47 表达,增强巨噬细胞吞噬功能。此外,Huang 等[12]构建了一种携带SIRPα-IgG1 Fc 融合基因(由人SIRPα 的v 结构域与人IgG1 Fc 片段所构成的融合基因)的新型溶瘤腺病毒,在治疗CD47 高表达的卵巢癌中发挥有效的抗肿瘤作用。目前靶向CD47/SIRPα 途径的药物有CD47 靶向抗体Hu5F9-G4、CC-90002 和SIRPα-Fc融合蛋白TTI-621 等[13]。

2.3 消耗TAMs阻断TAMs 分化途径是从源头上减少TAMs 数量的一种有效手段。比如在集落刺激因子1(colony-stimulating factor-1,CSF-1)的调控下,单核细胞可分化成TAMs,并维持其活性。因此,阻断CSF-1 受体可以有效地减少TAMs 数量。晚期卵巢癌患者易并发恶性腹水,而这与TAMs 通过释放促肿瘤介质,如血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)增加血管通透性,诱导新血管生成,加剧晚期卵巢癌患者的腹水渗漏有关。研究表明,CSF-1 受体抑制剂GW2580 可使上皮性卵巢癌小鼠的M2 型TAMs 浸润减少,肿瘤负荷和腹水情况减轻;还可减轻晚期卵巢癌患者的腹腔积液,延长生存时间,提高生存质量[14]。

此外,通过特异性识别M2 型TAMs 的表面抗原选择性杀伤TAMs 可达到更好的疗效。如在上皮性卵巢癌小鼠模型中嵌合抗原受体T 细胞(chimeric antigen receptor T cell,CAR-T)可选择性清除M2 型TAMs[15],募集内源性肿瘤特异性T 细胞,杀伤肿瘤细胞,延缓肿瘤进展,延长生存时间。目前临床上针对肿瘤相关成纤维细胞、细胞外基质和肿瘤血管等特异性靶点的CAR-T 免疫疗法已取得良好疗效。

调节自噬与调控凋亡也是消耗TAMs 的常见治疗手段。精氨酸酶1 抑制剂可减少精氨酸的消耗,引起自噬缺陷,导致TAMs 凋亡。而氯膦酸二钠脂质体(clodronate liposomes,CLS)则可利用TAMs 的自噬机制释放溶解在脂质体水相中的氯膦酸盐,当氯膦酸盐达到一定浓度时可导致TAMs 凋亡。Xia 等[16]对上皮性卵巢癌小鼠注射CLS,发现TAMs 数量减少,肿瘤体积缩小,肿瘤的腹腔转移进展减缓。

2.4 TAMs 复极化尽管在肿瘤微环境中,TAMs主要表现为M2 型,即促肿瘤表型,但TAMs 也具有很强的可塑性,表面标志、信号分子的靶向作用或代谢的改变都可能使M2 型TAMs 重新编程为M1 型,以恢复其抗肿瘤特性。这表明在卵巢癌的靶向治疗中,利用巨噬细胞的可塑性诱导M2 型TAMs 复极化为M1 型是一种可行的策略。

实现TAMs 复极化的常见手段是改变巨噬细胞表面某些抗原分化簇等表型标志物的表达。抗苗勒管激素受体Ⅱ(anti-Müllerian hormone receptor Ⅱ,AMHRⅡ)在约70%的妇科肿瘤细胞表面表达,Murlentamab是一种高亲和力结合AMHRⅡ和CD16 的单克隆抗体。Prat 等[17]将人卵巢肿瘤细胞与Murlentamab 共同培养,发现Murlentamab 不仅能使来源于单核细胞的巨噬细胞定向朝M1 型表达,还能降低CD36+TAMs 和CD206+TAMs 的比例,并增加CD64+TAMs比例,即减弱M2 型TAMs 的促肿瘤作用,促进M1型TAMs 表达,达到重编程极化TAMs 的作用。

与巨噬细胞表型极化相关信号通路中的关键酶也可作为调节的靶点。例如,磷脂酰肌醇3 激酶(phosphoinositide 3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)信号通路与卵巢癌密切相关。有研究表明,PI3K 家族成员PI3Kγ 是介导TAMs 免疫抑制作用的关键调节剂,其抑制剂通过诱导M1 型TAMs产生炎症反应,阻止肿瘤生长[18]。但PI3Kγ 在卵巢癌中的具体作用有待进一步研究。值得注意的是,现有数据提示,在卵巢癌患者的血液、肿瘤组织和腹水中含量升高的溶血磷脂酸可能通过其受体激活PI3K/Akt/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)通路,直接诱导卵巢癌单核/巨噬细胞向TAMs 极化,而溶血磷脂酸主要由TAMs 产生,形成了促进卵巢癌转移和侵袭的恶性循环[19]。这可能是卵巢癌免疫治疗的潜在治疗靶点。

与消耗TAMs 和抑制TAMs 募集相比,TAMs 复极化不仅能避免巨噬细胞急剧减少的负面影响,如自身免疫调节功能紊乱、影响组织修复等,还使M2型TAMs 减少、M1 型TAMs 增加。因此,TAMs 复极化在肿瘤免疫治疗领域受到更广泛的关注,卵巢癌潜在治疗靶点有待更深层次的研究。

2.5 阻断TAMs 与肿瘤细胞相互作用李乔等[20]发现在TAMs 条件培养基中培养的人卵巢癌细胞株ES-2 细胞的侵袭性及缺氧诱导因子1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)水平均高于未加入TAMs 条件培养基的ES-2 细胞,经过白细胞介素10(interleukin-10,IL-10)免疫黏附素处理后,TAMs 条件培养基组ES-2 细胞中HIF-1α 蛋白水平和细胞侵袭性均明显下降,表明TAMs 可能是通过上调IL-10 水平,诱导ES-2 细胞中HIF-1α 蛋白水平升高,进而促进卵巢癌细胞的侵袭和转移,而IL-10 免疫黏附素可以降低HIF-1α 蛋白水平与卵巢癌的侵袭性。提示靶向拮抗IL-10 的免疫药物可能为卵巢癌的治疗提供新的策略。此外,研究发现长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)也可以为癌症的治疗提供更精确的靶点。Zeng 等[21]在卵巢癌裸鼠体内注射LIMT(一种高度保守的lncRNA),观察到裸鼠腹腔内肿瘤结节缩小和肿瘤的数量减少,并证实M2 型TAMs 分泌的EGF 通过激活表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)-细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK)信号通路抑制LIMT 表达。提示在卵巢癌中差异表达的lncRNA 可能为M2 型TAMs 促进肿瘤迁移和发展的原因之一,为卵巢癌治疗提供了新的思路。

3 靶向TAMs 治疗卵巢癌的应用

3.1 在化疗中的应用目前卵巢癌的治疗以手术为主,辅以化疗,但大部分患者治疗后会出现复发、转移、耐药等现象,这一现象与TAMs 的作用密切相关[22]。然而近年来学者发现部分化疗方案可以抑制M2 型TAMs 的极化和促进TAMs 的重编程,表明TAMs 可以作为化疗的新靶点。Heath 等[23]在接受新辅助化疗的高级别浆液性卵巢癌患者的大网膜活检中发现,CD163+TAMs 的比例显著降低,且CD206+TAMs表面CD206 的表达显著减少,而CD163 和CD206 是M2 型TAMs 的标志物,表明新辅助化疗可以减少M2 型TAMs 标志物的表达。此外,Natoli 等[24]研发一种微管靶向化疗药物——普那布林(Plinabulin),在其作用下卵巢癌肿瘤样本中TAMs的CD86 表达增加,且CD86+TAMs 的比例呈剂量依赖性增加,而TAMs 的CD206 表达显著下降,表明普那布林可诱导TAMs 去极化为M1 型,增强其抗肿瘤免疫作用。

3.2 在免疫检查点阻断中的应用目前临床研究广泛使用免疫检查点阻断作为治疗卵巢癌的新策略。但卵巢癌是“冷”肿瘤,具有少量肿瘤浸润淋巴细胞、大量免疫抑制细胞,所以免疫治疗效果相对较差[25]。有研究表明,程序性死亡1(programmed death-1,PD-1)或程序性死亡配体1(programmed death ligand-1,PD-L1)作为免疫检查点阻断重要的靶点,通过抑制其治疗卵巢癌的平均应答率为10%~15%[26]。但是,通过靶向TAMs 免疫检查点阻断联合治疗有望重塑肿瘤微环境,增强抗肿瘤的作用。有研究表明,抗CD40 单克隆抗体联合抗CSF-1 受体抗体对TAMs 的靶向治疗可以减少TAMs 浸润,辅助免疫检查点阻断疗法可增强抗肿瘤活性[27]。此外,Toll 样受体7/8(Toll like receptor 7/8,TLR7/8)激动剂雷西莫特的脂质体制剂也能联合PD-1 阻断疗法,增强后者对卵巢癌的治疗效果[28]。

3.3 在纳米药物中的应用TAMs 的吞噬能力和运动能力是纳米药物能够输送至肿瘤表面的决定因素。研究表明,相对较大的(>100 nm)阴离子纳米颗粒可有效地积聚在卵巢癌的TAMs 中[29]。通过腹腔注射阴离子纳米颗粒可以实现TAMs 的高度靶向,卵巢癌中的TAMs 通过胞吞作用高效摄取纳米颗粒,一方面可以选择性标记在腹壁转移性卵巢癌表面,利于外科切除肿瘤;另一方面可以利用纳米颗粒包裹药物进行卵巢癌的靶向治疗。Parayath 等[30]已证明基于透明质酸包裹miR-125b 的纳米颗粒(HA-PEImiR-125b)可以特异性地将TAMs 重新极化为M1型。此外,该纳米颗粒与紫杉醇联合治疗上皮性卵巢癌可增强抗肿瘤效应,但仍需在临床中进一步评估其疗效。Kang 等[28]对卵巢癌小鼠腹腔注射大型阴离子脂质体包裹的TLR7/8 激动剂雷西莫特,证实该纳米制剂可以将M2 型TAMs 去极化为M1 型TAMs,增强抗肿瘤效果。除了上述介绍的基于阴离子聚合物的纳米颗粒外,纳米脂质体、无机纳米颗粒等也在卵巢癌治疗中发挥了一定作用,但目前的研究仅限于细胞与动物层面,仍有待进一步的临床实验评估其治疗效果。

3.4 在中药治疗中的应用化疗会给晚期卵巢癌患者带来一定程度的身体负担,而相对不良反应较小的中药成为治疗卵巢癌的一种选择。中药在TAMs靶向治疗中的作用主要集中在阻断TAMs 的募集和抑制TAMs 向M2 型极化2 个方面。

TAMs 分泌的转化生长因子β(transforming growth factor-β,TGF-β)和MMP 均可降解细胞外基质,促进上皮-间质转化。而使用姜黄素对卵巢癌患者腹水中分离的原代TAMs 细胞进行干预后发现,20 μmol/L 的姜黄素可抑制TAMs 分泌TGF-β1,减少卵巢癌上皮间质转化的发生,进而阻断TAMs 的募集功能,抑制卵巢癌的迁移和侵袭[31]。另外,Lee 等[32]发现五味子中提取的去氧五味子素能抑制人卵巢癌中M2 型TAMs 标志物CD163 和CD209 的表达,减少M2 型TAMs 的数量,抑制卵巢癌的转移并延缓肿瘤修复。此外,中药在TAMs 靶向治疗中的免疫调节、逆转耐药和增强化疗效果等方面也发挥一定作用[31,33]。中药在靶向TAMs 治疗卵巢癌上展现出良好的开发前景。

4 结语与展望

TAMs 是卵巢癌肿瘤微环境中重要的免疫细胞,参与卵巢癌的增殖和转移,并且TAMs 的浸润与患者的预后密切相关。目前针对TAMs 靶向治疗卵巢癌的策略有抑制TAMs 募集,如利用抗CCL2 抗体、山柰提取物、宾达利和唑来膦酸抑制趋化因子CCL2的表达;增强TAMs 的吞噬能力,如通过靶向CD47的抗体药物阻断CD47/SIRPα 信号通路;应用CART 选择性清除M2 型TAMs 等。同时,促进TAMs 复极化也是一种抑制肿瘤生长、发展的手段,如高亲和力结合 AMHR Ⅱ和 CD16 的单克隆抗体Murlentamab,能将M2 型TAMs 去极化为M1 型TAMs,而抑制TAMs 向M2 型极化的关键调节剂PI3Kγ 在卵巢癌的作用则有待进一步的研究。此外,纳米药物及中药在靶向TAMs 治疗卵巢癌中也逐步得到广泛研究。目前,部分靶向TAMs 治疗卵巢癌的药物已逐步进入临床试验阶段,随着TAMs 靶向治疗位点研究的深入,将会发现更有效的卵巢癌治疗方法及药物,进一步提高患者的生存率及生活质量。

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