肿瘤相关巨噬细胞极化的治疗策略探讨

肿瘤相关巨噬细胞极化的治疗策略探讨演讲人目录01.肿瘤相关巨噬细胞极化的治疗策略探讨02.TAMs极化的分子机制与功能异质性03.TAMs极化在肿瘤进展中的多重作用04.靶向TAMs极化的治疗策略05.挑战与未来展望06.总结与展望01肿瘤相关巨噬细胞极化的治疗策略探讨肿瘤相关巨噬细胞极化的治疗策略探讨在肿瘤微环境（TumorMicroenvironment,TME）的复杂调控网络中，肿瘤相关巨噬细胞（Tumor-AssociatedMacrophages,TAMs）以其强大的可塑性和多功能性，成为连接肿瘤细胞、免疫细胞、基质细胞的核心枢纽。在我的临床与基础研究工作中，我深刻观察到：TAMs的极化状态——即经典激活的M1型（抗肿瘤）与替代激活的M2型（促肿瘤）的动态平衡——直接决定了肿瘤的进展、转移、治疗抵抗及预后。近年来，随着单细胞测序、空间转录组等技术的发展，我们对TAMs异质性的认识不断深入，针对其极化调控的治疗策略也取得了突破性进展。本文将从TAMs极化的分子机制入手，系统探讨其在肿瘤进展中的多重作用，并重点分析靶向极化通路的治疗策略、联合治疗模式及面临的挑战，以期为肿瘤免疫治疗提供新的思路。02TAMs极化的分子机制与功能异质性TAMs极化的分子机制与功能异质性TAMs的极化并非简单的二元分化，而是受到肿瘤微环境中多种信号分子、代谢产物及细胞间相互作用的精细调控，其分子机制涉及信号通路、转录因子、表观遗传修饰及代谢重编程等多个层面。经典信号通路对极化的调控STAT1/STAT3信号通路STAT1是M1型极化的关键效应分子，在IFN-γ、GM-CSF等细胞因子激活下，通过磷酸化入核，诱导IRF1、NOS2、MHC-II等抗肿瘤基因的表达，驱动TAMs发挥吞噬抗原、呈递抗原及杀伤肿瘤细胞的功能。而STAT3则主要介导M2型极化，在IL-4、IL-13、IL-10及肿瘤来源的EGF、TGF-β等因子激活下，促进ARG1、CD206、IL-10等促肿瘤基因的表达，抑制炎症反应并促进组织修复。值得注意的是，STAT3的持续激活是TAMs向M2型极化的“开关”，其通过负反馈抑制STAT1的活性，形成促肿瘤极化的正循环。经典信号通路对极化的调控NF-κB与MAPK信号通路NF-κB通路是M1型极化的核心调控轴，TLR4、TNF-α等信号通过IKK复合物激活IκBα，释放p65/p50二聚体入核，诱导TNF-α、IL-1β、IL-12等促炎因子的表达。而MAPK通路中的ERK、JNK、p38则通过调控转录因子（如AP-1、ATF2）的活性，双向调节极化：ERK的持续激活倾向于M2型极化，而p38/JNK的瞬时激活则促进M1型极化。经典信号通路对极化的调控PI3K/Akt/mTOR信号通路该通路是代谢重编程与极化调控的连接枢纽。Akt的激活通过抑制GSK-3β，稳定β-catenin，促进M2型相关基因（如VEGF、TGF-β）的表达；而mTORC1的激活则通过增强HIF-1α的活性，驱动糖酵解和脂质合成，为M2型TAMs的增殖和功能提供能量支持。转录因子的级联调控除上述信号通路外，多个转录因子形成复杂的调控网络：-IRF5/IRF4：IRF5是M1型极化的“执行者”，与STAT1协同激活NOS2；而IRF4则通过与STAT3结合，促进M2型基因表达，两者在极化过程中相互拮抗。-PPARγ：作为核受体家族成员，PPARγ被IL-4激活后，通过诱导CD36、ARG1等基因表达，促进M2型极化，同时在脂质代谢中发挥作用，增强TAMs的吞噬脂质能力（形成“泡沫细胞”）。-KLF4/6：KLF4是M2型极化的关键转录因子，抑制IL-12等M1型因子；而KLF6则通过促进STAT3的核转位，增强M2型功能。表观遗传修饰的精细调控表观遗传修饰通过改变染色质可及性，在不改变DNA序列的情况下动态调控极化相关基因的表达：-组蛋白修饰：H3K4me3（激活性标记）在M1型基因启动子区域富集，而H3K27me3（抑制性标记）则沉默M2型基因；相反，M2型极化时，H3K4me3向M2型基因启动子转移，H3K27me3则沉积在M1型基因区域。-非编码RNA调控：miR-146a通过靶向TRAF6和IRF5，抑制M1型极化；miR-21通过靶向PTEN激活PI3K/Akt通路，促进M2型极化；长链非编码RNA（如lncRNA-EPS）通过结合SUZ12（PRC2复合物成员），抑制M1型基因的转录。-DNA甲基化：M2型基因（如MRC1）启动子区域的低甲基化促进其表达，而M1型基因（如IL-12）的高甲基化则抑制其转录。代谢重编程对极化的决定性作用代谢重编程是TAMs极化的“物质基础”，不同极化状态对应截然不同的代谢模式：-M1型TAMs：以糖酵解为主，通过Warburg效应产生大量乳酸，同时依赖氧化磷酸化（OXPHOS）和活性氧（ROS）生成，支持其高吞噬活性和促炎功能。-M2型TAMs：以脂肪酸氧化（FAO）和氧化磷酸化为主，通过PPARγ/PGC-1α通路增强线粒体功能，同时利用脂滴储存能量，支持其增殖、迁移及组织修复功能。此外，M2型TAMs还高表达精氨酸酶1（ARG1），消耗精氨酸，抑制T细胞功能。03TAMs极化在肿瘤进展中的多重作用TAMs极化在肿瘤进展中的多重作用TAMs的极化状态并非一成不变，而是随着肿瘤进展动态演变：早期以M1型为主，发挥免疫监视作用；随着肿瘤生长，M2型TAMs逐渐占据主导，通过多种机制促进肿瘤免疫逃逸、血管生成、转移及治疗抵抗。促进免疫抑制微环境的形成M2型TAMs是免疫抑制微环境的“建筑师”，其通过分泌多种抑制性分子和细胞因子，削弱抗肿瘤免疫应答：-分泌免疫抑制性细胞因子：IL-10、TGF-β直接抑制T细胞的增殖和活化，促进调节性T细胞（Tregs）的分化，形成“免疫抑制闭环”。-表达免疫检查点分子：PD-L1、PD-L2、CD80/CD86等分子与T细胞表面的PD-1、CD28结合，抑制T细胞的杀伤功能；B7-H4则通过抑制IL-2信号，阻断T细胞活化。-代谢性免疫抑制：通过ARG1消耗精氨酸，IDO催化色氨酸转化为犬尿氨酸，腺苷（通过CD73/CD39通路产生）激活A2A受体，共同抑制T细胞和NK细胞功能。促进肿瘤血管生成与淋巴管生成M2型TAMs是血管生成的“催化剂”，其通过分泌VEGF、bFGF、PDGF等促血管生成因子，促进内皮细胞增殖和血管新生；同时，MMP2/9、TIMP1等蛋白酶降解基底膜，为血管出芽提供空间。在乳腺癌、肝癌等模型中，TAMs密度与微血管密度（MVD）呈正相关，且与肿瘤转移风险增加相关。此外，M2型TAMs还分泌VEGF-C、VEGF-D，促进淋巴管生成，为肿瘤细胞进入淋巴系统创造条件。促进肿瘤侵袭与转移M2型TAMs通过“级联放大”效应促进转移：-降解细胞外基质（ECM）：分泌MMP2、MMP9、MMP12等蛋白酶，降解IV型胶原、层粘连蛋白等ECM成分，破坏基底膜完整性，为肿瘤细胞侵袭提供“通道”。-形成“前转移微环境”：在转移器官（如肺、肝）中，M2型TAMs通过分泌CCL2、CXCL12等趋化因子，招募循环肿瘤细胞（CTCs）并诱导其定植，同时通过VEGF促进转移灶的血管生成。-上皮-间质转化（EMT）诱导：分泌TGF-β、EGF等因子，激活肿瘤细胞内的EMT转录因子（Snail、Twist、ZEB1），促进肿瘤细胞失去极性，获得迁移和侵袭能力。介导治疗抵抗TAMs的极化状态是肿瘤治疗抵抗的重要驱动因素：-化疗抵抗：M2型TAMs通过分泌IL-10、TGF-β，上调肿瘤细胞中ABC转运蛋白（如P-gp）的表达，减少化疗药物（如紫杉醇、阿霉素）的细胞内浓度；同时，通过分泌EGF激活肿瘤细胞的PI3K/Akt通路，促进DNA修复和抗凋亡蛋白（如Bcl-2）的表达。-放疗抵抗：放疗后，肿瘤细胞释放HMGB1、ATP等“危险信号”，招募单核细胞并极化为M2型TAMs，后者通过分泌IL-6、IL-8激活STAT3通路，促进肿瘤细胞存活和增殖；同时，TAMs分泌的MMPs可清除放疗诱导的细胞碎片，减少抗原呈递，削弱放疗后的免疫原性细胞死亡（ICD）。介导治疗抵抗-靶向治疗抵抗：在EGFR突变的非小细胞肺癌（NSCLC）中，M2型TAMs通过分泌HGF激活c-Met旁路，绕过EGFR抑制；在HER2阳性乳腺癌中，TAMs分泌的IL-6可激活JAK/STAT通路，恢复HER2下游信号。04靶向TAMs极化的治疗策略靶向TAMs极化的治疗策略基于对TAMs极化机制的深入理解，靶向极化通路的治疗策略已成为肿瘤免疫治疗的重要方向。目前，策略主要分为四类：阻断M2型极化信号、逆转M2型为M1型、清除M2型TAMs、调节代谢重编程，以及联合治疗以增强疗效。阻断M2型极化信号通路CSF-1/CSF-1R抑制剂CSF-1是巨噬细胞存活、增殖和极化的关键因子，CSF-1R高表达于M2型TAMs。通过小分子抑制剂（如Pexidartinib、PLX3397）或中和抗体阻断CSF-1/CSF-1R信号，可减少TAMs浸润，抑制M2型极化。在临床试验中，Pexidartinib联合PD-1抑制剂在晚期黑色素瘤中显示出客观缓解率（ORR）提升（从单药10%至联合30%）；但在胶质母细胞瘤中，单药疗效有限，可能与TAMs的异质性及补偿性通路激活有关。阻断M2型极化信号通路STAT3抑制剂STAT3是M2型极化的核心转录因子，其抑制剂包括小分子抑制剂（如Stattic、Napabucasin）和反义寡核苷酸（如AZD9150）。Stattic通过阻断STAT3的磷酸化和二聚化，抑制IL-10、TGF-β等M2型因子的表达；Napabucasin在临床试验中与化疗联合，在胰腺癌中延长了无进展生存期（PFS），但因其脱靶效应（如抑制DNA修复）导致血液学毒性，需优化给药策略。阻断M2型极化信号通路PI3K/Akt/mTOR抑制剂该通路抑制剂（如Buparlisib、Everolimus）可通过阻断脂质代谢和能量供应，抑制M2型TAMs的增殖和功能。在乳腺癌模型中，Buparlisib联合CSF-1R抑制剂显著减少TAMs浸润，增强T细胞浸润；但临床研究中，PI3K抑制剂的剂量限制性毒性（如高血糖、皮疹）限制了其广泛应用。阻断M2型极化信号通路CCR2/CCR5抑制剂CCL2-CCR2轴是单核细胞从骨髓向肿瘤微环境迁移的关键通路，抑制剂（如Cenicriviroce、BMS-813160）可减少TAMs浸润。在非酒精性脂肪肝炎相关肝癌（NASH-HCC）模型中，Cenicriviroce联合PD-1抑制剂不仅减少TAMs，还改善了肝脏炎症，延缓肿瘤进展；目前其联合PD-1抑制剂的临床试验（如NCT03005167）正在推进中。逆转M2型为M1型（“再教育”策略）TLR激动剂TLR4激动剂（如LPS、MPLA）、TLR7/8激动剂（如R848、Resiquimod）可通过激活MyD88/TRIF通路，促进NF-κB和IRF3激活，诱导M1型极化。临床前研究中，R848局部给药在黑色素瘤中显著增加M1型TAMs比例，促进T细胞浸润；但全身性给药可能导致细胞因子风暴，需通过纳米载体实现局部递送。逆转M2型为M1型（“再教育”策略）IFN-γ及类似物IFN-γ是M1型极化的“启动因子”，通过激活STAT1诱导IRF1、NOS2等表达。聚乙二醇化IFN-α（PegIFN-α）在临床试验中与抗血管生成药物联合，在肾癌中显示出疗效；但IFN-γ的半衰期短、全身毒性高，新型长效IFN-γ类似物（如EF05300）正在开发中。逆转M2型为M1型（“再教育”策略）表观遗传调节剂-组蛋白去乙酰化酶抑制剂（HDACi）：如伏立诺他，通过增加组蛋白乙酰化，激活M1型基因（如IL-12），抑制M2型基因（如IL-10）。在淋巴瘤模型中，HDACi联合PD-1抑制剂逆转TAMs极化，增强抗肿瘤免疫。-DNA甲基化抑制剂：如阿扎胞苷，通过抑制DNMT1，激活沉默的M1型基因（如IRF5），在白血病模型中显示“再教育”效果。逆转M2型为M1型（“再教育”策略）双功能分子将“免疫激活”与“靶向递送”结合的双功能分子（如抗CSF-1R/TLR4融合蛋白）可特异性作用于TAMs，局部激活M1型极化。临床前研究中，此类分子显著降低了肿瘤内M2型TAMs比例，且全身毒性低于单一激动剂。清除M2型TAMs抗体依赖性细胞介导的细胞毒性（ADCC）通过靶向M2型特异性标志物（如CD163、CD206、CD301）的抗体（如RG7155、CARL-619），招募NK细胞通过ADCC清除M2型TAMs。RG7155在纤维化疾病模型中成功清除巨噬细胞，在临床试验中显示出安全性，但其在肿瘤中的疗效需进一步验证。清除M2型TAMsCAR-T细胞靶向TAMs将CAR（嵌合抗原受体）修饰的T细胞设计为靶向TAMs表面标志物（如CSF-1R、CD163），可特异性清除M2型TAMs。临床前研究中，CSF-1RCAR-T细胞在胶质母细胞瘤模型中显著延长生存期，且未观察到明显的神经毒性；但如何避免靶向正常组织中的巨噬细胞（如肝脏Kupffer细胞）是关键挑战。清除M2型TAMs“Trojanhorse”策略利用肿瘤细胞或TAMs自身吞噬特性，将载有化疗药物或毒素的纳米颗粒（如CSF-1R靶向纳米颗粒）递送至TAMs内部，诱导其凋亡。在乳腺癌模型中，CSF-1R靶向紫杉醇纳米颗粒显著降低TAMs密度，且骨髓毒性低于游离紫杉醇。调节代谢重编程糖酵解抑制剂2-DG（2-脱氧-D-葡萄糖）是糖酵解抑制剂，可阻断M2型TAMs的能量供应，促使其向M1型极化。在肝癌模型中，2-DG联合PD-1抑制剂增加肿瘤内乳酸浓度，激活NLRP3炎症小体，促进IL-1β分泌，增强抗肿瘤免疫。调节代谢重编程脂肪酸氧化（FAO）抑制剂Etomoxir（CPT1抑制剂）可通过阻断脂肪酸进入线粒体，抑制M2型TAMs的OXPHOS功能。在胰腺癌模型中，Etomoxir联合CSF-1R抑制剂显著减少TAMs浸润，降低肿瘤转移；但其心脏毒性限制了临床应用，新型CPT1抑制剂（如Perhexiline）正在评估中。调节代谢重编程精氨酸代谢调节剂N^ω-羟基-精氨酸（NOHA）是ARG1抑制剂，可恢复精氨酸水平，解除T细胞抑制。在黑色素瘤模型中，NOHA联合PD-1抑制剂显著增强T细胞杀伤功能，减少肿瘤生长。联合治疗策略鉴于TAMs极化调控网络的复杂性，单一靶点治疗难以取得持久疗效，联合治疗已成为必然趋势：-与免疫检查点抑制剂（ICI）联合：CSF-1R抑制剂（如Pexidartinib）+PD-1抑制剂在晚期NSCLC中，ORR达25%，显著高于PD-1单药（12%）；TLR激动剂（如SD-101）+抗PD-1在黑色素瘤中，客观缓解率（ORR）达50%，且持久缓解率提高。-与化疗联合：吉西他滨联合CSF-1R抑制剂在胰腺癌中，不仅减少TAMs浸润，还促进ICD，增强抗原呈递，延长PFS至6.8个月（化疗组4.2个月）。-与抗血管生成药物联合：贝伐单抗（抗VEGF）联合CSF-1R抑制剂在肾癌中，通过“正常化”肿瘤血管，改善T细胞浸润，同时抑制M2型TAMs的促血管生成功能。联合治疗策略-与放疗联合：放疗后给予TLR激动剂（如PolyI:C），可放大“危险信号”，促进M2型TAMs向M1型逆转，增强放疗后的免疫记忆效应。05挑战与未来展望挑战与未来展望尽管靶向TAMs极化的治疗策略取得了显著进展，但仍面临诸多挑战：TAMs异质性与可塑性不同肿瘤类型、不同肿瘤部位（原发灶vs转移灶）、不同疾病阶段（早期vs晚期）的TAMs，其表面标志物、转录谱和功能均存在显著差异。例如，胶质母细胞瘤中的TAMs以小胶质细胞来源为主，表达TMEM119、P2RY12；而乳腺癌中的TAMs以外周单核细胞来源为主，表达CD16、HLA-DR。此外，TAMs的可塑性使其在治疗压力下快速极化，如CSF-1R抑制剂治疗后，残留TAMs可能通过上调AXL等替代通路维持M2型功能。肿瘤微环境的复杂性TAMs的极化不仅受自身调控网络影响，还与肿瘤细胞、成纤维细胞、内皮细胞及免疫细胞相互作用。例如，肿瘤细胞分泌的CCL2可招募单核细胞，成纤维细胞分泌的CXCL12可促进TAMs存活，T细胞分泌的IFN-γ可诱导M1型极化，而Tregs分泌的IL-10则抑制M1型功能。这种“细胞间对话”的复杂性，使得单一靶点治疗难以全面阻断促肿瘤信号。药物递送与生物安全性如何将药物特异性递送至肿瘤微环境中的TAMs，同时减少对正常组织巨噬细胞的损伤，是临床转化的关键挑战。例如，CSF-1R抑制剂在清除肿瘤内TAMs的同时，也减少了肝脏Kupffer细胞和肠道巨噬细胞，导致感染风险增加；TLR激动剂的全身给药易引发细胞因子风暴。纳米载体、抗体-药物偶联物（ADCs）等新型递送