【衡道丨干货】靶向肿瘤相关巨噬细胞TAMs以协同肿瘤免疫疗法的研究

2021年2月23日，浙江大学医学院附属杭州市第一人民院肝胆胰外科徐骁教授团队在Signal Transduction and Targeted Therapy（IF2020：13.1）发表的题为：Targeting tumor-associated macrophages to synergize tumor immunotherapy的综述，深入解析了肿瘤相关巨噬细胞（Tumor-associated macrophages,TAMs）在免疫治疗调节中的复杂作用，总结了近期发布的靶向肿瘤相关巨噬细胞参与免疫检查点抑制、过继细胞转移治疗和肿瘤疫苗的研究，并讨论了靶向TAMs作为肿瘤免疫治疗中辅助治疗的治疗潜力。

肿瘤微环境(Tumor Micro Environment，TME)的主要组成部分是肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)，通常与预后差和治疗耐药性相关，包括免疫疗法。

  1. TAMs在肿瘤发生发展中的作用机制：

（1）TAMs有助于建立一个促炎的微环境，而炎症和肿瘤发生之间的密切关系早已被认识，是增加肿瘤风险增加的潜在因素。

总的来说，TAMs本身起着肿瘤促进剂和免疫抑制剂的双重作用，因此它们可以促进肿瘤的发生。

  2. TAMs是肿瘤免疫治疗的抑制者

许多研究表明，TAMs对免疫治疗有抵抗作用。对TAMs在不同的免疫治疗中所起的复杂作用有更深入的理解可以为TME和靶向TAMs作为肿瘤免疫治疗中辅助治疗的治疗潜力提供新的见解。

(1)免疫检查点抑制剂疗法中的TAMs ：免疫检查点一般都是表达在T细胞表面的抑制性分子，如PD-1或CTLA4。肿瘤细胞和基质细胞表达程序性死亡蛋白（PD1）的配体和（或）细胞毒性T细胞相关蛋白4（CTLA4）的配体从而限制了CD8+T细胞杀肿瘤能力。免疫检查点抑制剂就是“复活”失能的T细胞，即阻断针对这些检查点受体或配体的抗体，抑制免疫检查点活性，从而达到抗肿瘤的作用。TAMs通过上调免疫检查点分子和免疫抑制细胞因子直接抑制T细胞并通过与调节性T细胞（Tregs）T的串扰形成正反馈循环来增强TAMs的免疫抑制特性和捕获抗PD-1抗体来间接抑制T细胞。

(2)过继细胞转移疗法中的TAMs：TAMs通过产生促血管生成性生长因子来支持肿瘤血管生成和纤维化TME，阻碍过继细胞到肿瘤部位的浸润。此外，高TAM渗透与肝细胞癌（HCC）中少量表达IFN-γ的活性NKs相关，这可能会对过继细胞转移中NKs的激活或生存产生负面影响.

(3)肿瘤疫苗治疗中的TAMs：TAMs可以抑制树突细胞的肿瘤抗原呈递效率，强免疫抑制性可能导致了治疗的阻力。

图1

  3. 3种靶向肿瘤相关巨噬细胞的策略

为了揭示TAMS的调节机制，并确定巨噬细胞特异性靶点，为优化当前的免疫疗法，徐骁教授团队探索了以下三种主要的TAM靶向策略，这些策略已在临床前模型中进行研究，其中一些已作为免疫疗法的辅助剂。

策略一:清除TAM

用负载双膦酸盐的脂质体可诱导巨噬细胞凋亡，耗尽TAMs，导致肿瘤生长减少并减少肿瘤血管生成；部分可表现出选择性细胞毒性，损害单核细胞分化成TAMs，直接对抗免疫抑制。

缺点：巨噬细胞的消耗不是TAM特异性的，组织自身也会同时发生缺失，特别在肝脏中。

策略二：抑制TAM募集

（1）CCL2/CCR2抑制剂   通过切断循环的单核细胞的方式来切断TAMs的补充，通过单克隆抗体或小分子抑制剂干扰趋化因子信号。CCL2/CCR2信号在循环单核细胞及其渗透到TME中发挥着中心调节作用，使其成为一种很有前途的TAM靶向疗法。因而阻断CCL2/CCR2信号，可以减少循环单核细胞的招募，随后降低TAMs的数量和M2表型TAMs（促进肿瘤发展）的分泌，更重要的是观察到CD8+T细胞和NKs的功能增强。因此临床试验在评估BMS-813160（一种CCL2/CCR2小分子抑制剂）与Nivolumab(抗PD-1抗体)和或肿瘤疫苗GVAX联合在PDAC在内的几种实体瘤中的治疗效果，但临床研究暂未观察到任何客观反应。

（2） CXCR4拮抗剂   CXCR4拮抗剂BL-8040也可以缓解局部免疫抑制，促进抗PD-1抗体治疗，可能与抗血管生成药物也具有协同作用。该免疫疗法临床试验也在开展中，目前暂未观察到任何客观反应。

抑制TAM募集的缺点：对局部TAM群群体缺乏影响；CCL2/CCR2抑制剂的退出可能会导致原先困在骨髓中的单核细胞显著释放，在乳腺癌的临床前试验中被证明可以加速转移。在未来临床试验的设计中考虑到这些局限性是至关重要的，而克服这些局限性的替代靶点可能能获得最佳和稳定的治疗反应。

策略三：TAM的重编码

（1）恢复吞噬能力：在稳态中，正常细胞可以通过抗吞噬分子的表达来避免吞噬细胞的自我消除，称为“吞噬检查点”，肿瘤细胞更依赖于它来逃避免疫监视。因此对吞噬检查点的识别和干预可能为恢复TAMs消除肿瘤细胞的吞噬能力提供了新方法。肿瘤细胞表面的CD47可与巨噬细胞表面的抑制性免疫受体(SIRPα)相结合，形成CD47-SIRPα信号复合体，传递“别吃我”信号，抑制巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬，使肿瘤细胞逃避免疫监视，从而促进肿瘤的发展。因此CD47／信号调节蛋白(SIRPα)阻断抗体可恢复吞噬能力。

（2）释放免疫刺激能力：

①阻断CSF1/CSF1R的信号传导，消除CSF1R依赖性或重新编码类似M2的TAMs，重塑免疫抑制TME和增强先前存在的抗肿瘤反应。

②用CD40激动剂结合抗CSF1R抗体治疗巨噬细胞在耗尽前进行深刻的TAM重新编码，创造一个促炎的环境，诱导效应T细胞。

③磷酸脂酰肌醇3-激酶γ(PI3Kγ)决定了免疫抑制特性的TAMs。使TAMs失去PI3Kγ活性可诱导MHC-II和原炎细胞因子的表达，同时减少免疫抑制分子，增强了在TME里的适应性免疫力并抑制肿瘤的进展。

④LM疫苗通过Toll样受体(TLR)2-MyD88通路激活TAMs中的NF-κB通路，并招募p62激活自噬途径。使TAM从M2表型（抗炎症／促进肿瘤发展）向M1表型（促炎症／抗肿瘤）转变，同时恢复了T细胞对抗PD-1封锁的反应性。

（3）纳米粒优化巨噬细胞重组： 由于TAMS更具有吞噬纳米颗粒的倾向，所以它们是理想的治疗靶点。使用含有TLR激动剂或肿瘤肽的纳米颗粒促进TAMS的重新编码，利用纳米颗粒靶向TAMs的能力，促进巨噬细胞再教育，促进抗肿瘤免疫，例如TLR7/TLR8激动剂。幸运的是，纳米胶工程的有效发展可以在肿瘤免疫治疗领域取得突破。

图2

根据以上3种方法的原理，使用不同的药物，针对不同类型的肿瘤进行了临床试验结果的统计，目前仅发现两例有成效。分别是针对转移性胰腺癌使用彭布罗利珠单抗和化疗的联合免疫法（原理：招募抑制法中使用CXCR4拮抗剂）取得可耐受的毒性和中等疗效；针对晚期实体肿瘤彭布罗利珠单抗（抗PD-1单克隆抗体）（原理：重编码法中的抗CSF1R单克隆抗体）取得可耐受的毒性和中等疗效。

表1

肿瘤相关巨噬细胞是肿瘤微环境中最主要的免疫细胞，具有高异质性，起着调节肿瘤免疫和免疫治疗的复杂作用。针对TAMs是一个新兴的值得关注的领域，清除TAM、抑制TAM募集、 TAM的重编码是三种常见的策略。当然，现在每种策略还有其局限性，如清除TAM的非选择性，CCL2/CCR2抑制剂的退出可能会导致原先困在骨髓中的单核细胞显著释放，加速转移等。早期的临床试验主要集中在前两种方法上，在未来巨噬细胞的重编码既降低了其免疫抑制能力，同时增强其潜在的免疫刺激功能，是目前基于免疫检查点抑制剂（ICI）的免疫治疗。但同时纳米颗粒的巨噬细胞重编码的实际协同作用和治疗潜力以及纳米颗粒的有效性、安全性和人体耐受性均需要仔细评估。尽管最近在临床和临床前研究中取得了进展，但仍有一些问题未得到回答。未来高选择性药物的开发，更佳、更稳定的治疗方法将有助于推动靶向TAM的抗肿瘤免疫治疗进一步发展。