撰写： 小高 来源：小张聊科研平台的“科研讲坛”公众号，微信公众号搜索“科研讲坛”即可关注/扫描关注见文末
今天笔者带来的是一篇发表在Cancer Research(IF=12.701)上的一篇基于巨噬细胞的癌症免疫治疗的研究，文章名为：“Macrophage-Based Approaches for Cancer Immunotherapy”。利用转基因的T细胞进行过继细胞疗法在血液系统恶性肿瘤中作用很好，但其在实体瘤中的应用已被证明具有挑战性。巨噬细胞是很强的免疫效应细胞，由于其功能可塑性导致其在不同环境中的具有抗肿瘤和促肿瘤的功能。由于这种可塑性的存在，目前有很多研究集中在如何消耗或重新极化肿瘤相关巨噬细胞（TAM）。此外，巨噬细胞可以在离体基因改造后进行过继转移。在这篇综述中，作者重点介绍了巨噬细胞在实体瘤中的作用、以巨噬细胞为重点的免疫治疗方式取得的进展，以及嵌合抗原受体巨噬细胞疗法的出现。
一、实体瘤的过继细胞治疗（ACT）
迄今为止，CAR-T疗法的临床疗效主要限于血液系统恶性肿瘤，而在实体瘤中的研究进展缓慢。CAR-T疗法在实体瘤中作用不佳有几个潜在原因。第一点，效应细胞必须渗透到肿瘤中。第二点，效应细胞进入肿瘤微环境 (TME) 后会遇到不利条件，例如缺氧和酸性环境、免疫检查点配体的表达和大量的免疫抑制细胞。第三点，慢性抗原结合可导致 T 细胞衰竭，降低 CAR-T 细胞的效应功能。第四点，瘤内的异质性会使得部分肿瘤细胞逃避CAR-T的清除。除了利用CAR-T细胞，目前还有很多研究其他淋巴免疫细胞类型，比如γδT细胞，NKT细胞，NK细胞。许多临床试验已经开始使用 CAR-NK细胞对抗实体和血液肿瘤抗原，并证明对 CD19 + 血红素恶性肿瘤有完全反应。尽管对淋巴细胞来源的细胞研究很多，但是它们在实体瘤治疗中的功效仍然不明。而髓系细胞（如单核细胞和巨噬细胞）为实体肿瘤归巢问题提供了可能的解决方案，因为这些细胞可以在肿瘤中积极积累并穿透肿瘤周围致密的基质组织。此外，髓系细胞不仅能够直接杀伤肿瘤细胞，并且也能通过抗原呈递增强内源性免疫能力，为抗肿瘤细胞疗法的发展开辟了一条独特的道路。
二、癌症中的巨噬细胞
巨噬细胞是高度可塑性的细胞，具有多种功能，包括组织发育和体内平衡、清除细胞碎片、消除病原体和调节炎症反应。巨噬细胞激活状态通常被简化为两类：M1 经典激活的巨噬细胞和 M2 替代激活的巨噬细胞。M1巨噬细胞具有抗肿瘤作用，而M2巨噬细胞具有促肿瘤作用。肿瘤将循环单核细胞和组织驻留巨噬细胞募集到 TME，并将它们极化为 M2巨噬细胞，再通过各种可溶性和机械因素产生TAM。TAM通过促进遗传不稳定性、血管生成、纤维化、免疫抑制、淋巴细胞排斥、侵袭和转移来增强肿瘤进展。因此，基于巨噬细胞的癌症疗法的核心思想是减少抗炎巨噬细胞并增加促炎（抗肿瘤）巨噬细胞。
三、癌症中靶向TAMs:降低或者重编程
鉴于 TAM 的促肿瘤作用，已经开发了许多策略来对抗TAM的影响，这些策略可以分为两类：降低 TAM 的数量或改变TAM在TME 中的功能。
·降低 TAM 的数量
降低TAM 的数量可以通过消除已有的TAM或者抑制TAM的招募。降低 TAM 存活率的最成熟方法是通过阻断 CSF1/CSF1R 轴，这种方法通过阻断单核细胞分化来减少 TAM 的数量，同时也降低现有 TAM 的存活率。此外，使用 CSF1R 小分子抑制剂的阻断诱导 TAM 从 M2 向 M1 表型复极化。鉴于趋化因子CCL2 在将循环单核细胞募集到肿瘤中的作用，关于CCL2/CCR2 轴的研究也有很多。CCL2/CCR2 阻断对已建立的 TAM 没有影响，尽管抑制了进一步的单核细胞募集，但仍可促进肿瘤进展；取消 CCL2 阻断疗法会导致肿瘤进展恢复，因为 TAM 再次被募集到肿瘤部位。除了CSF1/CSF1R 和CCL2/CCR2这两个轴被广泛研究， CCL5 /CCR5能够抑制肿瘤生长和转移。抑制IL8 (CXCL8)/ CXCR2可以降低TAM运输，靶向CXCL12/CXCR4可以降低TAM浸润。
·改变TAM在TME 中的功能
TAM重编程能够改变TAM在TME的作用。这些方法主要基于增强对肿瘤细胞吞噬作用、阻断“不要吃我”信号或触发 TAM 中的促炎信号通路这三种方式。
>> 增加对肿瘤细胞吞噬作用：
这一部分就依赖巨噬细胞，巨噬细胞不仅能够直接杀伤肿瘤细胞，还能够呈递肿瘤来源的抗原到MHC I类分子和MHC II类分子，从而激活内源抗肿瘤T细胞响应，提升治疗效能，降低了由于抗原缺失肿瘤细胞逃逸。
>> 阻断“不要吃我”信号：
CD47/ SIRPα是最重要的抗吞噬作用的轴，CD47在肿瘤细胞上，SIRPα在巨噬细胞上。CD47在血液和实体瘤中高表达来降低巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬作用。阻断CD47/ SIRPα可以增强对肿瘤细胞的吞噬作用。
>> 触发 TAM 中的促炎信号通路：
> TLR(Toll样受体)可以响应细菌颗粒或细菌和病毒基因组以触发促炎细胞因子的释放。瘤内注射TLR激动剂可以增加单核细胞的招募和浸润，并诱导巨噬细胞复极化，使其远离 M2 TAM 表型。
> CD40能够重编程TAM, CD40与活化的T细胞表达的CD40L结合，从而使得共刺激分子上调和促炎症细胞因子。CD40 激动抗体能够延缓肿瘤进展，还能够使得之前对化疗耐药的患者敏感。
> TGFβ有抗炎症的作用，在TAM既能分泌TGFβ也能存储TGFβ，这形成了一个TGFβ正反馈环，从而维持了免疫抑制的环境。研究中一般会考虑阻断TGFβ与其他治疗联合的方式来治疗肿瘤。
尽管原位靶向TAM的策略能够实现，但是它有不可避免的缺点，第一点也是最重要的，TME是由多种免疫抑制细胞组成的，这些细胞都对疾病进展发挥了重要的作用，仅是靶向一种细胞不足以改变整个TME，进而根除肿瘤。另外一点是，在治疗中的治愈也许只是暂时的，不能反映整个TME根本改变。
四、巨噬细胞用于治疗
第一个使用体外培养的巨噬细胞作为抗癌治疗剂的小组用单核细胞衍生的巨噬细胞疗法治疗了 15 名标准治疗失败的晚期癌症患者。通过白细胞去除术收集单核细胞，并用自体血清培养 7 天，使其分化为巨噬细胞。在对患者给药之前，巨噬细胞用IFNγ诱导 M1 表型。这些巨噬细胞随后通过静脉内或腹膜内注射，每次注射剂量高达1.7x10 9 个细胞。虽然原发肿瘤部位没有可测量的消退，但一些患者在治疗后长达 6 个月内疾病稳定。在接受腹膜内巨噬细胞的 7 名患有腹膜癌病的患者中，2名腹膜癌患者的腹水消失了，15 名患者中有 7 名血清 IL6 升高，表明诱导了炎症反应。至关重要的是，除了低烧和腹部不舒服之外，没有其他副作用的报道。后来的研究利用类似程序制造 IFNγ 激活的巨噬细胞在体外和临床前模型中证明了对细胞系的抗肿瘤活性。并通过 MAK 细胞的In-oxine 放射性标记发现这些培养的巨噬细胞将积极迁移到转移性卵巢癌患者的转移部位。
尽管缺乏显着的临床疗效，但这些研究为巨噬细胞疗法的发展提供了大量信息。首先，剂量递增研究没有显示任何与注射 M1 巨噬细胞相关的显著毒性。最常报告的副作用是注射部位的低烧和不适。由于巨噬细胞极化是响应外部线索而变化的连续体，TME 可能将过继转移的巨噬细胞从 IFNγ 引发的 M1 表型转变为 M2 TAM 表型。这表明需要添加靶向激活受体以及更持久的巨噬细胞 M1 极化方法。
五、CAR-M用于治疗癌症
为了克服CAR-T和非工程化的抗体巨噬细胞过继治疗方法的缺陷，后来开发的CAR-M疗法。CAR-M抗肿瘤作用的主要优势包括以下五种（Figure1）：
（1） CAR-M具有髓细胞固有的肿瘤归巢能力，因此能够进入实体瘤内。静脉给药后，CAR-M 能够与已有的肿瘤以及肺中转移灶共定位。
（2） CAR-M通过吞噬作用或者分泌细胞因子直接杀死表达抗原的肿瘤细胞。
（3） CAR-M通过分泌细胞因子和趋化因子促进炎症环境，能够招募T细胞和其他白细胞。
（4） CAR-M 具有对免疫抑制TME的抗性。
（5） CAR-M作为抗原呈递细胞将抗原呈递给T细胞，诱导适应性免疫反应。
Figure 1
笔者总结
这篇综述从现有的肿瘤过继细胞治疗对实体瘤治疗效果不佳这个问题引出，后续提出巨噬细胞能够进入实体瘤，并且由于其功能可塑性可具有抗肿瘤和促肿瘤的功能。最后，作者介绍了巨噬细胞在肿瘤治疗中的应用，特别地介绍了CAR-M技术用于靶向治疗肿瘤，并总结了它的五大优势。
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/R5IKnLPf7P-9DTLSURgUmg返回搜狐，查看更多
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