作者：孟要举，苏一飞，温博扬，杨晓雄，王春红，山西医科大学附属山西省人民医院神经外科

脑胶质瘤年发病率约为6.4 /10 万人，是成人中枢神经系统中发病率最高的原发恶性肿瘤，具有病死率高、复发率高、预后差等临床特点；其中WHO Ⅳ级的胶质母细胞瘤的发病率（glioblastoma，GBM）约为4.03 /10 万人，占全部原发恶性中枢系统恶性肿瘤的50.1%。目前胶质瘤的治疗以手术和放化疗为主，经过上述综合治疗，患者的生存期仍较短，中位生存期仅有20.4 个月；同时GBM 的复发率接近100%，中位生存期更是只有12.6 个月。

近年来，出现了多种新型胶质瘤治疗方案，如贝伐珠单抗以及肿瘤治疗电场（tumor treating fields，TTFields）等治疗，虽有一定的治疗效果，但其局限性也显而易见。贝伐珠单抗的使用随着剂量的增加，颅内出血的风险也同时增加，Lim 等的研究表明，常规剂量（5 mg /kg /周）的贝伐珠单抗治疗组中，有症状的颅内出血发生率已高达13.7%；此外，Aghedi 等的研究表明，贝伐珠单抗单用或者联合其他治疗也仅改善了患者的无进展生存期，对总生存期并没有实质性改善。

TTFields 通过交替电场干扰肿瘤细胞分裂过程，从而抑制肿瘤细胞增殖，目前已被纳入胶质瘤治疗指南。TTFields 需要患者长时间佩戴设备，通常要求每天使用超过18 h，会出现皮肤感染、皮炎、头痛等并发症，使得患者依从性降低，同时治疗费用高昂。更重要的是，当前TTFields疗效较为局限，设备的穿透能力有限，对于体积较大或位置较深的肿瘤，无法达到理想的治疗效果；而接受TTFields 治疗的GBM 患者5 年生存率仍低于30%，对于复发患者的中位生存期仅提高了0.6 个月。

随着对胶质瘤基础研究的不断深化，并对胶质瘤发生发展及肿瘤免疫微环境的机制探索，发现胶质瘤相关巨噬细胞（glioma-associated macrophages，GAMs）在肿瘤的生长、免疫微环境的调节以及影响临床治疗等方面都发挥着重要作用，明确GAMs 在肿瘤微环境（tumor microenvironment，TME）中的作用机制及其功能调控机制对临床上治疗胶质瘤以及改善患者预后有着重大意义。

1. GAMs 的来源

1.1 骨髓来源单核-巨噬细胞

正常脑组织中因血脑屏障（blood brain barrier，BBB）的阻隔，颅内几乎不含来自外周的单核-巨噬细胞。而在胶质瘤患者的体内，BBB 遭到肿瘤细胞破坏，致使造血干细胞分化为单核细胞后进入外周血并被募集到肿瘤部位，在多种因素的影响下分化成为GAMs。

1.2 小胶质细胞

在胶质瘤TME 中大量细胞因子及代谢产物的刺激下，小胶质细胞会转化为具有特殊功能的GAMs。此外，损伤相关分子模式和病原相关分子模式通过Toll 样受体也能识别、激活小胶质细胞。活化后的小胶质细胞从稳定状态下的分支状态转变为类似巨噬细胞的变形虫状，同时上调多种表面标志物的表达，如白细胞分化抗原（cluster of differentiation，CD）11b。激活后的小胶质细胞的吞噬能力、抗原呈递功能以及细胞因子的分泌能力都不同程度地得以增强。

2. GAMs 的分类

2.1 经典分类体系

经典分类体系中根据功能和表型把GAMs 分为M1 型和M2 型。M1 型GAMs 主要表达白细胞介素（interleukin， IL）-1β、肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）-α 和IL-12 等促炎因子，具有较强的吞噬杀伤肿瘤细胞以及抗原呈递的能力，发挥促进炎症反应和抗肿瘤的作用。相反，M2 型GAMs 常高表达IL-4 及IL-10 等抗炎因子，表现出免疫抑制、组织修复和促进肿瘤生长的特性。M2型GAMs 可根据其功能和表面标志物上的细微差异分为M2a、M2b、M2c 和M2d 四个亚型。其中，M2a 亚型又被称为组织愈合型巨噬细胞，分泌嗜酸性粒细胞趋化因子等分子，主要参与组织修复和重构；M2b 亚型除高表达IL-10 等抗炎分子外，还额外分泌一些促炎因子（如IL-6、TNF-α）来促进肿瘤组织中的炎症反应，但M2b 亚型的功能仍是以促进体内或体外肿瘤组织的生长为主；M2c 亚型在IL-10 及糖皮质激素的刺激下分化形成，参与晚期免疫反应及炎症的消退，高表达清道夫受体CD163 是其主要特征；M2d 亚型在腺苷受体激动剂的诱导下分化形成，高表达IL-10 及血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF），促进血管的生成，加速组织修复，不表达甘露醇受体是其区别于其他M2 亚型的典型特征。

2.2 新型分类体系

一种新型分类体系依据GAMs 内相关基因表达水平将其主要分为高表达分泌型磷酸蛋白1（SPP1 + ）与高表达C1q 基因（C1q + ）两个亚群。SPP1 +GAMs 的数量在胶质瘤TME 中显著增加，主要表现出促瘤作用。通过产生血小板生长因子与血管生成素等细胞因子促进血管生成；也能通过分泌胶原蛋白和胰岛素样生长因子激活胶质瘤干细胞促进肿瘤生长和增殖；还能通过上调细胞程序性死亡配体（programmed cell death-ligand，PD-L）1 与抑制T 细胞功能促进胶质瘤细胞免疫逃逸。C1q + GAMs 具有双向调节免疫功能的作用，一方面具有高吞噬活性，同时高表达抗原呈递基因，起到抗肿瘤作用；另一方面上调表达PDL1、PD-L2，起到免疫抑制的作用。

3. GAMs 的功能

3.1 影响肿瘤进展

胶质瘤TME 中的GAMs 主要为M2型，其通过分泌VEGF、血小板源性生长因子和肾上腺髓质素使内皮细胞及周细胞向新生毛细血管处迁移，加速血管结构的成熟，为肿瘤组织提供丰富的血供及营养，促进肿瘤的生长。还能释放基质金属蛋白酶起到降解血管基底膜和细胞外基质的作用，为新生血管的形成以及肿瘤的侵袭和转移创造有利条件。

M2 型GAMs 不仅能在体内发挥出上述作用，在体外将巨噬细胞诱导为M2 型后与胶质瘤细胞共培养，细胞侵袭实验结果表明胶质瘤细胞的侵袭能力明显增强。而胶质瘤TME 中依旧有小部分M1 型GAMs 起着抗肿瘤的作用，通过Toll 样受体识别并吞噬胶质瘤细胞后，产生一氧化氮和活性氧，直接杀伤肿瘤细胞，还能将摄取的肿瘤细胞相关抗原呈递给CD8 + 和CD4 + T 细胞，激活特异性免疫系统，靶向消除肿瘤细胞。

产生上述不同功能的原因可能与GAMs 的来源以及在胶质瘤组织中空间分布不同，单基因测序以及遗传谱系追踪表明外周来源的GAMs 主要集中在肿瘤中心部位，起到促肿瘤作用；而小胶质细胞来源的GAMs 则更多地分布在肿瘤边缘及浸润区，起到抗肿瘤作用，这种空间分布的差异也在一定程度上解释了不同来源的GAMs 对胶质瘤进展的不同影响。

3.2 影响免疫反应

M2 型GAMs 通过释放IL-10、转化生长因子（transforming growth factor，TGF ）-β 和精氨酸酶（arginase，Arg）-1 抑制树突状细胞成熟，并消耗环境中的精氨酸，抑制T 细胞的增殖及功能，还可以通过半乳糖凝集素-1 激活PI3K/AKT/NF-κB 通路，上调趋化因子CCL20 的表达，招募调节性T 细胞进入肿瘤组织，抑制CD8 + T 细胞功能。此外，M2 型GAMs 在吞噬肿瘤细胞后，异常高表达主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex，MHC）-Ⅰ类分子，持续向耗竭前体T 细胞呈递抗原，加速其向终末耗竭T 细胞转化，这一过程显著削弱了CD8 + T 细胞的增殖能力和杀伤活性，导致肿瘤逃逸。

M1 型GAMs 通过释放IL-12、TNF-α 和干扰素（Interferon， IFN）-γ 等细胞因子，激活T 细胞和自然杀伤细胞（natural killer cell，NK 细胞），增强其对肿瘤细胞的杀伤能力，也可以释放MHC-Ⅱ类分子向CD4 + T 细胞呈递肿瘤抗原，激活Th1 型免疫反应，增强抗肿瘤免疫。但其在吞噬肿瘤细胞后，会形成一种既表达GAMs 特征又表达胶质瘤细胞特征的双阳性GAMs，并逐渐由M1 表型转变为M2 表型，同时上调免疫检查点蛋白CD276、PD-L1 和PD-L2 来介导免疫抑制，这种免疫抑制环境有助于肿瘤组织逃避宿主的免疫监视，达到免疫逃逸的效果，为肿瘤自身的生长和入侵提供了有利的条件。

GAMs 的调节免疫功能主要取决于其极化状态以及在肿瘤组织中的空间分布，肿瘤组织中心主要为M2 型GAMs，免疫抑制最为明显，外周主要为M1 型GAMs ，发挥免疫增强作用。通过调控GAMs 极化状态，促使M2 型GAMs 转变为M1 型GAMs 以及逆转GAMs 的空间分布状态可能成为新型的治疗方法。

3.3 影响治疗效果

GAMs 可以通过影响患者的多种治疗方案进而影响患者的治疗效果。Li 等发现M2 型GAMs 通过激活胶质瘤细胞内AEG-1 /Wnt /β-catenin 通路，降低胶质瘤细胞对替莫唑胺的敏感性，使治疗效果降低。此外，Wang 等发现，M2 型GAMs 通过释放肾上腺髓质素，使肿瘤组织内新生血管表现出高渗漏、低灌注的特点，导致化疗药物递送效率低下，而在拮抗肾上腺髓质素后，可以使血管正常化，提高药物递送效率。

Wang 等发现在抗程序性死亡受体-1（programmed cell death-1，PD-1）/PD-L1 的治疗中，肿瘤组织中M2 型GAMs 的数量及占比越高，该药物的耐药性愈发明显，疗效也愈差。在放疗中，不同的放射剂量会对GAMs 产生不同影响进而影响到治疗效果。低剂量放疗可以使肿瘤组织内的抗原和促炎因子（如TNF-α、IL-12）释放增加，同时放疗所形成的DNA 损伤可激活干扰素信号通路，共同促使GAMs 向M1 型转化，与放疗形成协同作用。高剂量放疗能够破坏胶质瘤组织中的血管，加剧局部缺氧，增加乳酸堆积，促使GAMs 向M2 型转化，弱化放疗效果。

4. GAMs 的功能调控

4.1 细胞因子对GAMs 的功能调控

在胶质瘤TME 中存在着大量细胞因子，其中IL-4、IL-13 和TGF-β 等细胞因子通过激活GAMs 内STAT6 和STAT3 信号通路驱动其向M2型极化，而IFN-γ 和TNF-α 等细胞因子通过激活NF-κB 和STAT1 信号通路，使GAMs 向M1 型巨噬细胞极化。细胞因子也可以通过调控代谢途径来影响GAMs 的功能，如IL-4和IL-13 诱导M2 型GAMs 高表达胆固醇25-羟化酶，生成25-羟基胆固醇，抑制mTORC1 活性并增强STAT6 磷酸化，从而维持M2 表型；M1 型GAMs 能量代谢依赖于糖酵解，多聚嘧啶结合蛋白1 可以促进糖酵解途径中多种关键酶的表达来促进GAMs 向M1 型极化。

另外，干扰素调节因子（interferon regulatory factor， IRF）能通过调控下游基因的表达，影响巨噬细胞的极化方向，从而定向改变GAMs 的功能和表型。例如，IRF5 与IRF1 相互作用促进GAMs 向M1 型极化，而在抑制IRF1 后，则会使GAMs 从M1 表型向M2 转换。

4.2 表观遗传修饰对GAMs 的功能调控

包括DNA 甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA 调节在内的一些表观遗传修饰，能够在不改变DNA 序列的前提下，影响GAMs 基因表达和细胞的功能。

DNA 甲基化是一种十分普遍且重要的表观遗传修饰方式，主要由DNA 甲基转移酶（DNA methyltransferase，DNMT）3a 和3b 介导，在GAMs 细胞内主要通过使抗瘤基因甲基化间接影响到其抗肿瘤的功能。DNA 在高度甲基化后通过辅助阻遏蛋白发挥作用导致基因沉默，研究表明，在敲低DNMT 基因后，GAMs 所表达的M2 型标志物显著升高，同时促炎因子分泌减少，而在过表达DNMT 基因后，则促进GAMs 向M1 型极化，表现出促炎活性。

组蛋白修饰主要有甲基化、磷酸化、乙酰化、乳酸化等几种形式，其中乙酰化和甲基化常见于胶质瘤中。组蛋白乙酰转移酶是GAMs 表型的一个重要调节因子，可将组蛋白乙酰化，组蛋白乙酰化水平升高后可驱动Arg-1 和IL-10 的表达，明显增强胶质瘤细胞的免疫逃逸，加剧了TME 的免疫抑制。而组蛋白去乙酰化酶（histone deacetylase，HDAC）则发挥相反的作用，在组蛋白脱乙酰化后，能增强GAMs 中IFN-γ、TGF-α 及IL-6 的表达，增强GAMs 的抗肿瘤能力，同时募集更多免疫细胞（如T 细胞和树突状细胞）参与肿瘤清除；体外研究表明HDAC 抑制剂使M1 型GAMs 的促炎基因（IL-6、TNF-α 等）下调，而M2 型GAMs 的Arg-1 基因上调，表明其有“促M2 抑M1”的双重潜力。

Zeste 增强子同源物2（enhancer of zeste homolog 2，EZH2）具有组蛋白甲基化酶的活性，可以催化组蛋白H3 第27 位赖氨酸残基甲基化沉默抑癌基因的表达，促进胶质瘤侵袭转移；有研究发现，EZH2 抑制剂不仅能通过下调组蛋白甲基化水平来将GAMs逆转为促炎表型，还通过降低VEGF 及其受体水平来抑制胶质瘤细胞的上皮-间充质转化和迁移，从而抑制胶质瘤细胞的增殖和侵袭。

非编码RNA 主要包括长非编码RNA（long non-codingRNA， lncRNA）、微小RNA（microRNA，miRNA）和环状RNA（circRNA）。lncRNA 主要通过信号和诱饵两大作用机制来影响GAMs 的极化状态。信号：LncRNA 是GAMs 极化过程中响应细胞内外刺激的关键调节因子，在IL-4 和IL-13的作用下，GAMs 中LncRNA 的数量会增加，并作为信号传导分子激活AK2-STAT6 和PI3K-Akt 信号通路促进GAMs 向M2型极化。诱饵：LncRNA 能够与miRNA 结合，阻断miRNA 与其他细胞因子的结合，起到竞争性抑制的作用，还可以作为“海绵”吸附miRNA，阻断其对下游mRNA 的作用，如lncRNAKCNQ1OT1 存在于胶质瘤组织中，通过诱骗GAMs 中的miRNA-21a-5p 调控IL-10 的表达，进一步促进M2 极化。

4.3 胶质瘤TME 对GAMs 的功能调控

胶质瘤TME 是一个复杂的系统，由多种细胞、信号分子以及细胞外基质组成，内部的任一成分都可对GAMs 产生多重影响。同时，胶质瘤TME 中呈现的严重缺氧状态也影响着GAMs。胶质瘤细胞所释放的外泌体（主要为非编码RNA，如miRNA 和circRNA）被GAMs 摄取后会激活PI3K-AKT-mTOR通路，诱导其向M2 型极化。

极化后的M2 型GAMs 通过分泌组织蛋白酶B 促进胶质瘤细胞的迁移，抑制肿瘤细胞凋亡，并推动细胞进入S 期增殖，而胶质瘤细胞又可以分泌组织蛋白酶B 反向诱导GAMs 向M2 型极化，形成正反馈环路，加速肿瘤组织进展。此外，胶质瘤细胞可以与GAMs 直接接触形成细胞-细胞之间作用来激活特定的信号通路，如CD47-SIRPα 通路，抑制GAMs 对胶质瘤细胞的吞噬作用，从而达到免疫逃逸的结果。

胶质瘤TME 中的其他免疫细胞如T 细胞、NK 细胞及树突状细胞主要通过分泌细胞因子来影响GAMs 的极化进而影响其功能（如CD8 + T 细胞分泌IFN-γ、调节性T 细胞分泌IL-10 和TGF-β、NK 细胞分泌IFN-γ 以及树突状细胞分泌IL-6）。

胶质瘤TME 内常呈缺氧状态，尤其在肿瘤中心部位。缺氧一方面使GAMs 内的缺氧诱导因子（HIF-1α）表达增加，与STAT3 协同激活下游靶基因（如Arg-1 和VEGF），促进GAMs 向M2 型极化；另一方面会使胶质瘤TME 内乳酸堆积，乳酸通过单羧酸转运体进入GAMs 激活STAT3 通路并抑制HIF-1α 降解，而HIF-1α 又能进一步促进糖酵解和乳酸生成，形成持续驱动向M2 型极化的恶性循环。

多重影响下导致胶质瘤TME 中的GAMs 绝大部分为M2 型，而M1 型GAMs 仅占少部分。随着肿瘤组织的发生发展，会使M1 型GAMs 的表型向M2 表型转变，同时逆转其功能，使M2 型GAMs 的比例不断增加，加剧肿瘤组织进展，形成恶性循环。通过调控细胞因子释放、干预表观遗传修饰以及改变胶质瘤TME 等方法调控GAMs 功能，能为临床治疗胶质瘤提供新的方向。

5. GAMs 靶向治疗的未来展望

目前针对GAMs 已经开展了多种靶向治疗，如信号通路抑制剂、细胞受体结合剂等。虽已收获部分疗效，但仍面临诸多挑战，如药物耐受性、BBB 穿透困难以及GAMs 的异质性和可塑性等。胶质瘤细胞具有极强的适应性和异质性，靶向药物在抑制了GAMs 的某一促瘤功能（如血管生成）后，肿瘤细胞可能通过上调自身产生的相关因子（如VEGF）或其他机制进行代偿；BBB 是保护大脑的重要结构，严重限制了治疗药物从血液循环进入脑实质和肿瘤微环境，即使是靶向GAMs 表面分子的药物，也可能因BBB 的存在而无法到达病灶部位达到有效浓度，降低治疗效果；GAMs 并非一个同质的群体，包含着不同亚群，并表现出高度的可塑性，可以在M1 型与M2 型之间相互转化，尚缺乏跨亚群稳定靶点，靶向药物可能误伤抗肿瘤的M1 型GAMs，导致疗效降低。

虽然目前GAMs 的靶向治疗面临着诸多局限性，但随着单细胞技术等新型技术的快速发展，未来可以通过整合单细胞基因组、转录组、表观遗传组和蛋白组等数据，全面解析GAMs 的分子特征和调控网络。这将有助于揭示GAMs 在胶质瘤TME 中的功能状态和动态变化，并进一步了解它们在胶质瘤发生发展中的作用，有望开发出可突破BBB，且针对多种群、高特异性的靶向GAMs 药物。

来源：孟要举,苏一飞,温博扬,等.胶质瘤相关巨噬细胞的功能及调控机制[J].临床神经外科杂志,2025,22(06）:704-708.