《Acta Neuropathologica》：Consensus statement on microglial and macrophage functions in gliomas
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本共识声明系统梳理了胶质瘤相关小胶质细胞/巨噬细胞（TAMs）在肿瘤演进与耐药中的核心作用，指出其细胞、时空与功能异质性，挑战了M1/M2的简单范式。声明强调胶质瘤细胞通过操纵TAMs抑制抗肿瘤功能，而小胶质细胞介导的神经元-胶质瘤细胞互作则促肿瘤进展。胶质母细胞瘤来源的胞外囊泡（EVs）可重编程小胶质细胞支持肿瘤，这为靶向特定TAM亚群或功能的精准疗法、利用生物工程化EVs治疗等新策略提供了依据。最终，新认知有望将免疫抑制微环境逆转为免疫刺激，改善患者预后。
引言：胶质瘤中的肿瘤相关小胶质细胞/巨噬细胞
胶质瘤，特别是胶质母细胞瘤，其肿瘤微环境中充斥着大量的免疫细胞，其中肿瘤相关小胶质细胞/巨噬细胞（TAMs）构成了一个极为重要的组成部分。在所有癌症中，胶质母细胞瘤的TAM与淋巴细胞比率最高。TAMs源自两个主要群体：常驻的（预先存在的）小胶质细胞和新抵达的单核细胞来源的巨噬细胞。尽管功能存在重叠，但它们在发育起源、标志物以及在胶质瘤发展中的潜在作用上存在差异。TAMs产生生长因子和细胞因子，促进肿瘤生长、存活、迁移和血管生成，从而为胶质瘤细胞浸润周围组织创造有利环境。它们与胶质瘤干细胞之间的相互作用被认为会增加肿瘤的侵袭性和治疗抵抗。因此，靶向或调节TAM功能已成为改善胶质瘤患者治疗前景的一种有前景的新方法。
胶质瘤中TAMs的细胞异质性
胶质瘤中的TAMs表现出显著的表型和功能异质性。单细胞RNA测序等研究表明，MDMs（单核细胞来源巨噬细胞）中富集的基因包括CCR2、CD45RA、TGFBI、FXYD5等，而小胶质细胞则高表达CX3CR1、SALL1、P2RY12和TMEM119等。值得注意的是，仅凭一组标志物来区分细胞起源是具有挑战性的，因为证据表明MDMs一旦暴露于大脑微环境，往往会采用小胶质细胞样表型。确定TAM的起源需要正交技术。此外，肿瘤微环境还栖息着其他免疫细胞类型，如中性粒细胞和树突状细胞，它们增加了其复杂性和多样性。在MDMs中，已描述了四个亚群。最近，一个表达ANXA1和HMOX1、由FOSL2驱动的TAMs群体与高级别胶质瘤的转化相关。
胶质瘤中的TAMs——细胞起源重要吗？
在恶性胶质瘤中，TAMs的空间分布受到肿瘤微环境的动态影响，特定的生态位（如缺氧和坏死区域）塑造了它们的定位。尽管存在这种异质性，但不同TAM亚群的功能作用仍不明确，这对开发针对胶质母细胞瘤免疫调节的有效治疗策略构成了重大挑战。在生理条件下，大脑实质内的小胶质细胞和CNS边界相关巨噬细胞维持大脑稳态。在胶质母细胞瘤中，它们获得了TAM特征。然而，坏死发生后，缺氧组织中的大多数TAMs来源于MDMs而非小胶质细胞。因此，脑源性TAMs得到来自循环的髓系细胞的补充，并在某些肿瘤区域被替代，这些细胞包括单核细胞、髓源性抑制细胞、中性粒细胞和树突状细胞。有观点认为，这些外周免疫细胞是响应恶性肿瘤块的伤口样特性（包括免疫动员趋化因子的上调）而聚集到肿瘤的。总体而言，TAMs占胶质母细胞瘤肿瘤块内所有细胞的30%以上，占肿瘤微环境中免疫细胞的80%，形成了转录和空间上多样化的亚群。小胶质细胞TAMs和单核细胞TAMs之间的比例在患者肿瘤和临床前模型中各不相同，其分布很大程度上取决于由缺氧驱动的肿瘤生态位的空间组织。与IDH野生型胶质母细胞瘤相比，IDH突变型低级别胶质瘤不显示坏死、对比增强区域，因此TAM来源更倾向于小胶质细胞。有趣的是，虽然边界清楚的肿瘤在小胶质细胞TAMs的肿瘤边缘形成可见的聚集，但更弥漫的肿瘤则显示包括稳态和高度分支化的小胶质细胞在内的各种激活状态，它们在浸润性肿瘤生态位中共存。肿瘤内（而非肿瘤边界）小胶质细胞TAMs密度的增加与生存期呈正相关。血源性TAMs的确切起源仍不确定，因为髓系细胞会丢失其身份标志物。血源性TAMs的确切起源仍不确定。单细胞转录组学的进展使得能够基于更大的基因特征更详细地研究TAMs的起源，从而减少了与有限标志物流式细胞术方法相关的偏差。患者肿瘤、同系小鼠胶质母细胞瘤模型和患者来源异种移植模型中的轨迹分析证实，大多数小胶质细胞和单核细胞会积极转化为高度免疫抑制的TAMs。重要的是，小胶质细胞和单核细胞TAMs在功能上相互贡献并部分补偿，这凸显了靶向TAM疗法面临的潜在挑战。当消耗胶质母细胞瘤基因工程小鼠模型中的单核细胞趋化因子时，中性粒细胞可以维持额外的补偿机制。虽然最近发现的免疫调节程序（包括炎症和免疫抑制状态）在不同细胞起源的TAMs中分布不均，但这些状态和功能谱在多大程度上可以被不同的TAMs补偿仍有待确定。治疗策略应该针对TAMs整体的免疫调节功能，还是针对其细胞起源的特异性方式，也有待确定。
小胶质细胞和单核细胞来源巨噬细胞在胶质瘤中的双重作用：促肿瘤和抗肿瘤功能
小胶质细胞和MDMs在胶质瘤发展中扮演着复杂的角色，表现出促肿瘤和抗肿瘤双重功能。这种双重性受到肿瘤细胞和/或肿瘤微环境的影响，肿瘤微环境可以将TAMs转化为免疫抑制细胞，从而促进肿瘤生长和侵袭。响应胶质瘤微环境，小胶质细胞和MDMs可以释放血管内皮生长因子等因子，并表达VEGFR-1以及IL-10，从而支持肿瘤进展。它们也被SDF1/CXCL12、MCP-1（CCL2）和CSF-1等趋化因子招募，这些因子不仅吸引这些细胞，还促进它们极化（见文本框1）为支持肿瘤生长的状态。为了提升治疗效果，需要进一步研究小胶质细胞、MDMs和肿瘤微环境之间的极化机制和相互作用。空间和多组学技术引入胶质瘤研究带来了重要发现，例如TAMs与胶质瘤细胞相互作用诱导获得间质程序、在生存期差的胶质母细胞瘤患者血管周围生态位中组织维持（以前称为M2样）巨噬细胞的富集，以及一个多层、结构化的肿瘤微环境，其中TAMs富集在缺氧邻近和血管生成生态位，这支持了缺氧作为免疫调节表达程序的重要微环境驱动因素的作用。这些免疫调节程序及其相关的髓系细胞表型可以预测免疫治疗反应和总生存期。在功能上，巨噬细胞的不同作用可以通过考虑其作为组织稳态守护者和免疫防御者的双重责任来理解。因此，小胶质细胞也具有内在的抗肿瘤特性，特别是在胶质瘤发展的早期，也包括晚期阶段。当被激活并处于促炎状态时，它们可以促进对胶质瘤细胞的免疫。小胶质细胞和巨噬细胞从抗肿瘤转变为促肿瘤作用的确切时机、信号和空间线索尚不清楚。缺氧相关的营养剥夺等肿瘤相关因素可能是罪魁祸首。理解这种转变似乎很重要，特别是对于制定免疫治疗策略。
胶质瘤是“不愈合伤口”的假说
胶质瘤，特别是IDH突变型，越来越被认为是由类似于不愈合伤口的机制驱动的，这主要是由于细胞外基质的慢性重塑和癌代谢物2-羟基戊二酸（2-HG）的积累。这种“伤口样”行为以细胞外基质的持续改变为标志，其中透明质酸、腱糖蛋白C和胶原蛋白等成分的不断沉积促进了肿瘤侵袭、血管生成和免疫抑制。例如，腱糖蛋白C的表达与浸润免疫细胞中mTOR信号传导减少有关，这会限制其增殖，这种机制可能削弱肿瘤微环境内的免疫反应。IDH突变在约10%的胶质瘤中普遍存在，导致2-HG积累，从而破坏细胞过程。2-HG水平升高会抑制α-酮戊二酸依赖性双加氧酶，导致广泛的表观遗传改变，包括DNA和组蛋白高甲基化。这些变化增强了恶性增殖，并促进了间质转化等特征，进一步促进了肿瘤进展。此外，2-HG在蛋白质水平上稳定缺氧诱导因子-1α，驱动血管生成，并通过减少CXCL10表达损害免疫细胞募集。这种代谢重编程和细胞外基质改变的结合形成了一个独特的、自我维持的、不断演变的环境，支持肿瘤生长和免疫监视逃逸。胶质瘤中的细胞外基质重塑不仅由肿瘤细胞驱动，也由基质成分驱动，这增加了细胞外基质的硬度并加剧了治疗抵抗。这种促硬度环境，加上胶原蛋白VI的分泌，对贝伐珠单抗等有效疗法构成了障碍，并导致预后不良。此外，细胞外基质变化主动调节免疫景观，透明质酸与CD44和CD168等受体结合，激活通过上调PD-L1表达促进巨噬细胞再教育从而推动肿瘤侵袭和免疫耐受的通路。最近的研究进一步细化了对IDH突变胶质瘤中细胞外基质相关亚型的理解。基于不同的细胞外基质特征，已确定了两个主要亚型：细胞外基质1和细胞外基质2。虽然据报道细胞外基质2亚型具有更有利的预后和更高的FUBP1突变谱，但富含TP53、CDKN2A/B、NF1和EGFR突变的细胞外基质1亚型，由于增强的细胞外基质重塑、上皮-间质转化和增加的免疫浸润（包括静息树突状细胞和巨噬细胞）而与不良预后相关。此外，细胞外基质1与失调的代谢通路有关，如氨基酸和脂质代谢，进一步促进肿瘤存活和生长。
胶质瘤中小胶质细胞和巨噬细胞的空间分布在其功能行为中发挥作用
肿瘤内小胶质细胞和MDMs的空间分布似乎在其功能行为中发挥着重要作用。分支表型的小胶质细胞通常出现在肿瘤边缘（弥漫浸润区），在那里它们可能促进侵袭，并逐渐转变为促肿瘤的阿米巴样TAMs。来源于MDMs的TAMs在恶性胶质瘤中央的坏死区和血管周围区域（靠近受损的血脑屏障）尤其多，控制着趋化因子的动态。缺氧组织区域的MDMs被重编程以进行免疫抑制。然而，有趣的是，出现在致密肿瘤区域的TAMs既来源于小胶质细胞，也来源于MDMs。重要的是，小胶质细胞和单核细胞来源TAMs之间的比例不仅取决于肿瘤生态位和肿瘤发展阶段，也取决于患者间的差异。这种多样性在具有不同遗传和组织病理学特征的体内临床前模型中得以保留。最近利用最先进组学方法的研究令人印象深刻地证明，胶质母细胞瘤结构的组织遵循高度或低度结构化的模式，这似乎是由肿瘤个体线索驱动的。因此，胶质母细胞瘤中TAMs的分布因患者而异，但遵循肿瘤内在空间区域化的基本规则：浸润性肿瘤区域、实体/肿瘤丰富区域、血管化肿瘤和缺氧区。最近的一项研究利用成像质谱流式细胞术确定了胶质母细胞瘤区域的不同髓系状态，并报告了多个小胶质细胞和MDMs亚群。此外，他们描述道，髓系空间组织的主要驱动因素之一是缺氧，并且这种分区是跨患者样本的保守模式。治疗也可以改变肿瘤内小胶质细胞的空间组织。例如，肿瘤手术后，血脑屏障通透性的短暂增加与肿瘤复发时核心区域小胶质细胞的增加有关。此外，皮质类固醇会改变小胶质细胞表型，但对极化的确切影响取决于背景和皮质类固醇受体。区分患者复发时的长期变化和治疗的急性反应（包括切除、糖皮质激素以及放疗和化疗）也很重要。有趣的是，虽然先前试图解决TAMs促肿瘤特征的努力在临床前模型中提高了生存率，但包括通过BLZ945耗竭TAMs在内的多模式治疗策略最近被证明会通过纤维化反应诱导肿瘤干细胞生态位的形成。然而，这些生态位缺乏CD68+的TAMs。这些发现意味着TAMs不仅通过多种机制促进肿瘤生长，而且它们的缺失可以被其他细胞过程补偿，导致肿瘤复发。总之，肿瘤结构似乎主要由肿瘤自身的内在特征决定，而浸润性肿瘤基质细胞（包括TAMs）与肿瘤微环境之间的相互作用则产生了独特的微生态位。
胶质瘤中的小胶质细胞功能向经典活化巨噬细胞功能趋同
在胶质瘤的背景下，活化的小胶质细胞经历显著的功能转变，采用类似于经典活化巨噬细胞的特征。这种表型转化是由促炎细胞因子驱动的，导致吞噬活性和抗原提呈能力增强。然而，小胶质细胞也可以在胶质母细胞瘤中表达CD163，这是通常在单核细胞来源巨噬细胞上发现的标志物（图1）。
在稳态条件下，小胶质细胞代表一个独特的免疫细胞群体，与其他组织驻留巨噬细胞不同。这种特定身份源于其发育起源、维持、独特的基因表达特征和环境特化。小胶质细胞起源于胚胎卵黄囊祖细胞，在发育过程中迁移到大脑，并在出生后独立于外周血细胞进行自我更新。在发育过程中，小胶质细胞呈现阿米巴样形态，对神经元发育和突触修剪至关重要，而在出生后，它们获得分支状态，其特征是小胞体和具有高度分支的长突起，扫描大脑实质。小胶质细胞特征主要受中枢神经系统因子影响，包括TGF-β和IL-34，这使得它们能够获得特定的稳态特征（也定义为感知组特征），其特征是独特的谱系标志物，包括TMEM119、SALL1、P2RY12，以及与神经元活动紧密相关的表观遗传景观。同样，中枢神经系统外的组织巨噬细胞也发展出针对局部刺激的独特程序。值得注意的是，小胶质细胞稳态特征在其激活状态（如感染和胶质瘤中）会减少，显示出向细胞保护性巨噬细胞的功能趋同。然而，坏死胶质瘤组织区域中的许多（如果不是大多数）巨噬细胞来源于骨髓造血干细胞，通过循环单核细胞浸润肿瘤并分化为MDMs。它们具有较大的胞体，但突起范围较小，分支较少，并且是迁移细胞。MDMs通常表达CD163，但小胶质细胞也能上调CD163，尤其是在高级别胶质瘤中（图1），并且它们能够转化为完全发育的吞噬细胞。在这个阶段，它们在形态上与已侵入组织的MDMs无法区分。小胶质细胞是CD49d（由Itga4编码）阴性的，这可用于流式细胞术鉴定。
胶质母细胞瘤中存在TAM极化的独特激活状态
胶质母细胞瘤TAMs表现出受肿瘤微环境影响、不同于传统M1和M2分类的独特极化状态。
文本框1总结了关于典型M1和M2状态的信息，并强调TAMs并不完全符合这些类别。以下部分讨论的证据表明，TAMs存在于一种独特的、肿瘤特异性的极化状态，这种状态与髓系细胞传统的修复性或促炎程序不一致，相反，似乎是由肿瘤微环境的独特特征塑造的。需要更详细地理解TAM生物学，承认其在癌症进展中作用的复杂性。具体来说，最近的证据表明，胶质母细胞瘤中的TAMs存在于一个由肿瘤微环境诱导的激活状态谱中。这一概念得到了多项研究的支持，包括一项泛癌分析。早期的组学研究也揭示了TAMs不适合传统且简单的M1或M2类别，暗示了一种更复杂的极化状态。最近，TAMs被归入一个独特的“间质巨噬细胞”类别。这个MES TAM群体的特征是与间质胶质瘤状态相似的基因上调，包括Vim、CD44和ANXA1。作者提出了胶质母细胞瘤细胞和TAMs中相应标志物的相互上调，突出了胶质母细胞瘤与其肿瘤微环境的共同进化。此外，与胶质母细胞瘤细胞的共培养实验已成功诱导巨噬细胞发生肿瘤特异性极化，为肿瘤塑造TAM表型的能力提供了直接证据。这些发现共同支持了胶质母细胞瘤TAMs占据一种由其与肿瘤相互作用塑造的新功能状态的观点。
胶质瘤大脑中的小胶质细胞和巨噬细胞表现出功能状态谱
在受胶质瘤影响的大脑中，胶质瘤局部肿瘤微环境之外的小胶质细胞和巨
