1. 引言
癌症是全球主要死因之一，尽管早期检测和治疗有所进展，但由于肿瘤的复杂异质性，死亡率下降幅度有限。癌症免疫治疗通过刺激机体先天免疫系统引发肿瘤特异性免疫反应，对恶性细胞产生抑制和细胞毒性作用，是一种具有开创性的治疗方法。然而，它面临免疫细胞功能障碍、免疫反应激活率不理想、全身免疫毒性和严重临床副作用等挑战。
为改善免疫治疗药物的疗效，解决药物半衰期短、肿瘤穿透性有限、毒性高和副作用多等问题，人们开发了多种药物递送系统（DDSs）。纳米 DDSs 因独特组成和良好生物相容性受到关注，但外源性纳米颗粒（NPs）易被免疫系统识别清除，阻碍其深入肿瘤。因此，仿生药物递送载体成为有前景的替代策略。
巨噬细胞是肿瘤微环境（TME）中的主要免疫细胞群体，在调节先天和适应性免疫反应中起关键作用。它们能特异性结合肿瘤细胞、吞噬降解病原体并激活淋巴细胞介导的适应性免疫反应。巨噬细胞还表达多种表面受体，有助于其浸润肿瘤部位。基于这些特性，巨噬细胞可作为创新的 DDS 用于免疫治疗药物的靶向递送，同时巨噬细胞表面的吞噬检查点以及 M1 和 M2 巨噬细胞的不同功能，为免疫治疗策略的开发提供了方向。
2. 巨噬细胞的表型
2.1. 巨噬细胞的起源
巨噬细胞是重要的免疫效应细胞，起源于两个主要来源。少数巨噬细胞来自产前胚胎前体（卵黄囊或胎儿肝脏），通过成体组织驻留巨噬细胞（TRMs）的自我更新维持活性；多数巨噬细胞源自脊髓内的造血干细胞（HSCs）。HSCs 在巨噬细胞集落刺激因子的刺激下，分化为单核母细胞，进而成熟为前单核细胞和单核细胞。
在血液中，单核细胞发育为组织特异性巨噬细胞，如破骨细胞、小胶质细胞、肺泡巨噬细胞（AMs）、库普弗细胞（KCs）和组织细胞。巨噬细胞具有显著的组织异质性，在发育过程中执行不同的生理功能。根据在血液中存在时间和迁移到组织前的分类，单核细胞可分为 GR1+CX3CR1low （炎症性）单核细胞和 GR1-（驻留性）单核细胞。此外，基于 CD14、CD16、CD64 和趋化因子受体的差异表达以及细胞因子和趋化因子的刺激条件，单核巨噬细胞群体可分为经典激活巨噬细胞（M1）和选择性激活巨噬细胞（M2），还有肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）和组织驻留巨噬细胞（TRMs）等亚型。
2.2. 经典激活巨噬细胞
经典激活巨噬细胞（M1），又称炎症性巨噬细胞，可由干扰素 -γ（IFN-γ）单独诱导，或与肿瘤坏死因子（TNF-α）和细菌脂多糖（LPS）联合诱导。M1 巨噬细胞具有增强的抗原呈递能力，能产生促炎因子、活性氧（ROS）和一氧化氮合酶（NOS）等。它们在细胞膜上主要表达主要组织相容性复合体 II 类（MHC-II）和 CD 标记（CD86 和 CD80）等。
M1 巨噬细胞主要功能是清除病原体、死细胞和异物，依赖烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶系统激活和 ROS 产生。此外，M1 巨噬细胞具有强大的抗肿瘤活性，通过多种方式杀死肿瘤细胞，但也会介导 ROS 诱导的组织损伤，影响组织再生和伤口愈合，在抗癌过程中发挥关键作用，与细胞介导的免疫反应密切相关。
2.3. 替代性激活巨噬细胞
替代性激活巨噬细胞（M2），又称抗炎性巨噬细胞，主要由细胞因子（IL-4、IL-13、IL-10 和 IL-34 等）、维生素 D3、集落刺激因子 1（CSF1）等激活。M2 巨噬细胞具有促肿瘤活性，通过基质重塑、血管生成和组织修复促进肿瘤发生、发展和血管生成。
M2 巨噬细胞可进一步分为四个亚群：IL-4/13 激活的 M2a、免疫复合物激活的 M2b、IL-10 失活的 M2c 和 IL-6/M-CSF 环诱导的 M2d 巨噬细胞。M2a 巨噬细胞分泌多种模式识别受体，促进细胞生长、组织修复和吞噬；M2b 巨噬细胞调节免疫反应和炎症；M2c 和 M2d 巨噬细胞分别在吞噬和肿瘤进展中起重要作用，其中 M2d 巨噬细胞产生促肿瘤因子，抑制正常免疫反应，帮助肿瘤细胞逃避免疫监视。M2 巨噬细胞主要表达 CD163 和 CD206 等细胞标记，其 CD163 表达与多种恶性肿瘤的增殖密切相关。
2.4. 肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）
TAMs 起源于血液中的单核细胞，迁移到肿瘤部位并浸润肿瘤组织，对肿瘤细胞分泌的趋化因子（如 CSF1 和 C-C 基序趋化因子配体 2（CCL2））作出反应。TAMs 在肿瘤进展中作用多样，包括抑制自然杀伤（NK）细胞和 CD8+T 细胞的细胞毒性，释放 NO 和活性氧中间体对抗 Th1 免疫反应。
TAMs 有 M1 和 M2 两种主要亚型。在癌症发展早期，M1 样 TAMs 较为丰富，具有促炎功能；随着疾病进展，M1 样 TAMs 逐渐转变为 M2 样 TAMs，在晚期肿瘤中，大多数 TAMs 为 M2 亚型。M2 样 TAMs 通过多种机制发挥促肿瘤和免疫抑制作用，如促进肿瘤细胞增殖、参与肿瘤侵袭和转移、调节肿瘤细胞代谢、参与癌细胞免疫逃逸、促进血管生成和抵抗治疗等。
2.5. 组织驻留巨噬细胞（TRMs）
TRMs 起源于胚胎发育过程中卵黄囊和胎儿肝脏的单核细胞前体，迁移到各种组织器官执行特定免疫功能。TRMs 与 M2 巨噬细胞有一些功能相似性，但并不完全相同，不同组织中的 TRMs 具有不同的表型和功能。
在肿瘤进展过程中，TRMs 对 TME 信号的反应具有高度多样性，在肿瘤免疫治疗中具有可塑性。例如，在原发性肿瘤中，AMs 可通过多种信号通路抑制 CTL 反应或促进肺癌细胞生长；在转移性癌症中，调节 AM 中的某些因子可抑制肺癌转移，而 KCs 在肿瘤发展中具有双峰作用。此外，利用 TRMs 作为肿瘤疫苗的一部分可引发更有效的抗肿瘤免疫反应。
3. 肿瘤免疫治疗中 TAM 靶向策略
由于 TAMs 在 TME 中占浸润免疫细胞的大多数，在肿瘤免疫调节中起重要作用，因此靶向 TAM 的治疗策略被认为是对抗肿瘤最有前景的方法之一。目前的 TAM 靶向方法主要包括调节吞噬检查点的 “别吃我” 信号、抑制巨噬细胞招募、耗竭 TAMs 和重编程 TAMs。
3.1. 调节吞噬检查点
肿瘤细胞常过表达 “别吃我” 信号，使肿瘤逃避巨噬细胞的清除。针对这些信号的疗法可影响 TAM 表型，促进巨噬细胞吞噬和细胞因子分泌。目前研究的吞噬检查点包括 CD47 / 信号调节蛋白 α（SIRPα）轴、PD-L1/PD-1 轴、主要组织相容性复合体 I 类（MHC-I）/ 白细胞免疫球蛋白样受体家族 B 成员 1（LILRB1）轴和 CD24 / 唾液酸结合免疫球蛋白样凝集素 10（Siglec-10）轴等。
抑制 CD47-SIRPα 轴可促进免疫细胞识别肿瘤细胞，增强抗肿瘤活性，但 CD47 在正常健康细胞中也有表达，使用 CD47 拮抗剂可能导致贫血和血小板减少等严重血液毒性。为此，开发了 SIRPα 拮抗剂和弱结合亲和力抗体，以及双特异性抗体来减少脱靶效应。PD-1/PD-L1 是著名的免疫检查点，肿瘤常过表达 PD-L1 诱导免疫耐受。虽然 PD-1/PD-L1 检查点抑制剂已用于治疗多种癌症，但存在脱靶效应和免疫相关副作用等问题。此外，PD-1/PD-L1 信号通路也会产生 “别吃我” 信号，影响巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬。
MHC-I 在免疫系统中起关键作用，肿瘤细胞可通过与 LILR 亚家族成员结合逃避吞噬，其中 LILRB1 被认为参与通过 MHC-I 调节吞噬抑制。使用 LILRB1 抗体可对抗肿瘤对 anti-CD47 治疗的耐药性，恢复吞噬作用。CD24 在大多数癌细胞中过表达，与 Siglec-10 结合抑制肿瘤吞噬，应用 CD24/Siglec-10 阻滞剂可恢复巨噬细胞吞噬特性，阻断肿瘤生长。此外，还有其他吞噬检查点通路，如 STC-1、GD2 和 CD22 等，其在吞噬作用中的具体机制有待进一步研究。目前针对巨噬细胞吞噬检查点的临床试验大多处于进行或完成阶段，但使用吞噬检查点抑制剂存在损伤正常组织的风险，常与免疫检查点阻断（ICB）或其他免疫疗法联合使用。
3.2. 抑制巨噬细胞招募
TME 中的趋化因子及其与相应配体的相互作用在 TAM 的招募和调节中起重要作用。靶向趋化因子抑制 TAM 招募是调节免疫抑制微环境的关键策略。TAMs 起源于 CCR2 阳性前体单核细胞，被肿瘤细胞分泌的 CCL2 招募到 TME。使用小分子抑制剂或抗体靶向 CCR2 可阻断 CCL2 释放，抑制 TAM 招募和浸润，增强抗肿瘤免疫反应。
除 CCL2-CCR2 信号轴外，其他趋化因子如 CCL5/CCR5 和 CXCL12/CXCR4 也参与 TAM 招募，影响肿瘤复发。针对这些趋化因子的抑制剂正在进行临床试验研究。TAMs 还参与血管生成，与多种血管生长因子相互作用。抑制 VEGF 和 Ang-2 信号的双重抑制策略在胶质母细胞瘤免疫治疗中显示出有效减少肿瘤生长、抑制 TAM 招募和使血管形态正常化的作用，为克服抗 VEGF 单药治疗的局限性提供了新策略。
3.3. 耗竭 TAMs
耗竭 M2 型巨噬细胞同时保留具有抗肿瘤功能的 M1 型巨噬细胞是直接靶向抑制性免疫细胞的新兴策略。CD163 是经典的 M2 巨噬细胞标记，与肿瘤增殖、转移和耐药密切相关，特异性耗竭 CD163 + 巨噬细胞可促进激活的 T 细胞浸润，诱导肿瘤消退。
阻断 CSF1/CSF1R 信号是耗竭 TAMs 的重要策略，CSF1 可诱导巨噬细胞极化为 M2 表型，靶向 CSF1R 可有效抑制肿瘤生长和转移。目前有多种 CSF1/CSF1R 靶向药物正在进行临床试验，但这些药物存在局限性，如单独使用 CSF1/CSFR1 阻断往往无效，且可能诱导不良事件，常与检查点阻断或其他 T 细胞免疫疗法联合使用。
此外，双膦酸盐化疗药物可通过诱导癌细胞凋亡、阻断血管生成和耗竭 TAMs 发挥抗肿瘤作用，为提高其疗效和降低毒性，开发了双膦酸盐负载的脂质体。还有研究利用 CAR-T 细胞靶向叶酸受体 -α（FRα）选择性消除 FRα+ 免疫抑制性 TAMs，增强内源性肿瘤特异性 CD8+T 细胞浸润，延长生存期。然而，TME 是复杂动态的系统，耗竭 M2 型巨噬细胞不一定能增强剩余 M1 型巨噬细胞的抗肿瘤反应，常需与其他免疫疗法联合使用。
3.4. 重编程 TAMs
重编程 M2 巨噬细胞为抗肿瘤的 M1 表型是将 “冷” 肿瘤转化为 “热” 肿瘤的关键方法。常将 M2 靶向肽与细胞因子、免疫激动剂或抑制剂结合来重编程 TAMs。例如，构建过表达 IL-12 的促炎载体可有效重编程巨噬细胞，激活 CD8+T 细胞，引发抗肿瘤反应。
CD40 及其配体 CD40L 的结合可激活 T 细胞，增强抗 PD-L1 治疗的疗效，使免疫检查点敏感，还能提高一线化疗方案的治疗效果。Toll 样受体（TLR）激动剂可重编程 TAM，激活先天和适应性免疫反应。例如，TLR3 激动剂 poly（I:C）可促进 T 细胞招募，诱导癌细胞直接消除；TLR7/8 激动剂可增强 PD-1 阻断的疗效，克服放疗和免疫治疗的耐药性。
近年来，体外转录的 mRNA 被认为是诱导细胞重编程的潜在新药类别。在小鼠肿瘤模型中，输注编码干扰素调节因子 5（IRF5）和其激活激酶 IKKε 的 mRNA 纳米颗粒，可有效逆转免疫抑制性 TAMs，使肿瘤消退。此外，基于 miRNA 的疗法可通过调节 TAM 极化发挥抗肿瘤作用，如递送 miRNA-155 可将 TAMs 重编程为抗肿瘤巨噬细胞，抑制特定 miRNA 也能调节 TAM 功能。
缺氧是实体肿瘤的特征，可促进肿瘤侵袭性和 TAM 积累。MnO2 NPs 可缓解缺氧，调节 TAM 极化，增强免疫治疗疗效。此外，过度的基质刚度也会调节巨噬细胞极化，通过工程化 ECM 纳米重塑器可降低 ECM 刚度，抑制肿瘤进展。
4. 工程化巨噬细胞作为 DDSs
巨噬细胞具有固有归巢特性，能选择性积累在肿瘤部位，是细胞介导的仿生 DDSs 的优良候选者。与其他类型的 DDSs 相比，巨噬细胞介导的 DDSs 具有延长药物血液循环时间、良好生物相容性、吞噬能力、参与免疫调节和促进抗肿瘤免疫反应等优势。基于巨噬细胞的药物递送策略包括使用活巨噬细胞作为药物递送载体、将药物纳入巨噬细胞膜介导的仿生纳米载体以及开发 CAR-M 构建体。
4.1. 活巨噬细胞作为治疗策略
巨噬细胞可作为活细胞载体，在其内部或表面加载药物或治疗分子，到达肿瘤部位后释放药物。最初，直接孵育是将化疗药物内化到巨噬细胞的简单方法，但存在影响巨噬细胞归巢效率和加载能力有限等问题。因此，探索了 NP DDSs 作为替代方法，巨噬细胞载体加载 NP 具有较低的脱靶毒性。
为解决巨噬细胞基 DDSs 的挑战，开发了多种策略，包括药物共轭配体 - 受体结合、共价偶联和基因敲除等方法修饰巨噬细胞。这些策略可提高药物稳定性和靶向精度，但也存在各自的局限性。此外，巨噬细胞还可内化溶瘤腺病毒，在磁敏感 NP 的引导下，携带溶瘤腺病毒的巨噬细胞可有效浸润原发性肿瘤部位，减轻肿瘤负担和转移。
然而，将活细胞作为 DDSs 应用存在挑战，如巨噬细胞修饰对其活性和递送效率的影响需要进一步研究，特别是在货物加载、药物性质和加载方法方面。
4.2. 巨噬细胞膜衍生的仿生纳米载体
为解决活细胞在体内递送药物的障碍，开发了细胞膜包被技术。利用巨噬细胞丰富的表面受体和对肿瘤的固有趋向性，用天然巨噬细胞膜或膜表面蛋白包裹 NPs，构建巨噬细胞膜功能化的纳米系统。
合成源自巨噬细胞的 NPs，通过提取和结合巨噬细胞膜表面特定蛋白来合成脂质体，可将抗肿瘤药物递送至肿瘤血管系统，提高药物的肿瘤积累和疗效。巨噬细胞膜蛋白修饰的药物与游离化疗药物相比，具有增强的肿瘤靶向能力和延长的生存期。此外，还开发了仿生杂交脂质体，将不同类型的 NPs 与细胞融合，实现多种功能。
NP 封装在巨噬细胞膜内，使用细胞膜包被技术将 NPs 包装在巨噬细胞膜内作为 “幽灵” 巨噬细胞。这些纳米载体通过巨噬细胞膜上的特定受体或粘附因子识别和结合肿瘤细胞，功能膜蛋白可保护 NPs 免受吞噬细胞清除，促进其靶向肿瘤细胞。例如，M1 巨噬细胞膜封装的 NP 构建体可有效抑制肿瘤生长和转移，TAMM 封装的 NP 可耗尽 TAM，重编程巨噬细胞，发挥抗肿瘤免疫效应。
制备巨噬细胞封装的 NP 包括提取细胞膜、制备 NP 核心和融合膜与 NP 三个步骤。细胞膜提取方法有多种，NP 核心可由有机聚合物或无机材料制成，融合方法包括挤出、超声、电穿孔和原位生产等，各有优缺点。目前，膜挤出和超声是最常用的方法，但临床转化仍面临制备过程复杂、免疫原性、可重复性有限等挑战。
4.3. CAR-M 疗法
过继细胞疗法（ACT）因其高度靶向和个性化治疗能力而受到关注，CAR-T 细胞疗法在血液恶性肿瘤治疗中取得进展，但在实体肿瘤治疗中面临挑战。CAR-M 细胞疗法应运而生，利用巨噬细胞独特的吞噬作用和浸润实体肿瘤的能力治疗实体肿瘤。
CAR-M 疗法将特定的 CAR 基因递送至巨噬细胞，使其识别肿瘤细胞表面抗原，激活巨噬细胞对癌细胞的活性，导致肿瘤细胞死亡。与 CAR-T 细胞相比，CAR-M 细胞在治疗实体肿瘤方面具有优势，如在 TME 中不会衰减、可逆转 M2 表型、肿瘤浸润能力强、可促进抗原呈递增加 T 细胞细胞毒性、体内扩增能力和循环时间有限，降低移植物抗宿主病风险等。
目前，已有多项临床试验评估 CAR-M 细胞疗法在实体肿瘤治疗中的有效性。FDA 已批准 CT-0508 用于治疗 HER2 + 实体肿瘤，其他针对 HER2 阳性
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