引用本文： 楊李杰, 劉剛. 巨噬細胞在肺纖維化中的作用及研究進展. 中國呼吸與危重監護雜志, 2020, 19(6): 626-629. doi: 10.7507/1671-6205.201912083 復制
巨噬細胞是人體非特異性免疫系統的重要組成部分，其來源為組織內巨噬細胞增殖、造血干細胞和循環單核細胞。巨噬細胞最初被認為通過吞噬作用參與免疫反應，但后續研究表明巨噬細胞也可通過分泌細胞因子、介導信號傳導等多種途徑參與免疫應答和維持機體內環境穩態。肺纖維化的發病機制仍未明確，但已有研究證實機體免疫調節是肺纖維化發展的重要機制之一，巨噬細胞作為功能廣泛的免疫細胞在一定程度上參與肺纖維化進程。
1 巨噬細胞的極化及其功能簡介
巨噬細胞主要參與機體免疫調節途徑內的組織損傷修復過程，其主要來源于骨髓單核細胞，骨髓單核細胞遷移到組織內后成為組織巨噬細胞，此時的巨噬細胞處于休眠狀態，稱為 M0 巨噬細胞[1]。M0 巨噬細胞在不同炎癥因子刺激下分化為不同功能的巨噬細胞亞型，稱為巨噬細胞極化（macrophage polarization），即巨噬細胞從一種特定表型向另一種功能不同的表型轉化的過程[2]。巨噬細胞極化主要受控于 The Janus kinase/signal transducer and activator of tran-ions（JAK/STAT）信號通路、過氧化物酶體增殖物激活受體/肝 X 受體（PPARγ/LXR）信號、cAMP-responsive element-binding protein/CCAAT-enhancer-binding proteins（CREB-C/EBP）通路、干擾素調節因子以及微 RNA（microRNA，miRNA，miR）和長鏈非編碼 RNA 等。如巨噬細胞在 γ 干擾素（interferon-γ，IFN-γ）和（或）腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）等刺激下極化為 M1 巨噬細胞（classically activated macrophages）；而在白細胞介素-4（interleukin 4，IL-4）和（或）白細胞介素-13（interleukin 13，IL-13）等誘導下向 M2 巨噬細胞（alternatively activated macrophages）極化[3]。M2 巨噬細胞雖然可分為 M2a、M2b、M2c 三種亞型，但由于缺乏特異性的分子標記，很難將組織巨噬細胞按照這種分類方法進行分類[4]。并且，將巨噬細胞分型為 M1 和 M2 仍然存在爭議，目前并沒有嚴格標準對巨噬細胞的極化進行評價[5]。
纖維化是一種以組織纖維性變為特征的慢性進行性疾病，關于肺纖維化發病機制包括以下幾種：成纖維細胞活化；細胞自噬能力降低；轉化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）信號通路激活和機體免疫失調[6]。肺纖維化的一般療法為抑制炎癥、促進膠原降解和刺激肺泡再生。巨噬細胞廣泛參與炎癥調節和膠原降解的過程，普遍認為 M1 巨噬細胞可促炎殺菌，終止損傷修復過程，防止過度修復，而 M2 巨噬細胞則抗炎和促進組織修復，過多的 M2 巨噬細胞活動可能會導致各種纖維增生性疾病的發生[7]。總之，巨噬細胞功能表型的轉化對纖維化的發生發展起重要作用。
2 M1 和 M2 巨噬細胞功能差異
M1 巨噬細胞多在以 Toll 樣受體（Toll-like receptors，TLR）和干擾素信號傳導為主的炎癥環境中產生，Th1（helper T cell 1）細胞因子促進 M1 巨噬細胞轉化，與抵抗細菌和細胞病原體的免疫有關。M2 巨噬細胞則在 Th2（helper T cell 2）細胞因子刺激下轉變而成，如抵抗蠕蟲的免疫，哮喘和過敏等[8]。體外條件下通過 IFN-γ、脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）、粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子等誘導劑可促進巨噬細胞向 M1 巨噬細胞極化，該研究也證明某些 micoRNA 亞群也可促使 M1 巨噬細胞向 M2 巨噬細胞的極化，在 M1 巨噬細胞中強制高表達 miR-146 促進 M2 巨噬細胞極化，而在 M2 巨噬細胞中強制高表達 miR-155 則會使其向 M1 轉化，其中可能涉及到巨噬細胞極化的 GATA3 及 BCL6 等信號通路[9]。同時研究表明 M1 巨噬細胞在缺乏細胞因子刺激的條件下 12 天后可能自行向 M2 巨噬細胞轉化；腫瘤微環境中的炎癥介質也可促使 M1 巨噬細胞轉變為 M2 巨噬細胞，促進腫瘤發生。我國研究人員尹學紅等發現，脂肪間充質干細胞通過產生抗炎蛋白腫瘤壞死因子刺激基因 6 抑制 M1 巨噬細胞的活性，并激活 STAT3 信號通路促進 M1 巨噬細胞向 M2 轉化，該細胞同時可以起改善腎纖維化的作用[10]。
M1 巨噬細胞以 TNF-α、白細胞介素-1β（interleukin 1β，IL-1β）和白細胞介素-6（interleukin 6，IL-6）等促炎細胞因子的分泌為特征，同時可以合成誘導型一氧化氮合酶（iNOS），抑制病原微生物的增殖并參與組織損傷后的炎癥反應，M1 巨噬細胞具有強大的促炎作用，通過釋放 IL-1β、白細胞介素-12（interleukin 12，IL-12）、CC 趨化因子配體 5、TNF-α 等促炎和趨化因子，介導組織損傷和誘發炎癥反應。M2 巨噬細胞以分泌抗炎或免疫抑制分子如白細胞介素-10（interleukin 10，IL-10）、TGF-β 和精氨酸酶 1（arginase 1，Arg1）為特征，參與組織修復和愈合過程，而且在纖維性病變的組織中 M2 巨噬細胞表現出較高的促纖維化作用[11]。M1 巨噬細胞釋放 TNF-α、IL-1β、IL-12 和白細胞介素-23（interleukin 23，IL-23）等炎癥因子，抵抗細菌等病原體，其持續存在導致過度炎癥反應并損傷自身組織器官；在炎癥反應后期，M2 巨噬細胞能分泌大量的 IL-10 和 TGF-β 等細胞因子來抑制炎癥，促進組織的修復、重建和血管生成等，來維持機體微環境的平衡[12]。
M1/M2 巨噬細胞極化狀態的平衡與否決定了炎癥或損傷器官的命運，當感染或炎癥嚴重到足以影響器官時，巨噬細胞首先表現出 M1 表型，釋放 TNF-α 等炎癥因子，清除病原體。但 M1 巨噬細胞持續存在會造成組織損傷，因此在炎癥反應后期，M1 巨噬細胞會逐漸減少，組織內巨噬細胞向 M2 巨噬細胞極化，并分泌大量 TGF-β 等細胞因子從而抑制炎癥，促進組織修復與重建[13]。而肺纖維化是一種由于持續肺損傷引起的損傷修復異常導致的病理結果，多種調節性細胞因子、趨化因子和介質都可以通過改變巨噬細胞的極化狀態來影響疾病的持續時間和嚴重程度。
M1/M2 巨噬細胞的功能大部分情況下是互相拮抗的，但在體外條件下 M1 巨噬細胞可轉化為 M2 巨噬細胞，研究表明 LPS 激活的 M1 巨噬細胞在經過最初大量分泌促炎因子的階段后再次接觸 LPS 刺激時，促炎基因的表達水平顯著下降，而分泌 M2 型巨噬細胞細胞因子 IL-10 的能力卻增強，也稱內毒素耐受性，從而導致 M1 巨噬細胞基因表達方案從促炎 M1 到抗炎 M2 的改變，提示長期的 LPS 刺激可能導致 M1 巨噬細胞向 M2 巨噬細胞極化[14]。同時，陳金艷等的研究表明，M2 巨噬細胞在使用 IFN-γ 及 LPS 誘導后，可逆轉 M2 巨噬細胞極化狀態使其向 M1 轉化[15]。而且在一項研究中發現，蛻膜巨噬細胞可以同時高水平地表達 M1 相關基因和 M2 相關基因[16]。這些研究表明巨噬細胞的 M1 和 M2 極化狀態可能并不穩定，IL-10 等 Th2 型細胞因子通過激活 M1 巨噬細胞的 STAT3、SOCS1 等通路使其轉化為 M2 巨噬細胞；而 IFN-γ 等 Th1 型細胞因子通過激活 M2 巨噬細胞的 BCL-2、NF-κB 等通路使其轉化為 M1 巨噬細胞。這種現象可以發生在各類腫瘤組織中，腫瘤相關巨噬細胞在癌變早期多為 M1 巨噬細胞并起抗癌作用；而隨著疾病發展則表現為有利于腫瘤細胞生長擴散的 M2 巨噬細胞。其中一個機制便是癌組織通過分泌 CC 趨化因子配體 2 和巨噬細胞集落刺激因子-1 促進 M1 巨噬細胞向 M2 轉化[17]。癌癥與纖維化在發病機制上有不少的相同之處，肺纖維化中是否有類似的情況值得考慮。
3 巨噬細胞參與肺纖維化發病進程
3.1 極化的 M1 巨噬細胞在肺纖維化中的作用
M1 巨噬細胞在肺纖維化的作用與其分泌的 TNF-α 有關。有研究報道，M1 巨噬細胞分泌的 TNF-α 有利于肺泡上皮細胞損傷修復，有利于肺纖維化恢復；TNF-α 抑制肺部促纖維化巨噬細胞的功能，進而減緩纖維化進展和促進纖維化病灶的降解[18]。但在心臟纖維性增厚類疾病中，TNF-α 卻促進纖維化進程[19]。在博來霉素誘導的小鼠肺纖維化模型中證實 TNF-α 具有激活核轉錄因子 NF-κB 相關信號通路的功能，導致部分間質細胞轉化為肌成纖維細胞，最終促使肺纖維化惡化[20]。Cui 等[21]發現在博來霉素誘導的小鼠肺纖維化模型中，與野生型小鼠相比，白細胞分化抗原 168（cluster of differentiation 168，CD168）敲除小鼠肺部中 M1 巨噬細胞數量下調，且肺纖維化程度更輕，提示 M1 巨噬細胞數量可能與肺纖維化程度呈正相關。另有研究證實，尼達尼布通過抑制巨噬細胞上的集落刺激因子 1 受體，降低 M1 巨噬細胞分泌促纖維化因子，從而實現抗纖維化作用[22]。因此，M1 巨噬細胞與肺纖維化的關系尚未明確，有待進一步研究闡明。
3.2 極化的 M2 巨噬細胞在肺纖維化中的作用
M2 巨噬細胞主要在炎癥消退后的纖維化后期產生作用，此時組織內巨噬細胞以 M2 巨噬細胞為主[23]。總體而言 M2 巨噬細胞增多和激活意味著纖維化加重和不良的預后。長期機械通氣是常見的醫源性肺纖維化誘因，Wang 等[24]對長期機械通氣致肺纖維化小鼠的肺泡灌洗液進行了研究，結果顯示通氣第 5 天肺泡灌洗液中 M2 巨噬細胞占比明顯上調，第 7 天肺泡上皮細胞上皮間質轉換（epithelial-mesenchymal transition，EMT）發生。該研究發現體外共培養條件下 M2 巨噬細胞促進上皮細胞發生 EMT，并且該促進效應可被 TGF-β 抑制劑阻斷[24]。從而說明 M2 巨噬細胞分泌的 TGF-β 是引起肺泡上皮細胞 EMT 并導致肺纖維化的重要因素之一。M2 巨噬細胞主要通過 IL-4/IL-13 激活，敲除巨噬細胞 IL-4 受體后，多種組織在促纖維化因子作用下的纖維化程度隨之降低[25]，提示巨噬細胞向 M2 極化對肺纖維化的發生發展有一定促進作用。在銅鋅超氧化物歧化酶介導的巨噬細胞極化模型中，信號傳導及轉錄激活蛋白 6（signal transducer and activator of transcription6，Stat6）對巨噬細胞向 M2 極化不可或缺，該研究也證明了 Stat6 的功能缺失會導致纖維化癥狀的減輕，側面說明 M2 巨噬細胞功能降低抑制纖維化疾病的發生[26]。研究發現以納米金為載體的伊馬替尼可顯著促進肺成纖維細胞凋亡，降低肺泡巨噬細胞分泌 IL-8 和向 M2 極化的能力，起到治療小鼠肺纖維化的作用。該研究在電鏡下觀測到肺泡巨噬細胞大量吞噬伊馬替尼載體，提示酪氨酸激酶抑制劑類藥物（伊馬替尼等）治療間質性肺疾病（肺纖維化等）的一個機制是阻止巨噬細胞向 M2 極化[27]。另外有觀點認為 M2 巨噬細胞特異性分泌的 Arg-1 具有促進纖維化的能力，Arg-1 催化精氨酸分解為鳥嘌呤，而鳥嘌呤可以進一步合成為膠原纖維，最終促進肺纖維化的發生[28]。以上研究說明 M2 巨噬細胞可促進纖維化進程。
盡管以上研究認為 M2 巨噬細胞與肺纖維化發生呈正相關，但仍然存在疑點。在硅肺肺纖維化模型小鼠中，博舒替尼可增加小鼠肺泡 M2 巨噬細胞的數量，卻起抗纖維化作用[29]。M2 巨噬細胞可以清除細胞外基質（extracellular matrix，ECM）抑制纖維化的作用，并在新生兒高氧肺損傷模型小鼠中觀察到小鼠肺泡 M2 巨噬細胞的數量增加卻減緩了肺纖維化發展的現象[30]。也有研究發現間充質基質/干細胞（mesenchymal cell，MSC）療法可抑制 M1 巨噬細胞極化和促進 M2 巨噬細胞極化，最終呈現出保護肺功能、抑制肺血管重塑和抑制纖維化的效應[31]。綜上所述，M2 巨噬細胞與肺纖維化的因果關系尚未明確。
4 以巨噬細胞為靶點的肺纖維化治療
Liu 等[32]研究顯示慢性肺損傷導致巨噬細胞泛素編輯酶 A20 功能受損，進而導致肺纖維化患者和小鼠肺泡巨噬細胞的轉錄因子 C/EBPβ 過量積累，最終導致促纖維因子的分泌。α-螺旋肽恢復 A20 活性和抑制 M2 巨噬細胞的極化，可以顯著治療小鼠的肺纖維化，推測 M2 巨噬細胞會損傷 A20 功能進而促進肺纖維化[32]。巨噬細胞在過氧化物酶增殖物激活受體（peroxisome proliferators-activated receptors，PPAR）信號的作用下降解 ECM，參與細胞介導的 ECM 降解過程。在研究血管緊張素受體阻滯劑纈沙坦治療小鼠肺纖維化的機制時，發現了肺纖維化小鼠血清中 IL-4 高表達而 IFN-γ 低表達，纈沙坦可降低 IL-4 表達，該研究認為可以通過阻斷 IL-4 受體治療肺纖維化[33]。有研究發現纖維蛋白相關抗原 2（fibrinogen-related antigen 2，Fra2）敲除小鼠出現自發性肺纖維化，并且 Fra2 和Ⅵ型膠原蛋白（collagenous fiber Ⅵ，ColⅥ）共定位于巨噬細胞上，抑制 ColⅥ的分泌，暗示刺激巨噬細胞 Fra2 表達以治療肺纖維化的可能[34]。MSC 療法是目前較新的實驗性肺纖維化療法，對肺纖維化小鼠有良好的治療效果，該療法調節整個肺巨噬細胞的表型，改變了肺‘促炎’的經典單核細胞、非經典單核細胞和肺泡巨噬細胞的比例，進而起到了治療肺纖維化的作用[35]。MSC 療法目的為抑制巨噬細胞的 M2 極化和降低 Th2 型細胞因子作用，部分研究者認為該療法的機制是間充質細胞對肺泡巨噬細胞表型的調節[31, 35]，但該療法具體機制仍需進一步研究。
5 展望
巨噬細胞是人體免疫系統的重要組成成分，在不同微環境條件下巨噬細胞向不同表型極化并產生促炎、抗炎及組織修復等作用，對維持機體穩態起重要作用。在纖維化性疾病中，促纖維化的巨噬細胞和抗纖維化的巨噬細胞之間的數量和功能平衡很大程度影響了纖維化的進程。雖然健康機體條件下肺泡巨噬細胞的表型情況仍有待探究，但以上諸多研究證明 Th2 型細胞因子的過度分泌和 M2 巨噬細胞的過度激活與肺纖維化嚴重程度正相關。鑒于現在常用的抗肺纖維化藥物尼達尼布等均只能起到延緩肺纖維化疾病進展的作用，而且抗感染和激素治療效果一般，調節體內巨噬細胞表型或拮抗巨噬細胞的促纖維化作用可能為治療肺纖維化提供新的思路。
利益沖突：本文不涉及任何利益沖突。
巨噬細胞是人體非特異性免疫系統的重要組成部分，其來源為組織內巨噬細胞增殖、造血干細胞和循環單核細胞。巨噬細胞最初被認為通過吞噬作用參與免疫反應，但后續研究表明巨噬細胞也可通過分泌細胞因子、介導信號傳導等多種途徑參與免疫應答和維持機體內環境穩態。肺纖維化的發病機制仍未明確，但已有研究證實機體免疫調節是肺纖維化發展的重要機制之一，巨噬細胞作為功能廣泛的免疫細胞在一定程度上參與肺纖維化進程。
1 巨噬細胞的極化及其功能簡介
巨噬細胞主要參與機體免疫調節途徑內的組織損傷修復過程，其主要來源于骨髓單核細胞，骨髓單核細胞遷移到組織內后成為組織巨噬細胞，此時的巨噬細胞處于休眠狀態，稱為 M0 巨噬細胞[1]。M0 巨噬細胞在不同炎癥因子刺激下分化為不同功能的巨噬細胞亞型，稱為巨噬細胞極化（macrophage polarization），即巨噬細胞從一種特定表型向另一種功能不同的表型轉化的過程[2]。巨噬細胞極化主要受控于 The Janus kinase/signal transducer and activator of tran-ions（JAK/STAT）信號通路、過氧化物酶體增殖物激活受體/肝 X 受體（PPARγ/LXR）信號、cAMP-responsive element-binding protein/CCAAT-enhancer-binding proteins（CREB-C/EBP）通路、干擾素調節因子以及微 RNA（microRNA，miRNA，miR）和長鏈非編碼 RNA 等。如巨噬細胞在 γ 干擾素（interferon-γ，IFN-γ）和（或）腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）等刺激下極化為 M1 巨噬細胞（classically activated macrophages）；而在白細胞介素-4（interleukin 4，IL-4）和（或）白細胞介素-13（interleukin 13，IL-13）等誘導下向 M2 巨噬細胞（alternatively activated macrophages）極化[3]。M2 巨噬細胞雖然可分為 M2a、M2b、M2c 三種亞型，但由于缺乏特異性的分子標記，很難將組織巨噬細胞按照這種分類方法進行分類[4]。并且，將巨噬細胞分型為 M1 和 M2 仍然存在爭議，目前并沒有嚴格標準對巨噬細胞的極化進行評價[5]。
纖維化是一種以組織纖維性變為特征的慢性進行性疾病，關于肺纖維化發病機制包括以下幾種：成纖維細胞活化；細胞自噬能力降低；轉化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）信號通路激活和機體免疫失調[6]。肺纖維化的一般療法為抑制炎癥、促進膠原降解和刺激肺泡再生。巨噬細胞廣泛參與炎癥調節和膠原降解的過程，普遍認為 M1 巨噬細胞可促炎殺菌，終止損傷修復過程，防止過度修復，而 M2 巨噬細胞則抗炎和促進組織修復，過多的 M2 巨噬細胞活動可能會導致各種纖維增生性疾病的發生[7]。總之，巨噬細胞功能表型的轉化對纖維化的發生發展起重要作用。
2 M1 和 M2 巨噬細胞功能差異
M1 巨噬細胞多在以 Toll 樣受體（Toll-like receptors，TLR）和干擾素信號傳導為主的炎癥環境中產生，Th1（helper T cell 1）細胞因子促進 M1 巨噬細胞轉化，與抵抗細菌和細胞病原體的免疫有關。M2 巨噬細胞則在 Th2（helper T cell 2）細胞因子刺激下轉變而成，如抵抗蠕蟲的免疫，哮喘和過敏等[8]。體外條件下通過 IFN-γ、脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）、粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子等誘導劑可促進巨噬細胞向 M1 巨噬細胞極化，該研究也證明某些 micoRNA 亞群也可促使 M1 巨噬細胞向 M2 巨噬細胞的極化，在 M1 巨噬細胞中強制高表達 miR-146 促進 M2 巨噬細胞極化，而在 M2 巨噬細胞中強制高表達 miR-155 則會使其向 M1 轉化，其中可能涉及到巨噬細胞極化的 GATA3 及 BCL6 等信號通路[9]。同時研究表明 M1 巨噬細胞在缺乏細胞因子刺激的條件下 12 天后可能自行向 M2 巨噬細胞轉化；腫瘤微環境中的炎癥介質也可促使 M1 巨噬細胞轉變為 M2 巨噬細胞，促進腫瘤發生。我國研究人員尹學紅等發現，脂肪間充質干細胞通過產生抗炎蛋白腫瘤壞死因子刺激基因 6 抑制 M1 巨噬細胞的活性，并激活 STAT3 信號通路促進 M1 巨噬細胞向 M2 轉化，該細胞同時可以起改善腎纖維化的作用[10]。
M1 巨噬細胞以 TNF-α、白細胞介素-1β（interleukin 1β，IL-1β）和白細胞介素-6（interleukin 6，IL-6）等促炎細胞因子的分泌為特征，同時可以合成誘導型一氧化氮合酶（iNOS），抑制病原微生物的增殖并參與組織損傷后的炎癥反應，M1 巨噬細胞具有強大的促炎作用，通過釋放 IL-1β、白細胞介素-12（interleukin 12，IL-12）、CC 趨化因子配體 5、TNF-α 等促炎和趨化因子，介導組織損傷和誘發炎癥反應。M2 巨噬細胞以分泌抗炎或免疫抑制分子如白細胞介素-10（interleukin 10，IL-10）、TGF-β 和精氨酸酶 1（arginase 1，Arg1）為特征，參與組織修復和愈合過程，而且在纖維性病變的組織中 M2 巨噬細胞表現出較高的促纖維化作用[11]。M1 巨噬細胞釋放 TNF-α、IL-1β、IL-12 和白細胞介素-23（interleukin 23，IL-23）等炎癥因子，抵抗細菌等病原體，其持續存在導致過度炎癥反應并損傷自身組織器官；在炎癥反應后期，M2 巨噬細胞能分泌大量的 IL-10 和 TGF-β 等細胞因子來抑制炎癥，促進組織的修復、重建和血管生成等，來維持機體微環境的平衡[12]。
M1/M2 巨噬細胞極化狀態的平衡與否決定了炎癥或損傷器官的命運，當感染或炎癥嚴重到足以影響器官時，巨噬細胞首先表現出 M1 表型，釋放 TNF-α 等炎癥因子，清除病原體。但 M1 巨噬細胞持續存在會造成組織損傷，因此在炎癥反應后期，M1 巨噬細胞會逐漸減少，組織內巨噬細胞向 M2 巨噬細胞極化，并分泌大量 TGF-β 等細胞因子從而抑制炎癥，促進組織修復與重建[13]。而肺纖維化是一種由于持續肺損傷引起的損傷修復異常導致的病理結果，多種調節性細胞因子、趨化因子和介質都可以通過改變巨噬細胞的極化狀態來影響疾病的持續時間和嚴重程度。
M1/M2 巨噬細胞的功能大部分情況下是互相拮抗的，但在體外條件下 M1 巨噬細胞可轉化為 M2 巨噬細胞，研究表明 LPS 激活的 M1 巨噬細胞在經過最初大量分泌促炎因子的階段后再次接觸 LPS 刺激時，促炎基因的表達水平顯著下降，而分泌 M2 型巨噬細胞細胞因子 IL-10 的能力卻增強，也稱內毒素耐受性，從而導致 M1 巨噬細胞基因表達方案從促炎 M1 到抗炎 M2 的改變，提示長期的 LPS 刺激可能導致 M1 巨噬細胞向 M2 巨噬細胞極化[14]。同時，陳金艷等的研究表明，M2 巨噬細胞在使用 IFN-γ 及 LPS 誘導后，可逆轉 M2 巨噬細胞極化狀態使其向 M1 轉化[15]。而且在一項研究中發現，蛻膜巨噬細胞可以同時高水平地表達 M1 相關基因和 M2 相關基因[16]。這些研究表明巨噬細胞的 M1 和 M2 極化狀態可能并不穩定，IL-10 等 Th2 型細胞因子通過激活 M1 巨噬細胞的 STAT3、SOCS1 等通路使其轉化為 M2 巨噬細胞；而 IFN-γ 等 Th1 型細胞因子通過激活 M2 巨噬細胞的 BCL-2、NF-κB 等通路使其轉化為 M1 巨噬細胞。這種現象可以發生在各類腫瘤組織中，腫瘤相關巨噬細胞在癌變早期多為 M1 巨噬細胞并起抗癌作用；而隨著疾病發展則表現為有利于腫瘤細胞生長擴散的 M2 巨噬細胞。其中一個機制便是癌組織通過分泌 CC 趨化因子配體 2 和巨噬細胞集落刺激因子-1 促進 M1 巨噬細胞向 M2 轉化[17]。癌癥與纖維化在發病機制上有不少的相同之處，肺纖維化中是否有類似的情況值得考慮。
3 巨噬細胞參與肺纖維化發病進程
3.1 極化的 M1 巨噬細胞在肺纖維化中的作用
M1 巨噬細胞在肺纖維化的作用與其分泌的 TNF-α 有關。有研究報道，M1 巨噬細胞分泌的 TNF-α 有利于肺泡上皮細胞損傷修復，有利于肺纖維化恢復；TNF-α 抑制肺部促纖維化巨噬細胞的功能，進而減緩纖維化進展和促進纖維化病灶的降解[18]。但在心臟纖維性增厚類疾病中，TNF-α 卻促進纖維化進程[19]。在博來霉素誘導的小鼠肺纖維化模型中證實 TNF-α 具有激活核轉錄因子 NF-κB 相關信號通路的功能，導致部分間質細胞轉化為肌成纖維細胞，最終促使肺纖維化惡化[20]。Cui 等[21]發現在博來霉素誘導的小鼠肺纖維化模型中，與野生型小鼠相比，白細胞分化抗原 168（cluster of differentiation 168，CD168）敲除小鼠肺部中 M1 巨噬細胞數量下調，且肺纖維化程度更輕，提示 M1 巨噬細胞數量可能與肺纖維化程度呈正相關。另有研究證實，尼達尼布通過抑制巨噬細胞上的集落刺激因子 1 受體，降低 M1 巨噬細胞分泌促纖維化因子，從而實現抗纖維化作用[22]。因此，M1 巨噬細胞與肺纖維化的關系尚未明確，有待進一步研究闡明。
3.2 極化的 M2 巨噬細胞在肺纖維化中的作用
M2 巨噬細胞主要在炎癥消退后的纖維化后期產生作用，此時組織內巨噬細胞以 M2 巨噬細胞為主[23]。總體而言 M2 巨噬細胞增多和激活意味著纖維化加重和不良的預后。長期機械通氣是常見的醫源性肺纖維化誘因，Wang 等[24]對長期機械通氣致肺纖維化小鼠的肺泡灌洗液進行了研究，結果顯示通氣第 5 天肺泡灌洗液中 M2 巨噬細胞占比明顯上調，第 7 天肺泡上皮細胞上皮間質轉換（epithelial-mesenchymal transition，EMT）發生。該研究發現體外共培養條件下 M2 巨噬細胞促進上皮細胞發生 EMT，并且該促進效應可被 TGF-β 抑制劑阻斷[24]。從而說明 M2 巨噬細胞分泌的 TGF-β 是引起肺泡上皮細胞 EMT 并導致肺纖維化的重要因素之一。M2 巨噬細胞主要通過 IL-4/IL-13 激活，敲除巨噬細胞 IL-4 受體后，多種組織在促纖維化因子作用下的纖維化程度隨之降低[25]，提示巨噬細胞向 M2 極化對肺纖維化的發生發展有一定促進作用。在銅鋅超氧化物歧化酶介導的巨噬細胞極化模型中，信號傳導及轉錄激活蛋白 6（signal transducer and activator of transcription6，Stat6）對巨噬細胞向 M2 極化不可或缺，該研究也證明了 Stat6 的功能缺失會導致纖維化癥狀的減輕，側面說明 M2 巨噬細胞功能降低抑制纖維化疾病的發生[26]。研究發現以納米金為載體的伊馬替尼可顯著促進肺成纖維細胞凋亡，降低肺泡巨噬細胞分泌 IL-8 和向 M2 極化的能力，起到治療小鼠肺纖維化的作用。該研究在電鏡下觀測到肺泡巨噬細胞大量吞噬伊馬替尼載體，提示酪氨酸激酶抑制劑類藥物（伊馬替尼等）治療間質性肺疾病（肺纖維化等）的一個機制是阻止巨噬細胞向 M2 極化[27]。另外有觀點認為 M2 巨噬細胞特異性分泌的 Arg-1 具有促進纖維化的能力，Arg-1 催化精氨酸分解為鳥嘌呤，而鳥嘌呤可以進一步合成為膠原纖維，最終促進肺纖維化的發生[28]。以上研究說明 M2 巨噬細胞可促進纖維化進程。
盡管以上研究認為 M2 巨噬細胞與肺纖維化發生呈正相關，但仍然存在疑點。在硅肺肺纖維化模型小鼠中，博舒替尼可增加小鼠肺泡 M2 巨噬細胞的數量，卻起抗纖維化作用[29]。M2 巨噬細胞可以清除細胞外基質（extracellular matrix，ECM）抑制纖維化的作用，并在新生兒高氧肺損傷模型小鼠中觀察到小鼠肺泡 M2 巨噬細胞的數量增加卻減緩了肺纖維化發展的現象[30]。也有研究發現間充質基質/干細胞（mesenchymal cell，MSC）療法可抑制 M1 巨噬細胞極化和促進 M2 巨噬細胞極化，最終呈現出保護肺功能、抑制肺血管重塑和抑制纖維化的效應[31]。綜上所述，M2 巨噬細胞與肺纖維化的因果關系尚未明確。
4 以巨噬細胞為靶點的肺纖維化治療
Liu 等[32]研究顯示慢性肺損傷導致巨噬細胞泛素編輯酶 A20 功能受損，進而導致肺纖維化患者和小鼠肺泡巨噬細胞的轉錄因子 C/EBPβ 過量積累，最終導致促纖維因子的分泌。α-螺旋肽恢復 A20 活性和抑制 M2 巨噬細胞的極化，可以顯著治療小鼠的肺纖維化，推測 M2 巨噬細胞會損傷 A20 功能進而促進肺纖維化[32]。巨噬細胞在過氧化物酶增殖物激活受體（peroxisome proliferators-activated receptors，PPAR）信號的作用下降解 ECM，參與細胞介導的 ECM 降解過程。在研究血管緊張素受體阻滯劑纈沙坦治療小鼠肺纖維化的機制時，發現了肺纖維化小鼠血清中 IL-4 高表達而 IFN-γ 低表達，纈沙坦可降低 IL-4 表達，該研究認為可以通過阻斷 IL-4 受體治療肺纖維化[33]。有研究發現纖維蛋白相關抗原 2（fibrinogen-related antigen 2，Fra2）敲除小鼠出現自發性肺纖維化，并且 Fra2 和Ⅵ型膠原蛋白（collagenous fiber Ⅵ，ColⅥ）共定位于巨噬細胞上，抑制 ColⅥ的分泌，暗示刺激巨噬細胞 Fra2 表達以治療肺纖維化的可能[34]。MSC 療法是目前較新的實驗性肺纖維化療法，對肺纖維化小鼠有良好的治療效果，該療法調節整個肺巨噬細胞的表型，改變了肺‘促炎’的經典單核細胞、非經典單核細胞和肺泡巨噬細胞的比例，進而起到了治療肺纖維化的作用[35]。MSC 療法目的為抑制巨噬細胞的 M2 極化和降低 Th2 型細胞因子作用，部分研究者認為該療法的機制是間充質細胞對肺泡巨噬細胞表型的調節[31, 35]，但該療法具體機制仍需進一步研究。
5 展望
巨噬細胞是人體免疫系統的重要組成成分，在不同微環境條件下巨噬細胞向不同表型極化并產生促炎、抗炎及組織修復等作用，對維持機體穩態起重要作用。在纖維化性疾病中，促纖維化的巨噬細胞和抗纖維化的巨噬細胞之間的數量和功能平衡很大程度影響了纖維化的進程。雖然健康機體條件下肺泡巨噬細胞的表型情況仍有待探究，但以上諸多研究證明 Th2 型細胞因子的過度分泌和 M2 巨噬細胞的過度激活與肺纖維化嚴重程度正相關。鑒于現在常用的抗肺纖維化藥物尼達尼布等均只能起到延緩肺纖維化疾病進展的作用，而且抗感染和激素治療效果一般，調節體內巨噬細胞表型或拮抗巨噬細胞的促纖維化作用可能為治療肺纖維化提供新的思路。
利益沖突：本文不涉及任何利益沖突。