腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞與腫瘤發(fā)生發(fā)展的研究進(jìn)展

齊 瀟，鐘兆銘 綜述 孫傳政 審校

（1） 昆明醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院頭頸外二科；2） 腫瘤內(nèi)科，云南昆明 6 500118）

腫瘤細(xì)胞侵襲與轉(zhuǎn)移能力是腫瘤難以治療和治療后復(fù)發(fā)的重要原因，其機(jī)制復(fù)雜，但越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，血細(xì)胞在腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮了重要作用，比如巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞，甚至是血小板，本文對近年來中性粒細(xì)胞在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用作一綜述。

1 腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞（tumor-associated neutrophils，TANs）

中性粒細(xì)胞由骨髓造血干細(xì)胞分化而來，是人體血液循環(huán)中最豐富的白細(xì)胞。機(jī)體發(fā)生感染時，中性粒細(xì)胞是免疫系統(tǒng)的首要應(yīng)答者，其通過吞噬作用、釋放抗菌物質(zhì)、形成胞間陷阱等方式破壞入侵微生物[1]。最近研究發(fā)現(xiàn)，中性粒細(xì)胞可沿著腫瘤分泌細(xì)胞因子的趨化梯度主動進(jìn)入腫瘤微環(huán)境，在微環(huán)境中各種細(xì)胞因子的作用下轉(zhuǎn)化為TANs[2]。TANs 是一把“雙刃劍”，具有抗腫瘤及促腫瘤雙重作用，可分為抑制腫瘤的N1 型和促進(jìn)腫瘤的N2 型，其分型及其功能受腫瘤微環(huán)境影響[3]。越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，TANs 可以釋放活性氧（reactive oxygen species，ROS）、蛋白酶、細(xì)胞因子等方式直接或間接影響腫瘤的增殖、轉(zhuǎn)移、血管生成、免疫調(diào)節(jié)功能，進(jìn)而影響腫瘤進(jìn)展。

2 TANs 的促腫瘤作用

2.1 中性粒細(xì)胞釋放ROS

中性粒細(xì)胞可通過吞噬、脫顆粒等作用殺滅病原體，在此過程中釋放大量ROS，包括羥自由基、過氧化氫、單線態(tài)氧、次氯酸和超氧陰離子等[4]。TANs 產(chǎn)生的ROS 可誘導(dǎo)胞嘧啶脫氨酶的異位表達(dá)，導(dǎo)致p53 基因突變，使其下游蛋白p21 對多種cyclin-CDK 復(fù)合物抑制能力降低，進(jìn)而促進(jìn)腫瘤進(jìn)展[5]。Klink 等[6]研究發(fā)現(xiàn)，中性粒細(xì)胞與卵巢癌細(xì)胞共培養(yǎng)后產(chǎn)生大量的ROS，后者增強(qiáng)ERK1/2激酶磷酸化進(jìn)而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移。在乳腺癌中，中性粒細(xì)胞產(chǎn)生ROS 促進(jìn)VEGF（血管內(nèi)皮生長因子） 和MIF（巨噬細(xì)胞遷移抑制因子） 的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)腫瘤進(jìn)展和化療抵抗[7]。Wilson 等[8]研究也發(fā)現(xiàn)，中性粒細(xì)胞內(nèi)釋放的ROS 可損傷端粒DNA誘導(dǎo)肝癌的發(fā)生。

2.2 TANs 釋放細(xì)胞因子

在腫瘤微環(huán)境中TANs 通過分泌多種細(xì)胞因子，在腫瘤的生長和進(jìn)展中發(fā)揮復(fù)雜的調(diào)控作用。TANs 分泌的常見細(xì)胞因子包括：轉(zhuǎn)化生長因子β2（TGFβ2）、抑瘤素M（oncostatin-M，白介素-6 超家族成員）、HGF、CXC 或者CC 家族趨化因子[9]。研究發(fā)現(xiàn)，乳腺癌細(xì)胞可以刺激中性粒細(xì)胞釋放oncostatin-M，后者與乳腺癌細(xì)胞膜上受體gp130 結(jié)合，激活JAK/STAT 通路誘導(dǎo)VEGF 表達(dá)，促進(jìn)腫瘤血管生成和細(xì)胞增殖[10]。Wculek 等[11]也發(fā)現(xiàn)定植于肺的中性粒細(xì)胞產(chǎn)生白三烯，招募具有更高致瘤潛能的癌細(xì)胞并促進(jìn)其定植，進(jìn)而促進(jìn)乳腺癌肺轉(zhuǎn)移。Zhou 等[12]研究發(fā)現(xiàn)TANs 分泌的骨形成蛋白2（bone morphogenetic protein 2） 和TGFβ2 刺激肝癌細(xì)胞表達(dá)miR-301b-3p，抑制邊緣系統(tǒng)相關(guān)蛋白（LSAMP） 和賴氨酸去泛素化酶（CYLD） 的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)肝癌進(jìn)展。研究還發(fā)現(xiàn)TANs 可通過分泌IL-17α 激活JAK2/STAT3 等通路誘導(dǎo)胃癌細(xì)胞發(fā)生上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT），進(jìn)而促進(jìn)胃癌轉(zhuǎn)移[13]。

2.3 TANs 釋放蛋白酶

中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶（neutrophil elastase，NE） 屬糜蛋白酶超家族成員，是N2 型中性粒細(xì)胞分泌的一種絲氨酸蛋白酶[14]，NE 可作用于胰島素受體IRS-1，誘導(dǎo)PI3K 上調(diào)進(jìn)而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖[15]。細(xì)菌脂多糖誘導(dǎo)的急性肺炎啟動中性粒細(xì)胞的募集，后者脫顆粒釋放彈性蛋白酶和組織蛋白酶G，導(dǎo)致抗腫瘤因子血小板反應(yīng)蛋白-1（thrombospondin-1，Tsp-1） 的水解，進(jìn)而促進(jìn)肺癌轉(zhuǎn)移[16]。Bekes 等[17]研究發(fā)現(xiàn)TANs 分泌大量基質(zhì)金屬蛋白酶9（matrix metalloproteinase-9，MMP-9）以及VEGF，從而促進(jìn)腫瘤新生血管生成，通過降低TANs 在腫瘤組織中的浸潤可減少腫瘤血管生成、抑制腫瘤生長。通常情況，細(xì)胞在分泌MMP9的同時，還會釋放其抑制分子TIMP-1，然而TANs僅釋放MMP9 卻不表達(dá)TIMP-1，失去了TIMP-1抑制的MMP9 更易促進(jìn)腫瘤血管生成[18]。

2.4 中性粒細(xì)胞外誘捕網(wǎng)（neutrophil extracllular traps，NETs） 的釋放

Brinkmann 等[19]在2004 年首次研究發(fā)現(xiàn)，活化的中性粒細(xì)胞向胞外釋放一種網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，即NETs。NETs 包含疏松的DNA 骨架和MMP9、彈性蛋白酶、組織蛋白酶G 和髓過氧化物酶（包括MPO） 等[20]。2013 年Berger 等[21]首次發(fā)現(xiàn)尤文肉瘤患者瘤內(nèi)的NETs 數(shù)量與預(yù)后呈負(fù)相關(guān)。隨后越來越多研究證實(shí)NETs 與腫瘤的進(jìn)展密切相關(guān)。Nie等[22]發(fā)現(xiàn)分期更晚的B 細(xì)胞淋巴瘤組織中能檢測到更多的NETs，并與預(yù)后負(fù)相關(guān)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)淋巴瘤細(xì)胞分泌IL-8 刺激中性粒細(xì)胞釋放NETs，NETs 反過來激活細(xì)胞的NF-κB、STAT3 和p38通路進(jìn)而促進(jìn)B 細(xì)胞淋巴瘤的進(jìn)展。Demers 等[23]發(fā)現(xiàn)黑色素瘤細(xì)胞釋放G-CSF 激活中性粒細(xì)胞釋放NETs 進(jìn)而促進(jìn)腫瘤進(jìn)展，并提出NETs 可作為黑色素瘤治療的新靶標(biāo)。

2.5 TANs 介導(dǎo)免疫功能

TANs 也可抑制T 細(xì)胞免疫功能從而促進(jìn)腫瘤進(jìn)展。通常T 細(xì)胞的激活需要胞間精氨酸[24]，在非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞中，腫瘤細(xì)胞分泌的IL-8 誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞釋放ARG1 降解胞間精氨酸，從而抑制T細(xì)胞免疫功能，最終促進(jìn)肺癌的進(jìn)展[25]。在胃癌的研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤細(xì)胞分泌的GM-CSF 通過JAK/STAT 通路刺激TANs 高表達(dá)程序性死亡配體1（PD-L1），進(jìn)而抑制T 細(xì)胞免疫功能[26]。此外Gabrilovich 等[27]研究發(fā)現(xiàn)免疫抑制性中性粒細(xì)胞常產(chǎn)生大量過氧化氫抑制T 細(xì)胞增殖。中性粒細(xì)胞還可通過分泌細(xì)胞因子TNFα 影響T 細(xì)胞的腫瘤殺傷作用[28]。同時在乳腺癌小鼠模型中也發(fā)現(xiàn)，中性粒細(xì)胞通過抑制CD8+毒性T 細(xì)胞功能來促進(jìn)乳腺癌肺轉(zhuǎn)移[29]。Zhou 等[30]研究發(fā)現(xiàn)腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞可分泌趨化因子CCL2 和CCL17 招募巨噬細(xì)胞和調(diào)節(jié)性T（Treg） 細(xì)胞，共同促進(jìn)肝癌進(jìn)展。

2.6 臨床腫瘤患者外周血中性粒細(xì)胞數(shù)量與預(yù)后的關(guān)系

臨床上，越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，晚期腫瘤患者外周血中性粒細(xì)胞數(shù)量升高與預(yù)后差相關(guān)[31]。在肺癌[32]、卵巢癌[33]、鼻咽癌[34]、結(jié)直腸癌[35]中，外周血中性粒細(xì)胞與淋巴細(xì)胞比率與預(yù)后負(fù)相關(guān)，是其預(yù)后的獨(dú)立危險因素。Bald 等[36]研究發(fā)現(xiàn)黑素瘤患者接受放射治療導(dǎo)致的中性粒細(xì)胞升高增加腫瘤的轉(zhuǎn)移概率。值得注意的是，一項涉及39 種癌癥類型、約18 000例腫瘤基因表達(dá)薈萃分析表明，患者中性粒細(xì)胞相關(guān)基因特征與預(yù)后不良相關(guān)[37]。

3 TANs 的抗腫瘤作用

盡管大多數(shù)研究認(rèn)為中性粒細(xì)胞促進(jìn)腫瘤發(fā)生發(fā)展，然而，部分研究發(fā)現(xiàn)中性粒細(xì)胞在某些情況下具有抗腫瘤作用。研究發(fā)現(xiàn)，N1 型TANs可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，其主要機(jī)制是TANs 細(xì)胞膜上的Fc 受體與腫瘤細(xì)胞抗原結(jié)合，繼而通過抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用（ADCC） 誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡[38]。此外，中性粒細(xì)胞與癌細(xì)胞直接接觸后可分泌過氧化氫，通過TRPM2-Ca2+通道Ca2+內(nèi)流導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞死亡[39]。Sun 等[40]研究也發(fā)現(xiàn)，從健康者分離出的中性粒細(xì)胞可通過Fas 配體/Fas 途徑促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡，抑制腫瘤生長。

4 靶向中性粒細(xì)胞的抗腫瘤治療

中性粒細(xì)胞促腫瘤作用逐漸被大家認(rèn)識，因此選擇性干擾促腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞為腫瘤治療提供了新思路。例如應(yīng)用花生四烯酸5-脂氧合酶（這種酶能將必需脂肪酸轉(zhuǎn)化為白三烯） 的抑制劑會阻礙乳腺癌肺轉(zhuǎn)移的形成[11]。靶向中性粒細(xì)胞蛋白酶也可以抑制黑色素瘤肺轉(zhuǎn)移形成[16]。干擾促轉(zhuǎn)移性中性粒細(xì)胞表型的細(xì)胞因子（如IL-17 等） 也是一種新的治療方法[29]。Gebhardt 等[41]的臨床研究表明，黑色素瘤患者血液中的中性粒細(xì)胞相對于淋巴細(xì)胞的數(shù)量越多，免疫檢查點(diǎn)抑制劑（Ipilimumab） 的治療效果越差。Highfill 等[42]的研究也發(fā)現(xiàn)腫瘤患者中性粒細(xì)胞影響PD1 抗體的療效，干擾由CXCR2 介導(dǎo)招募的中性粒細(xì)胞后提高免疫檢查點(diǎn)抑制劑的效果。

5 小結(jié)

上述研究顯示，在不同腫瘤TANs 通過多種方式促進(jìn)或抑制腫瘤進(jìn)展，因此深入探索TANs 與腫瘤進(jìn)展機(jī)制對于探索靶向TANs 治療腫瘤新措施至關(guān)重要。潛在措施還包括改善腫瘤微環(huán)境，阻止N1 型中性粒細(xì)胞向N2 型轉(zhuǎn)化；激活具有ADCC潛能的中性粒細(xì)胞；調(diào)控影響中性粒細(xì)胞功能的細(xì)胞因子水平；靶向中性粒細(xì)胞外誘捕網(wǎng)的治療。中性粒細(xì)胞影響腫瘤進(jìn)展的多種機(jī)制的研究，將為靶向腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞的抗腫瘤治療提供新思路。但很明顯，這還需要深入的基礎(chǔ)與臨床研究。