腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞調(diào)控胃癌發(fā)展的研究進(jìn)展

王佳艷綜述，劉 政審校

0 引 言

胃癌是來(lái)自胃黏膜上皮的惡性腫瘤，是世界第五大最常見(jiàn)的癌癥，居世界范圍內(nèi)致死性惡性腫瘤第2位，2018年內(nèi)全球新診斷出的胃癌超過(guò)100多萬(wàn)例，約773 000人因胃癌而死亡，且超過(guò)60%的胃癌病例分布在發(fā)展中國(guó)家，尤其在東亞地區(qū)，例如韓國(guó)、日本、中國(guó)等國(guó)家都是胃癌的高發(fā)區(qū)[1-2]。2018年中國(guó)的胃癌年齡標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)病率為10.6%，排第3位；病死率排第2，為13.6[3]。雖然對(duì)胃癌治療方法的研究較為豐富，手術(shù)切除并淋巴結(jié)清掃、化療及靶向治療取得了新進(jìn)展，胃癌患者的總生存率較前有所改善，然而5年生存率仍低于30%，可嚴(yán)重危害人民健康[4]。目前胃癌的發(fā)生發(fā)展機(jī)制仍未明確，然而它的發(fā)生、發(fā)展和預(yù)后與腫瘤微環(huán)境中的不同免疫細(xì)胞的交叉反應(yīng)密切相關(guān)。

浸潤(rùn)在腫瘤微環(huán)境中的中性粒細(xì)胞稱(chēng)為腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞(tumor-associated neutrophils, TANs)，相關(guān)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)TANs在實(shí)體瘤中大量存在，肺癌、結(jié)腸癌等腫瘤的腫瘤組織及癌旁組織中均發(fā)現(xiàn)有中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)[5]。腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞可通過(guò)各種細(xì)胞因子和酶作用于腫瘤，現(xiàn)階段已發(fā)現(xiàn)的酶和因子有：中性粒細(xì)胞相關(guān)載脂蛋白(neutrophil gelatinase-associated lipocalin，NGAL)、精氨酸酶I(arginase-I，ARG-I)、白細(xì)胞介素(interleukin，IL)、賴(lài)氨酰氧化酶(lysine oxidase，LOX)、基質(zhì)金屬蛋白酶9(matrix metalloproteinase-9，MMP-9)、趨化因子-1(CXCL-1)、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony stimulating factor, GM-CSF)等。

在本文中，我們將總結(jié)腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞對(duì)胃癌發(fā)展的最新調(diào)控機(jī)制及相應(yīng)的潛在治療靶點(diǎn)，為胃癌患者提供新的治療方向。

1 TANs

腫瘤產(chǎn)生和生長(zhǎng)的內(nèi)環(huán)境叫做腫瘤微環(huán)境，存在腫瘤細(xì)胞和各種基質(zhì)細(xì)胞、生物因子，其中的免疫細(xì)胞組成了腫瘤的免疫微環(huán)境，中性粒細(xì)胞是免疫微環(huán)境中的重要部分，且在不同的腫瘤微環(huán)境下，TANs的表型和功能各不相同。相關(guān)文獻(xiàn)顯示干擾素-β(interferon-β，INF-β)可誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞極化為抗腫瘤的N1型[6]。Fridlender等[2]研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤微環(huán)境中的轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β可誘導(dǎo)TANs向促進(jìn)腫瘤發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移的N2型極化。以上醫(yī)學(xué)研究證明，腫瘤微環(huán)境中的免疫細(xì)胞可能會(huì)在一定程度上影響腫瘤患者的預(yù)后。

2 腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞參與胃癌發(fā)展的機(jī)制

在早期的研究中，中性粒細(xì)胞被認(rèn)為是免疫系統(tǒng)對(duì)抗細(xì)胞外病原體的防線，但是在腫瘤微環(huán)境的背景下, 不斷積累的證據(jù)揭示了中性粒細(xì)胞在腫瘤浸潤(rùn)中的突出作用。腫瘤微環(huán)境中的中性粒細(xì)胞分為抑瘤和促瘤兩種表型。N1型TANs浸潤(rùn)時(shí)，腫瘤微環(huán)境中免疫激活相關(guān)的細(xì)胞因子如腫瘤壞死因子、活性氧等的表達(dá)增多，精氨酸等免疫抑制相關(guān)的分子的表達(dá)減少，可發(fā)揮腫瘤殺傷作用[7]；N2 型腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞通過(guò)分泌血管生成因子、集落刺激因子、趨化因子或基質(zhì)降解酶類(lèi)等促進(jìn)腫瘤微血管生長(zhǎng)、增加癌細(xì)胞擴(kuò)散速度及生長(zhǎng)[8]。

2.1 N1型腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞的抑瘤作用人體內(nèi)的中性粒細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞具備自然殺傷作用，其作用機(jī)制是產(chǎn)生腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)、髓過(guò)氧化物酶、活性氧、蛋白酶等細(xì)胞毒性介質(zhì)殺死腫瘤細(xì)胞，從而發(fā)揮“抑瘤”作用。一項(xiàng)對(duì)人類(lèi)肺癌的研究發(fā)現(xiàn)了一類(lèi)新的TANs亞群，綜合了中性粒細(xì)胞及抗原提呈細(xì)胞的特性，這類(lèi)“混合中性粒細(xì)胞”在GM-CSF及IFN-γ的作用下可活化，從而增強(qiáng)T細(xì)胞的抗腫瘤免疫功能。這些數(shù)據(jù)表明在腫瘤微環(huán)境中存在一種具有抗腫瘤能力的中性粒細(xì)胞子集[9]。

2.2 N2型腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞的促瘤作用N2 型TANs可通過(guò)NGAL、MMP-9、CXCL-1、IL等抑制T細(xì)胞的功能、促進(jìn)胃癌的增殖、發(fā)展、轉(zhuǎn)移及血管的形成。

2.2.1N2型TANs促進(jìn)胃癌細(xì)胞增殖及凋亡的機(jī)制ARG-I即精氨酸酶I，是一種高度保守的酶，可以減少T淋巴細(xì)胞的增殖和細(xì)胞因子產(chǎn)生。已知粒細(xì)胞前體可以上調(diào)ARG-I的表達(dá)，從而抑制CD8+T細(xì)胞的活性[10]。活化的TANs可分泌 ARG-I，此時(shí)T細(xì)胞功能被抑制，促使腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生免疫逃逸[11]。研究發(fā)現(xiàn)腫瘤微環(huán)境中的負(fù)性調(diào)節(jié)因子IL-10可誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞提高ARG-I的表達(dá)，抑制T細(xì)胞的增殖和活性，進(jìn)而形成免疫抑制[12]。已知PI3K-AKT信號(hào)通路與腫瘤的增殖和凋亡明顯相關(guān)[13]， Mao等[14]研究表明，在胃癌患者的外周血中，特異性存在一種高表達(dá)中性粒細(xì)胞表面標(biāo)志物CD66b的骨髓細(xì)胞亞群CD45+ CD33lowCD11bdim，IL-6、IL-8可通過(guò)PI3K-AKT信號(hào)通路誘導(dǎo)此亞群細(xì)胞產(chǎn)生ARG-I，從而抑制CD8+T細(xì)胞的活性、促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖，導(dǎo)致胃惡性腫瘤患者的不良預(yù)后。

腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子2(TNF receptor associated factor 2, TRAF2)與抗凋亡信號(hào)相關(guān), 并在核因子-κB(nuclear factor-κB，NF-κB)的激活中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。有報(bào)道稱(chēng)TRAF2與腫瘤的TNM分期及患者的預(yù)后相關(guān)。Zhao等[15]研究表明，TRAF2的表達(dá)與腫瘤組織里中性粒細(xì)胞的浸潤(rùn)及微血管的形成正相關(guān)，并且也與腫瘤的侵襲、轉(zhuǎn)移相關(guān)。

間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cells，MSCs)可通過(guò)分泌多種炎性反應(yīng)介質(zhì)重塑腫瘤微環(huán)境，參與調(diào)節(jié)腫瘤的進(jìn)展。Zhu等[16]研究表明胃癌MSCs可通過(guò)IL-6-STAT3-ERK1/2信號(hào)級(jí)聯(lián)促使TANs進(jìn)一步趨化、活化?；罨蟮腘2表型的TANs內(nèi)ERK通路被激活，可促進(jìn)胃癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和遷移[17]。MSCs與中性粒細(xì)胞之間的相互作用為胃癌發(fā)生發(fā)展提供了一種新機(jī)制，并為胃癌治療提供了又一種新思路。

粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子可增強(qiáng)成熟粒細(xì)胞在非特異性細(xì)胞免疫中的功能。肺癌、膀胱癌等許多腫瘤均可大量分泌GM-CSF。以程序性死亡因子-配體1(programmed death-ligand 1，PD-L1)為靶點(diǎn)有助于腫瘤、免疫疾病的治療、抗感染等[18]。有研究發(fā)現(xiàn)GM-CSF可激活中性粒細(xì)胞，同時(shí)提高相應(yīng)PD-L1的表達(dá)，此作用主要依賴(lài)JAK-STAT3軸通路完成。GM-CSF-PD-L1軸被激活后，T細(xì)胞、IFN-γ均減少，達(dá)到免疫抑制、加速癌癥發(fā)展的作用[19]。

中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)載脂蛋白是屬于脂質(zhì)運(yùn)載蛋白家族，最初在激活的中性粒細(xì)胞中被發(fā)現(xiàn)，與炎癥、免疫反應(yīng)、細(xì)胞凋亡及胰腺癌、食管癌、卵巢癌等多種惡性腫瘤息息相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)NGAL陰性胃癌患者5年累積生存率較陽(yáng)性組患者有顯著升高[20]。沉默NGAL基因后凋亡抑制蛋白表達(dá)量下降，而促凋亡基因表達(dá)增多，提示沉默NGAL基因可抑制胃癌細(xì)胞的增殖、促進(jìn)其凋亡[21]。NGAL還可促進(jìn)腫瘤組織中新生血管的形成，參與上皮細(xì)胞-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)的形成,使腫瘤細(xì)胞獲得侵襲能力。

中性粒細(xì)胞胞外誘捕網(wǎng)(neutrophil extracellular traps，NETs)以網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)存在，由激活的中性粒細(xì)胞分泌，其作用是有效地誘捕和破壞病原體。有報(bào)道說(shuō)NETs不僅可以捕獲微生物, 還在血栓的形成中發(fā)揮一定作用，還參與腫瘤轉(zhuǎn)移。Kanamaru等[22]研究提示，腫瘤細(xì)胞可被NETs捕獲，且被捕獲的腫瘤細(xì)胞可以在連續(xù)培養(yǎng)中大量生長(zhǎng)。這提示我們TANs可通過(guò)分泌NETs介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)及黏附，在腫瘤增殖和侵襲中發(fā)揮重要作用。

c-MET 是由MET原癌基因編碼的受體酪氨酸表達(dá)激酶，可以激活 RAS-MAPK、PI3K-AKT、RAC1等多種細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)通路[23]，能夠促進(jìn)細(xì)胞的增殖、遷移、免疫應(yīng)答、組織的再生及腫瘤的形成。c-MET可被其配體肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(hepatocyte growth factor，HGF)所激活。在許多實(shí)體腫瘤中都能檢測(cè)到HGF的釋放及c-MET的高表達(dá)。研究表明c-MET信號(hào)通路促進(jìn)了中性粒細(xì)胞被招募進(jìn)入淋巴結(jié)和腫瘤組織，抑制了T細(xì)胞的擴(kuò)增和效應(yīng)細(xì)胞的功能。阻斷c-MET依賴(lài)性反應(yīng)性中性粒細(xì)胞的反應(yīng)可促進(jìn)T細(xì)胞浸潤(rùn)，從而提高胃癌的免疫治療療效[24]。

2.2.2N2型TANs與胃癌微血管的關(guān)系血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)能高度特異性的促使血管內(nèi)皮細(xì)胞遷移、增殖和血管形成等。腫瘤的微血管數(shù)量越多、密度越大，其惡性程度越高，預(yù)后越差。因此腫瘤微血管的密度、腫瘤的發(fā)展及侵襲在一定程度上受到VEGF的影響。實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，TANs與VEGF的表達(dá)呈正相關(guān)，說(shuō)明TANs 可能通過(guò)VEGF促進(jìn)胃癌微血管的形成進(jìn)而參與胃癌的進(jìn)展，促進(jìn)轉(zhuǎn)移前微環(huán)境的形成，為胃癌轉(zhuǎn)移做好準(zhǔn)備[25]。

2.2.3N2型TANs促進(jìn)胃癌侵襲及轉(zhuǎn)移的機(jī)制CXC趨化因子從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)是一類(lèi)遷移或趨化中性粒細(xì)胞的活性蛋白，可以從血管浸潤(rùn)到組織中參與炎性反應(yīng)。趨化因子受體CXCR4是趨化因子CXCL12的特異受體，CXCR4-CXCR12軸能調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)、促進(jìn)腫瘤血管形成及轉(zhuǎn)移。臨床研究表明胃癌患者外周血、胃癌組織中的中性粒細(xì)胞表面 CXCR4 的表達(dá)較非癌癥患者顯著增加，提示中性粒細(xì)胞可能依賴(lài)CXCR4-CXCL12通路進(jìn)行參與胃癌細(xì)胞的進(jìn)展[26]。影響多種腫瘤發(fā)展的KIAA1199基因在胃癌組織中顯著高表達(dá)，且可通過(guò)調(diào)控CXCL6的表達(dá)促進(jìn)中性粒細(xì)胞的趨化，促進(jìn)胃癌的侵襲轉(zhuǎn)移[27]。有研究檢測(cè)到CXCL1在胃癌組織中顯著表達(dá)，且TANs的數(shù)量與CXCL1的表達(dá)量正相關(guān)，提示了胃癌組織中的TANs可能是通過(guò)CXCL1參與胃癌發(fā)展及侵襲[25]。

基質(zhì)金屬蛋白酶可裂解細(xì)胞外基質(zhì)中蛋白成分，在細(xì)胞遷移、血管生成、惡性腫瘤的浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移等病理生理過(guò)程中起著調(diào)節(jié)作用。MMPs在腫瘤組織中大量分泌，與肺癌、結(jié)腸癌等多種癌癥相關(guān)[28]。過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)錄因子Grhl2可抑制胃癌細(xì)胞株中MMP-2、MMP-7、MMP-9表達(dá)，TANs可能依賴(lài)于MMPs加強(qiáng)胃癌細(xì)胞侵襲和遷移的能力[29]。史琳等[30]研究表明在胃癌微環(huán)境的刺激下中性粒細(xì)胞可以向N2型轉(zhuǎn)變，并通過(guò)MMP-2、MMP-9增強(qiáng)mRNA的活性，促進(jìn)腫瘤的轉(zhuǎn)移及侵襲，為預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)移和抗腫瘤治療提供了支持。

白介素-17是一種特殊的多效性細(xì)胞因子，主要來(lái)源于Th17細(xì)胞、γδT細(xì)胞，它在T細(xì)胞的激活中扮演著非常重要的角色，并增強(qiáng)IL-6、IL-8、GM-CSF等多種細(xì)胞因子的表達(dá)。實(shí)驗(yàn)證明中性粒細(xì)胞產(chǎn)生的IL-17不僅參與多種腫瘤的適應(yīng)性免疫應(yīng)答，同時(shí)在腫瘤血管生成發(fā)揮著重要作用，起到促瘤作用。研究表明在胃癌組織中性粒細(xì)胞中高表達(dá)的IL-17與患者不良預(yù)后息息相關(guān)[31]。IL-17可以刺激胃癌細(xì)胞分泌很多的趨化因子如 CXC促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展[32]。Li等[33]研究表明，TANs產(chǎn)生的IL-17a通過(guò)JAK2/STAT3信號(hào)通路促進(jìn)EMT的發(fā)生，阻斷IL-17a通路可抑制胃癌細(xì)胞的活性。Wang等[34]研究提示，IL-17a活化了NF-κB通路，促進(jìn)了MMP-2、MMP-9的分泌，增強(qiáng)了胃癌細(xì)胞的活動(dòng)性。因此，靶向IL-17的免疫治療為人們治療胃癌提供了新的解決思路。

賴(lài)氨酰氧化酶在控制細(xì)胞外基質(zhì)穩(wěn)定性有重要作用，具有調(diào)節(jié)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、黏附、生長(zhǎng)、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等作用。有數(shù)據(jù)表明LOX在腫瘤的轉(zhuǎn)移、侵襲過(guò)程中可起到關(guān)鍵的作用。孫環(huán)宇等[25]研究指出，胃癌組織中TANs 數(shù)量與LOX的表達(dá)呈明顯的正相關(guān)；當(dāng)TANs發(fā)展為N2型后LOX的表達(dá)明顯上調(diào)，提示N2型腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞可能在胃癌組織中高度浸潤(rùn)，且通過(guò)LOX參與胃癌發(fā)生發(fā)展。

外泌體屬于非囊性的小脂質(zhì)雙層膜囊泡, 可以將生物活性分子從一個(gè)細(xì)胞轉(zhuǎn)移到另一個(gè)細(xì)胞, 從而幫助遺傳信息的交換和接收細(xì)胞的重新編程。腫瘤微環(huán)境中的外泌體不僅可以促進(jìn)腫瘤發(fā)展，還可以使腫瘤細(xì)胞可逃避免疫監(jiān)測(cè)。Zhang等[35]研究表明，胃癌細(xì)胞分泌的外泌體可以通過(guò)HMGB1/TLR4/NF-κB通路，促使TANs發(fā)展為N2型，形成自噬體，促進(jìn)胃癌細(xì)胞的發(fā)展及遷移。

3 結(jié)語(yǔ)與展望

胃癌的高復(fù)發(fā)率和低生存率使其成為世界上最致命的惡性疾病之一，已引起各領(lǐng)域科研人士的強(qiáng)烈關(guān)注。腫瘤免疫治療可以通過(guò)提高人體的免疫應(yīng)答抑制腫瘤的生長(zhǎng)，近些年逐漸成為胃癌及其他癌癥治療的新選擇，并取得了一系列研究成果。腫瘤免疫微環(huán)境中的中性粒細(xì)胞在2009年首次被Fridlender發(fā)現(xiàn)可以向促進(jìn)癌癥發(fā)展的表型極化，TANs開(kāi)始因其抑癌與促癌雙面效應(yīng)成為新的研究熱點(diǎn)，對(duì)臨床上判斷胃癌進(jìn)程及制定針對(duì)性治療方案有重要意義。但是TANs也存在許多不足：①中性粒細(xì)胞在正常組織及癌癥組織中均存在，激活的中性粒細(xì)胞釋放的細(xì)胞因子可能會(huì)對(duì)正常組織造成損傷；②TANs兩種表型的表面標(biāo)志物仍需進(jìn)一步研究，對(duì)癌癥的治療可靠性需要被證明；③TANs在癌癥不同階段及病灶不同部位的浸潤(rùn)量存在一定的差異，這可能會(huì)影響免疫療效的判斷；④TANs的雙重表型影響癌癥進(jìn)展的機(jī)制未被完全闡述，未來(lái)仍需大量科學(xué)及深入的研究來(lái)明確中性粒細(xì)胞與腫瘤微環(huán)境的關(guān)系，完善腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞的診療過(guò)程。如上所述本文整合了近年TANs調(diào)節(jié)胃癌發(fā)展的信號(hào)通路及新的胃癌診療靶點(diǎn)。希望TANs會(huì)對(duì)確切治療胃癌、提高胃癌患者生存率具有更好的指導(dǎo)價(jià)值。