中性粒細胞在穩(wěn)態(tài)和病理狀態(tài)下的免疫調(diào)節(jié)作用

葉雨 黃榮 代艷

作者單位：廣西醫(yī)科大學（530000）

19 世紀時期，免疫學家已經(jīng)證實了多核白細胞可以遷移到受感染的組織，并捕獲和消滅微生物［1］。這些結(jié)果隨即引發(fā)一系列關(guān)于粒細胞在感染和急性炎癥中的研究［2］。在這期間，我們在白細胞生物學方面的研究取得了很大進展?，F(xiàn)已知，中性粒細胞來源于骨髓中前體細胞，積累于骨髓中，并以晝夜節(jié)律的形式釋放到外周血中。粒細胞具有快速遷移到受損組織和吞噬以及釋放蛋白酶的功能，這些功能使得中性粒細胞具有強大的防御能力。當血液循環(huán)中的中性粒細胞遇到危險信號時，會利用上述功能在組織中巡邏并做出攻擊反應，然而防御反應過度則會破壞血管?；蛟S是為了減少這種損傷效應的原因，中性粒細胞的壽命很短，每天都會被機體清除。近年來發(fā)現(xiàn)中性粒細胞在共生菌群中的顯著影響，以及在健康組織中可以調(diào)節(jié)正常的炎癥狀態(tài)。中性粒細胞作為組織損傷和傷口愈合過程中是必不可少的天然免疫細胞，越來越多的證據(jù)表明，腫瘤浸潤性中性粒細胞在癌癥的發(fā)展、進展和對治療的抵抗中發(fā)揮重要作用。

1 粒細胞的異質(zhì)性

造血系統(tǒng)中的髓系和淋巴系細胞由具有明顯表型和功能特征的亞群組成。例如，已鑒定出的多種單核細胞和巨噬細胞亞群，它們具有獨特的轉(zhuǎn)錄譜，決定了它們在穩(wěn)態(tài)和免疫反應期間的功能。通過炎癥條件下產(chǎn)生的生存信號延長壽命也可能增加中性粒細胞表型和功能變化的能力，并解釋中性粒細胞的異質(zhì)性。例如，炎癥過程中組織缺氧會導致嗜中性粒細胞的低氧誘導因子依賴性激活，直接影響嗜中性粒細胞的殺菌活性［3］。同樣，在囊性纖維化氣道的低氧、低營養(yǎng)環(huán)境中，中性粒細胞進行代謝重編程，觸發(fā)促生存機制，獲得明顯的表型和功能特性。由于被招募到炎癥組織中的中性粒細胞遠遠多于其他白細胞，因此中性粒細胞來源的細胞因子在炎癥反應中的總體影響應該是顯著的。除細胞因子外，中性粒細胞從頭合成的蛋白延伸到膜受體，這可能會進一步改變中性粒細胞的異質(zhì)性和功能［4］。一方面，中性粒細胞基因的表達在表觀遺傳學水平上受到染色質(zhì)組蛋白修飾的控制，如甲基化或乙?；?，這個過程密切影響基因轉(zhuǎn)錄。另一方面，中性粒細胞表現(xiàn)出一種細胞特有的非編碼調(diào)控區(qū)域模式，即參與調(diào)控基因表達的元素。有趣的是，人類白細胞介素（IL）-6 在Toll 樣受體（TLR-8）配體作用后的表達涉及染色質(zhì)重塑和非編碼調(diào)節(jié)元件（如增強子）活性的增加［5］。

2 穩(wěn)態(tài)中的粒細胞亞群

在人類中，CD177 中性粒細胞的一部分已被鑒定［6］為協(xié)同表達膜結(jié)合蛋白酶3，這是一種絲氨酸蛋白酶［6］，通常位于初級顆粒中。蛋白酶-3 的表達需要CD177 分子的表達，從而促進CD177 中性粒細胞的轉(zhuǎn)運［7］。當膜蛋白酶-3被確定為抗中性粒細胞胞漿抗體（ANCA）依賴性血管炎的抗原時，CD177-蛋白酶-3 在循環(huán)中性粒細胞中相互作用的可變性和在個體內(nèi)的表達變得極為重要［22］。因此，在ANCA 依賴性血管炎患者中，中性粒細胞共表達蛋白酶3和CD177 的水平升高，并與復發(fā)風險增加有關(guān)［8］。Olfactomedin-4（OLFM4）存在于20%～25%的人循環(huán)中性粒細胞的嗜中性粒細胞特異性顆粒中。雖然該蛋白在中性粒細胞中的具體功能尚不清楚，但中性粒細胞來源的OLFM4 被認為可以誘導自身免疫反應［9］。中性粒細胞在無病狀態(tài)下主要調(diào)節(jié)急性炎癥，平衡機體，在血液中循環(huán)，大量存在同時短暫生存之后2-3 天內(nèi)死亡。

3 病理狀態(tài)下的粒細胞亞群

粒細胞參與的病理狀態(tài)主要概括為兩大類：一方面是炎癥，最初，從系統(tǒng)性紅斑狼瘡（SLE）和其他自身免疫性疾病患者中分離的中性粒細胞的異常群體表現(xiàn)出不同的密度特性［10］。中性粒細胞亞群的功能特征被稱為低密度中性粒細胞（LDGs），顯示出促炎、活化的表型，I 型干擾素（IFNs）的生成加劇，吞噬能力降低［11］。在沒有刺激的情況下，人的LDGs 也非常容易形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這是該亞群內(nèi)皮細胞（EC）毒性增強的原因［12］。事實上，SLE 患者體內(nèi)產(chǎn)生的抗核糖蛋白抗體可誘導中性粒細胞的凈釋放，導致樹突狀細胞的強烈活化和IFN-a 的產(chǎn)生［13］。在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中存在的自我DNA 和抗菌肽導致自身抗體的產(chǎn)生，觸發(fā)正反饋回路，從而放大炎癥反應。另一方面是癌癥，在腫瘤驅(qū)動的炎癥中，多于兩種的不同的中性粒細胞亞群被描述具有拮抗作用。有人在小鼠中證實，腫瘤被腫瘤相關(guān)的中性粒細胞（TANs）浸潤，其特征是細胞核多節(jié)段，促炎細胞因子的產(chǎn)生增加，并增強了腫瘤細胞的殺傷能力。有利于腫瘤生長的N2 中性粒細胞和M2 巨噬細胞，其精氨酸酶活性升高，通過L-精氨酸的耗竭抑制T 細胞的增殖［14］。目前尚不清楚這些報道的原瘤中性粒細胞群是否具有共同的起源和功能。有文獻報道，IFN-β 參與了小鼠和人類中性粒細胞向抗腫瘤表型的活化，這在基因缺陷小鼠模型和干擾素治療中得到了證實［15］。

由于技術(shù)上的障礙得以解決，人們逐漸發(fā)現(xiàn)中性粒細胞所具有的新功能。中性粒細胞的經(jīng)典觀點已經(jīng)不再適用于中性粒細胞生物學特性，因此以前所認為的中性粒細胞的功能似乎是不完整的。最近描述的中性粒細胞的延長壽命，它們從頭合成細胞因子的能力，以及在不同組織和器官中循環(huán)的能力，通過相互作用和調(diào)節(jié)先天和適應性系統(tǒng)所產(chǎn)生的免疫反應，擴展了它們的免疫調(diào)節(jié)功能此外，這些最近發(fā)現(xiàn)的中性粒細胞的特性與越來越多的證據(jù)表明，中性粒細胞亞群的存在具有明顯的表型和功能特征。這確實是一個更新的觀點，中性粒細胞作為一個塑料細胞，可能部分解釋嗜中性粒細胞的異質(zhì)性。了解中性粒細胞的異質(zhì)性可能有助于開發(fā)新的治療方法，在不損害免疫的情況下，專門針對致病性中性粒細胞亞群。

隨著研究的不斷進展，中性粒細胞的在機體中的作用逐漸表現(xiàn)為兩面性，一方面它有抗炎癥，抗腫瘤的作用，但是另一方面在腫瘤進展過程中，中性粒細胞逐漸趨于促腫瘤方向進展，然而這其中的機制尚未解答。我們課題組在進行膀胱癌的免疫微環(huán)境研究中發(fā)現(xiàn)，膀胱癌的生存率與腫瘤浸潤性粒細胞是存在一定相關(guān)性的。我們可以用單細胞測序來做分析，對膀胱癌，正常組織，血液，以及淋巴分別做測序分析，鑒定粒細胞的特異性，接著對結(jié)果進行免疫學鑒定，進一步研究如何利用粒細胞進行細胞免疫治療，為臨床上的疾病診斷、預后評估及精準治療做出貢獻。