中性粒細(xì)胞與乳腺癌關(guān)系的研究進(jìn)展

徐良 綜述，張百紅 審校

0 引言

中性粒細(xì)胞構(gòu)成機(jī)體抗感染的第一道防線，是腫瘤微環(huán)境的重要組成成分，與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。血液來(lái)源的中性粒細(xì)胞通過(guò)細(xì)胞因子和趨化因子進(jìn)入腫瘤微環(huán)境，形成腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞（tumor-associated neutrophils,TANs），TANs的密度與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、腫瘤分期以及腫瘤分級(jí)相關(guān)[1]。由于中性粒細(xì)胞的可塑性，TANs在腫瘤發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮不同的作用，N1和N2亞型分別具有抗腫瘤和促腫瘤的作用[2-3]。干擾素β（interferon-β,INF-β）、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β（transforming growth factor-β,TGF-β）誘導(dǎo)TANs分別發(fā)揮出N1型和N2型作用[4-5]。女性惡性腫瘤中最常見(jiàn)的乳腺癌發(fā)病率在過(guò)去的5年以每年0.3%遞增，主要以局限期和激素受體陽(yáng)性乳腺癌增加為主[6]。探索乳腺癌與中性粒細(xì)胞的關(guān)系也成了研究熱點(diǎn)，本文系統(tǒng)綜述中性粒細(xì)胞與乳腺癌發(fā)生發(fā)展的關(guān)系。

1 中性粒細(xì)胞促進(jìn)乳腺癌發(fā)展的作用

1.1 促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞增殖

中性粒細(xì)胞具有分泌細(xì)胞因子促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞增殖的能力。中性粒細(xì)胞活化釋放的中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶（neutrophil elastase,NE）可以被缺乏內(nèi)源性NE表達(dá)的乳腺癌快速吸收，刺激腫瘤細(xì)胞的增殖[7-8]。轉(zhuǎn)鐵蛋白是腫瘤微環(huán)境中性粒細(xì)胞分泌的主要促分裂素原，也能夠促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)[9]。

增殖誘導(dǎo)配體（a proliferation-inducing ligand,APRIL）屬于腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor,TNF）家族，其作用是防止腫瘤細(xì)胞凋亡和促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)。研究[10]表明，腫瘤微環(huán)境中性粒細(xì)胞可以通過(guò)硫酸乙酰肝素和硫酸軟骨素分泌APRIL，驅(qū)動(dòng)乳腺癌細(xì)胞的增殖。

1.2 促進(jìn)乳腺癌血管生成

腫瘤的持續(xù)增長(zhǎng)需要新生血管為腫瘤細(xì)胞提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)支持。腫瘤血管生成主要是通過(guò)調(diào)控內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)芽和血管成熟的基因?qū)崿F(xiàn)[11]，誘導(dǎo)腫瘤血管生成是中性粒細(xì)胞驅(qū)動(dòng)腫瘤轉(zhuǎn)移的重要途徑。中性粒細(xì)胞可以釋放趨化因子、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（vascular endothelial growth factor,VEGF）以及基質(zhì)金屬蛋白酶-9（matrix metalloproteinase-9,MMP-9）等細(xì)胞因子調(diào)控腫瘤血管生成[12]。

中性粒細(xì)胞分泌的白細(xì)胞介素17（interleukin 17,IL17）刺激腫瘤細(xì)胞表達(dá)CXC趨化因子[13]，對(duì)腫瘤血管生成十分重要。誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞的CXC受體2（CXC receptor 2,CXCR2）配體表達(dá)，能夠促進(jìn)乳腺癌血管生成[14]。VEGF抑制內(nèi)皮細(xì)胞凋亡、促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞有絲分裂、增加血管通透性，是重要的血管生成調(diào)節(jié)因子。阻斷VEGF可能導(dǎo)致乳腺癌新生血管退化，抑制乳腺癌生長(zhǎng)[15]。MMP-9在乳腺癌細(xì)胞中表達(dá)明顯高于正常乳腺組織，可以促進(jìn)VEGF釋放或者抑制抗血管生成因子的作用，在乳腺癌血管生成過(guò)程中起到關(guān)鍵作用[16-17]。

1.3 促進(jìn)乳腺癌轉(zhuǎn)移

循環(huán)腫瘤細(xì)胞（circulating tumour cell,CTC）存在于癌癥患者血液中，是乳腺癌轉(zhuǎn)移的前體細(xì)胞。為了解CTC在乳腺癌轉(zhuǎn)移過(guò)程中的作用，Szczerba等[18]從乳腺癌患者和小鼠模型中分離并分析了CTC相關(guān)的白細(xì)胞（white blood cell,WBC）以及CTC-WBC簇中的癌細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)CTC與中性粒細(xì)胞關(guān)系密切，中性粒細(xì)胞和CTC的關(guān)聯(lián)可以驅(qū)動(dòng)癌細(xì)胞的細(xì)胞周期進(jìn)程并增強(qiáng)CTC的轉(zhuǎn)移潛力，促進(jìn)乳腺癌轉(zhuǎn)移。這意味著免疫細(xì)胞可能驅(qū)動(dòng)腫瘤的轉(zhuǎn)移，研究腫瘤細(xì)胞與免疫細(xì)胞相互作用的特征對(duì)于腫瘤治療至關(guān)重要。

中性粒細(xì)胞分泌白介素-1β（interleukin-1 beta,IL-1β）可以促進(jìn)乳腺癌轉(zhuǎn)移[19]，但其介導(dǎo)的全身炎性反應(yīng)對(duì)乳腺癌轉(zhuǎn)移的調(diào)節(jié)機(jī)制和確切作用尚不清楚。Coffelt等[20]利用小鼠乳腺癌轉(zhuǎn)移模型，證明了腫瘤引起的全身炎性反應(yīng)可以提高腫瘤轉(zhuǎn)移的發(fā)生率。IL-1β能夠激活γδT細(xì)胞表達(dá)IL-17，使粒細(xì)胞集落刺激因子（granulocyte colony-stimulating factor,G-CSF）依賴(lài)的中性粒細(xì)胞極化和擴(kuò)張，從而抑制CD8+T細(xì)胞的生成，促進(jìn)了乳腺癌的轉(zhuǎn)移。

乳腺癌常通過(guò)血液轉(zhuǎn)移至肺。為研究乳腺癌肺轉(zhuǎn)移的機(jī)制，Wculek等[21]通過(guò)小鼠乳腺癌模型發(fā)現(xiàn)，中性粒細(xì)胞是乳腺癌肺轉(zhuǎn)移的重要驅(qū)動(dòng)因素，中性粒細(xì)胞分泌的白三烯可以聚集具有高度致癌潛能的癌細(xì)胞形成癌細(xì)胞池，促進(jìn)癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移性定植。蛋白質(zhì)合成的翻譯過(guò)程是癌基因表達(dá)的重要步驟，影響著癌細(xì)胞的增殖、轉(zhuǎn)移。真核細(xì)胞翻譯起始因子4E（eukaryotic translation initiation factor,eIF4E）是目前研究最熱的翻譯調(diào)控因子。研究[22]表明，腫瘤微環(huán)境中性粒細(xì)胞中eIF4E的磷酸化能夠增強(qiáng)乳腺癌肺轉(zhuǎn)移的侵襲能力。

1.4 產(chǎn)生免疫抑制

骨髓源性抑制細(xì)胞（myeloid-derived suppressor cell,MDSC）來(lái)源于骨髓，是粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞的前體，可以抑制免疫應(yīng)答。腫瘤發(fā)生過(guò)程的生理變化能夠影響機(jī)體的免疫狀態(tài)，精氨酸（arginine,Arg）分解代謝增多是腫瘤微環(huán)境常見(jiàn)的狀態(tài)。中性粒細(xì)胞釋放的精氨酸酶1（arginase 1,ARG1）分解Arg，抑制效應(yīng)T細(xì)胞的功能，抑制抗腫瘤免疫，促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展[23]。Lang等[24]研究表明，ARG1高水平表達(dá)的CD16+/CD11b+/CD66b+成熟中性粒細(xì)胞抑制T細(xì)胞增殖和細(xì)胞因子產(chǎn)生的能力強(qiáng)于其他MDSC亞型。針對(duì)乳腺癌患者M(jìn)DSC表達(dá)水平和表型的研究[25]同樣顯示，乳腺癌患者的腫瘤浸潤(rùn)粒細(xì)胞表達(dá)水平高，通過(guò)ARG1抑制T細(xì)胞的活動(dòng)，發(fā)揮免疫抑制作用。這進(jìn)一步證實(shí)了MDSC在乳腺癌發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的重要驅(qū)動(dòng)作用。

調(diào)節(jié)T（regulatory T,Treg）細(xì)胞也是抑制免疫應(yīng)答的T細(xì)胞亞群，抑制Treg細(xì)胞可以增強(qiáng)抗腫瘤免疫。在小鼠模型中，編碼CC趨化因子配體（CC-chemokine ligand,CCL）17的基因被發(fā)現(xiàn)是N2 TANs中表達(dá)最多的基因之一，且CCL17的表達(dá)隨著腫瘤進(jìn)展而增加[26-27]。研究[26]表明，中性粒細(xì)胞釋放的CCL17通過(guò)促進(jìn)CD4+Treg細(xì)胞的聚集，支持腫瘤生長(zhǎng)。Thomas等[28]進(jìn)一步探討了CC趨化因子與乳腺癌患者結(jié)局的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)CCL17等趨化因子在乳腺癌中高度表達(dá)，并且與乳腺癌的總生存期下降相關(guān)。

自然殺傷（natural killer,NK）細(xì)胞是癌癥免疫監(jiān)視機(jī)制的重要組成部分。腫瘤細(xì)胞通過(guò)減少NK細(xì)胞聚集、降低NK細(xì)胞活性、抑制細(xì)胞毒性受體表達(dá)以及誘導(dǎo)NK細(xì)胞衰竭等多種機(jī)制[29]逃避NK細(xì)胞的殺傷作用實(shí)現(xiàn)免疫逃逸。Spiegel等[19]在小鼠乳腺癌模型中發(fā)現(xiàn)，中性粒細(xì)胞能夠抑制NK細(xì)胞的功能，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞生存時(shí)間顯著延長(zhǎng)，促進(jìn)了乳腺癌轉(zhuǎn)移。

1.5 誘導(dǎo)乳腺癌耐藥/抵抗

耐藥性通常是由癌細(xì)胞代償性調(diào)節(jié)的多種復(fù)雜機(jī)制共同作用的結(jié)果。盡管癌生物學(xué)近年來(lái)取得了很大進(jìn)步，但耐藥性依然是限制癌癥治愈的重要因素。腫瘤微環(huán)境中性粒細(xì)胞與腫瘤的獲得性耐藥相關(guān)。Kim等[30]分析了人乳腺癌臨床數(shù)據(jù)庫(kù)和鼠乳腺癌模型，提出中性粒細(xì)胞豐富型（neutrophilenriched subtype,NES）三陰性乳腺癌的概念。免疫檢查點(diǎn)抑制（immune checkpoint blockage,ICB）療法對(duì)NES三陰性乳腺癌無(wú)效，這是由于腫瘤浸潤(rùn)中性粒細(xì)胞可以提供免疫抑制微環(huán)境，使乳腺癌對(duì)ICB療法產(chǎn)生耐藥。但減少中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)并沒(méi)有提升ICB療法的療效，可能與中性粒細(xì)胞減少引起免疫抑制性單核細(xì)胞升高有關(guān)。

調(diào)控中性粒細(xì)胞免疫作用的TGF-β參與癌細(xì)胞的獲得性耐藥，化療后癌細(xì)胞的TGF-β受體2上調(diào)是癌癥患者產(chǎn)生耐藥的常見(jiàn)原因[31]。研究[32]表明，化療后仍然存活的乳腺癌細(xì)胞高表達(dá)透明質(zhì)酸受體CD44，而TGF-β受體2是CD44細(xì)胞的關(guān)鍵促生長(zhǎng)因子。因此，TGF-β受體2介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有利于乳腺癌細(xì)胞產(chǎn)生獲得性耐藥。Yadav等[33]同樣發(fā)現(xiàn)，通過(guò)TGF-β的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，乳腺癌細(xì)胞產(chǎn)生抵抗放射療法的能力。

1.6 形成中性粒細(xì)胞胞外誘捕網(wǎng)

中性粒細(xì)胞抗炎過(guò)程中釋放的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)被稱(chēng)為中性粒細(xì)胞胞外誘捕網(wǎng)（neutrophil extracellular traps,NETs），由染色質(zhì)和蛋白質(zhì)構(gòu)成，最初被認(rèn)為具有殺死病原體的防護(hù)作用，近來(lái)被發(fā)現(xiàn)其在腫瘤進(jìn)展、轉(zhuǎn)移和腫瘤血栓形成過(guò)程中發(fā)揮重要作用[34]。處于休眠狀態(tài)的癌細(xì)胞被喚醒后，可增殖并發(fā)展為轉(zhuǎn)移性腫瘤。NETs中的NE和MMP9兩種酶可連續(xù)裂解層粘連蛋白，喚醒休眠的癌細(xì)胞，具有促進(jìn)癌癥復(fù)發(fā)的作用[35]。NETs對(duì)乳腺癌作用的研究[36]同樣表明，NETs可以促進(jìn)乳腺癌轉(zhuǎn)移。

2 中性粒細(xì)胞抑制乳腺癌發(fā)展的作用

與大量研究顯示中性粒細(xì)胞具有促腫瘤作用不同的是，目前支持中性粒細(xì)胞具有抗腫瘤潛力的證據(jù)較少。乳腺癌患者的中性粒細(xì)胞較正常人的細(xì)胞毒性更強(qiáng)，TNF-α可以增強(qiáng)中性粒細(xì)胞的細(xì)胞毒性[37]。研究[38-39]表明，中性粒細(xì)胞介導(dǎo)的抗體依賴(lài)性細(xì)胞毒性（antibody-dependent cellular cytotoxicity,ADCC）與Fcγ受體（Fcγ receptor,FcγR）ⅡA的多態(tài)性密切相關(guān)，對(duì)癌細(xì)胞的破壞至關(guān)重要。激活的中性粒細(xì)胞對(duì)曲妥珠單抗包被的乳腺癌細(xì)胞的ADCC作用主要由FcγRⅡA觸發(fā)，靶向CD47-SIRPα能夠增強(qiáng)ADCC的作用。

發(fā)揮抗腫瘤作用的中性粒細(xì)胞亞群可以殺傷腫瘤細(xì)胞、限制腫瘤細(xì)胞擴(kuò)散轉(zhuǎn)移，但并非所有的腫瘤細(xì)胞都易受中性粒細(xì)胞的細(xì)胞毒性影響。為探索這一現(xiàn)象的原因，Gershkovitz等[40-41]發(fā)現(xiàn)，中性粒細(xì)胞需要向腫瘤細(xì)胞遷移并與之形成物理接觸才能發(fā)揮抗腫瘤作用。中性粒細(xì)胞分泌過(guò)氧化氫（hydrogen peroxide,H2O2），從而激活TRPM2通道（一種廣泛表達(dá)的H2O2依賴(lài)性Ca2+通道），誘導(dǎo)致死性的Ca2+涌入，發(fā)揮細(xì)胞毒性作用。因此，TRPM2是中性粒細(xì)胞抗腫瘤作用的關(guān)鍵調(diào)節(jié)蛋白，TRPM2高表達(dá)的乳腺癌細(xì)胞更易受中性粒細(xì)胞的細(xì)胞毒性作用，并且發(fā)生肺轉(zhuǎn)移的可能性降低。

3 中性粒細(xì)胞在乳腺癌治療中的作用

癌癥治療對(duì)外周血中性粒細(xì)胞的影響十分常見(jiàn)?；煂?duì)白細(xì)胞前體的細(xì)胞毒性作用使得白細(xì)胞在血液中的釋放減少，引起中性粒細(xì)胞減少。研究[42]表明，多西他賽+阿霉素+環(huán)磷酰胺（TAC）方案化療的乳腺癌患者，65.5%會(huì)出現(xiàn)3～4級(jí)中性粒細(xì)胞減少，發(fā)熱性的中性粒細(xì)胞減少癥會(huì)導(dǎo)致死亡率升高。周期蛋白依賴(lài)性激酶（cyclin-dependent kinase,CDK）4/6抑制劑聯(lián)合放療治療轉(zhuǎn)移性乳腺癌，最常見(jiàn)的不良反應(yīng)也是中性粒細(xì)胞減少[43]。

由于中性粒細(xì)胞在腫瘤中的重要作用，利用中性粒細(xì)胞調(diào)節(jié)癌癥治療效果成為重要的研究方向。靶向腫瘤微環(huán)境的非癌細(xì)胞成分有利于開(kāi)發(fā)新型治療方法，通過(guò)抑制花生四烯酸5脂氧合酶（arachidonate 5-lipoxygenase,Alox5）能夠限制中性粒細(xì)胞的促腫瘤轉(zhuǎn)移活性，減少乳腺癌轉(zhuǎn)移[21]。Robichaud等[22]發(fā)現(xiàn)小分子藥物merestinib靶向調(diào)控腫瘤轉(zhuǎn)移前中性粒細(xì)胞的存活能力，可改變腫瘤微環(huán)境的翻譯過(guò)程，影響乳腺癌轉(zhuǎn)移。中性粒細(xì)胞也是決定免疫治療療效的關(guān)鍵介質(zhì)，納米顆粒通過(guò)誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞將治療藥物輸送到腫瘤細(xì)胞，可以提升免疫治療的效果[44]。我們期待納米技術(shù)在乳腺癌治療中的更多研究和應(yīng)用。

4 中性粒細(xì)胞對(duì)乳腺癌預(yù)后的作用

腫瘤微環(huán)境和外周血的中性粒細(xì)胞與腫瘤的進(jìn)展和預(yù)后相關(guān)。中性粒細(xì)胞/淋巴細(xì)胞比（neutrophil-to-lymphocyte ratio,NLR）可作為判斷實(shí)體腫瘤預(yù)后的指標(biāo)，其比值增高會(huì)增加乳腺癌患者的死亡風(fēng)險(xiǎn)[45]。

NLR與多種亞型乳腺癌的預(yù)后密切相關(guān)。無(wú)論是乳腺癌確診時(shí)、還是疾病進(jìn)展過(guò)程中動(dòng)態(tài)變化的NLR，均是三陰性乳腺癌（triple negative breast cancer,TNBC）重要的預(yù)后標(biāo)志物，而且NLR的動(dòng)態(tài)變化與TNBC復(fù)發(fā)和死亡時(shí)間密切相關(guān)[46]。Imamura等[47]針對(duì)HER2陽(yáng)性乳腺癌的研究發(fā)現(xiàn)，低NLR的患者總生存期（overall survival,OS）和無(wú)進(jìn)展生存期（progression-free survival,PFS）明顯更長(zhǎng)。這些結(jié)果都進(jìn)一步證實(shí)了高NLR是乳腺癌預(yù)后不佳的指標(biāo)。此外，NLR還可能為乳腺癌風(fēng)險(xiǎn)分層提供重要依據(jù)。Ⅰ期乳腺癌患者若NLR水平高，則需要更積極的處理及治療[48]，NLR為乳腺癌的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和治療策略的選擇提供依據(jù)。

5 總結(jié)與展望

從現(xiàn)有的研究結(jié)果來(lái)看，中性粒細(xì)胞既可以消除乳腺癌細(xì)胞，又可以促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移，是具有抗腫瘤和促腫瘤雙重作用的免疫細(xì)胞。盡管乳腺癌的治療已經(jīng)取得了不錯(cuò)的成效，但利用中性粒細(xì)胞這把“雙刃劍”探索出治療乳腺癌的有效新方法，將是未來(lái)研究的重要方向。一些可能的方法包括使用目前未知的新方法直接靶向調(diào)節(jié)中性粒細(xì)胞的含量、靶向中性粒細(xì)胞分泌的酶或特定物質(zhì)、靶向中性粒細(xì)胞募集進(jìn)入乳腺癌，以及靶向仍未確定的特定信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路等。

綜上所述，中性粒細(xì)胞對(duì)乳腺癌的作用包括了影響乳腺癌的發(fā)展、治療和預(yù)后等多個(gè)方面，已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)，但仍有大量未知的內(nèi)容。我們需要進(jìn)一步研究中性粒細(xì)胞的確切作用、募集途徑和作用機(jī)制，用于開(kāi)拓出更具體、更優(yōu)化的治療方法，從而最大程度地發(fā)揮中性粒細(xì)胞的治療潛力。