中性粒細(xì)胞在腫瘤進(jìn)展及治療中的作用

周 興，王 英，張 清，張晗奕，王 琴

(1.重慶理工大學(xué) 藥學(xué)與生物工程學(xué)院， 重慶 401135； 2.重慶理工大學(xué) 藥物化學(xué)與分子藥理重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 重慶 400054；3.重慶市中醫(yī)院 藥劑科， 重慶 400038)

中性粒細(xì)胞起源于髓樣前體，是白細(xì)胞的重要組成部分，是先天免疫系統(tǒng)抵抗細(xì)胞外病原體和傷口愈合過程中的第一反應(yīng)者。中性粒細(xì)胞又稱多形核細(xì)胞(polymorphonuclear，PMN)，是急性炎癥的標(biāo)志物，因蘇木精和伊紅染料的陽性染色而得名“中性粒細(xì)胞”[1]。根據(jù)傳統(tǒng)免疫學(xué)，中性粒細(xì)胞主要負(fù)責(zé)宿主防御、免疫調(diào)節(jié)和組織損傷[2]。在機(jī)體損傷修復(fù)過程中，中性粒細(xì)胞通過表面受體與損傷細(xì)胞表面乙?；兔芏戎鞍准暗蛲黾?xì)胞表面磷脂酰絲氨酸識(shí)別，吞噬并清除壞死組織和損傷的細(xì)胞，并同時(shí)分泌多種細(xì)胞因子促進(jìn)損傷修復(fù)。在先天免疫過程中，中性粒細(xì)胞在炎癥部位聚集活化，通過釋放活性氧簇(reactive oxygen species，ROS)、細(xì)胞因子等炎癥相關(guān)因子和介質(zhì)激活信號(hào)傳導(dǎo)通路，形成一系列級聯(lián)反應(yīng)調(diào)節(jié)機(jī)體炎癥與免疫[3]。在適應(yīng)性免疫中，活化的中性粒細(xì)胞通過釋放腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)、組織蛋白酶G及中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶趨化DC細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、NK細(xì)胞、T細(xì)胞等免疫細(xì)胞至感染和損傷部位。另外，中性粒細(xì)胞還可以通過中性粒細(xì)胞胞外誘捕網(wǎng)(neutrophil extracellular traps，NETs)和釋放的炎癥因子激活趨化DC細(xì)胞和T細(xì)胞，并促進(jìn)T細(xì)胞的增殖和細(xì)胞因子合成，以強(qiáng)化適應(yīng)性免疫應(yīng)答[4]。

近年來有研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤的發(fā)生、發(fā)展并不僅局限于腫瘤細(xì)胞的惡性增殖，腫瘤微環(huán)境在腫瘤免疫逃逸與轉(zhuǎn)移中也起著至關(guān)重要的作用，并顯著影響腫瘤治療反應(yīng)和患者的整體預(yù)后。雖然，中性粒細(xì)胞在腫瘤進(jìn)展中的作用因其傳統(tǒng)觀念和存活時(shí)間短(約3～24 h)而易被忽視[5]，但卻有研究表明中性粒細(xì)胞是腫瘤微環(huán)境中的關(guān)鍵因子，在腫瘤的進(jìn)展過程中發(fā)揮重要的調(diào)控作用[6]。一方面，中性粒細(xì)胞可通過直接殺瘤活性和抗體依賴性細(xì)胞毒性等機(jī)制來破壞腫瘤細(xì)胞；另一方面，炎性因子誘導(dǎo)極化的N2型中性粒細(xì)胞通過刺激腫瘤細(xì)胞運(yùn)動(dòng)和存活、促進(jìn)血管生成和抑制其他免疫細(xì)胞的抗腫瘤活性來促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展。例如，IL-35可通過促進(jìn)巨噬細(xì)胞分泌IL-6和IL-1β刺激巨噬細(xì)胞/IL-1β/γδ T細(xì)胞/IL-17軸間接促進(jìn)粒細(xì)胞集落刺激因子(granulocyte-colony stimulating factor，G-CSF)水平增加，升高的G-CSF和IL-6共同誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞向N2極化來促進(jìn)腫瘤生長[7]。此外，2019年，Szczerba等[8]還發(fā)現(xiàn)中性粒細(xì)胞可與循環(huán)腫瘤細(xì)胞形成細(xì)胞簇，在腫瘤轉(zhuǎn)移過程中扮演著關(guān)鍵角色。

雖然中性粒細(xì)胞與粒細(xì)胞/多形核粒細(xì)胞來源的抑制性細(xì)胞(granulocytic/polymorphonuclear myeloid-derived suppressor cells，G/PMN-MDSCs)在細(xì)胞表面蛋白表達(dá)方面具有相似性，影響了對腫瘤中中性粒細(xì)胞的明確標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)，但是中性粒細(xì)胞在腫瘤發(fā)生、發(fā)展與轉(zhuǎn)移中的關(guān)鍵作用仍逐漸被揭示。MDSCs是骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的一種亞型，在癌癥、膿毒癥、慢性傳染病和其他疾病等病理狀態(tài)下與中性粒細(xì)胞共存，PMN-MDSCs是一種病理激活的中性粒細(xì)胞，在免疫反應(yīng)的調(diào)節(jié)中起著關(guān)鍵作用。為此，本文將從腫瘤中中性粒細(xì)胞的來源與表型，中性粒細(xì)胞在腫瘤發(fā)生、發(fā)展與轉(zhuǎn)移中的作用進(jìn)行系統(tǒng)的綜述，并對基于中性粒細(xì)胞的治療策略進(jìn)行分析與展望。

1 腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞的來源與表型

在癌癥患者中，具有免疫抑制活性的異常中性粒細(xì)胞在循環(huán)系統(tǒng)、淋巴器官和腫瘤微環(huán)境(tumor microenvironment，TME)中顯著增加，在腫瘤微環(huán)境中，中性粒細(xì)胞又稱腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞(tumor-associate neutrophils，TANs)。目前認(rèn)為TANs的形成主要經(jīng)過3個(gè)階段：骨髓中性粒細(xì)胞生成、自骨髓遷移至外周循環(huán)、遷移與浸潤至腫瘤微環(huán)境。

1.1 腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞的分化、遷移及細(xì)胞周期

中性粒細(xì)胞的特點(diǎn)是半衰期短，在體內(nèi)平衡過程中不斷補(bǔ)充，其分化從干細(xì)胞的造血前體開始，到骨髓中的粒細(xì)胞髓樣祖細(xì)胞(granulocyte myeloid progenitor，GMP)，然后是成熟的中性粒細(xì)胞[9]。在中性粒細(xì)胞分化與成熟過程中，中性粒細(xì)胞伴隨著細(xì)胞核形貌與表面蛋白的明顯變化，起初圓形的細(xì)胞核最終分化為節(jié)狀核，并在細(xì)胞表面高表達(dá)CD65與CD16[10]。中性粒細(xì)胞發(fā)育成熟后，其經(jīng)骨髓募集至外周循環(huán)的過程主要依賴于其細(xì)胞表面的趨化因子受體4(CXC chemokine receptor 4，CXCR4)與趨化因子受體2(CXC chemokine receptor 2，CXCR2)的調(diào)控。其中，CXCR4主要介導(dǎo)中性粒細(xì)胞向骨髓中的歸巢[11]，該受體及其對應(yīng)配體的高表達(dá)將會(huì)限制中性粒細(xì)胞向骨髓外的遷移[12]。因此，中性粒細(xì)胞遷移的起始階段的關(guān)鍵是通過G-CSF等細(xì)胞因子干擾CXCR4及其配體的表達(dá)。與CXCR4相反，CXCR2受體則主要介導(dǎo)了中性粒細(xì)胞向外周循環(huán)的遷移，其與CXCL2和G-CSF共同觸發(fā)了中性粒細(xì)胞的遷移[13]。正是CXCR4與CXCR2這種對抗性的作用保證了中性粒細(xì)胞的穩(wěn)態(tài)，外周衰老的中性粒細(xì)胞通過高表達(dá)CXCR4，遷移回骨髓，被巨噬細(xì)胞消化[14]。

遷移至外周血的中性粒細(xì)胞，則可進(jìn)一步通過腫瘤中高表達(dá)CXCR2及其配體(如CXCL1-3與CXCL5-8)，實(shí)現(xiàn)對腫瘤的遷移與浸潤。在腫瘤病灶中，除腫瘤細(xì)胞外，多種細(xì)胞(如腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞、腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞等)均能大量分泌CXCR2對應(yīng)的遷移因子至外周循環(huán)[15-17]。在遷移因子濃度梯度的引導(dǎo)下，循環(huán)中的中性粒細(xì)胞則向腫瘤部位快速募集。對中性粒細(xì)胞CXCR2或腫瘤中相關(guān)遷移因子表達(dá)的抑制，均能明顯抑制中性粒細(xì)胞向腫瘤的募集過程[18-19]。相反，G-CSF與白介素-17(interleukin-17，IL-17)等細(xì)胞因子則能加速中性粒細(xì)胞向腫瘤的募集，是中性粒細(xì)胞遷移的正向調(diào)節(jié)因子[20]。敲除小鼠中G-CSF受體的表達(dá)將明顯減少中性粒細(xì)胞的遷移，而IL-17則與腫瘤微環(huán)境中中性粒細(xì)胞的數(shù)目呈明顯相關(guān)性[21]，如乳腺癌患者中IL-17的水平與患者生存率呈負(fù)相關(guān)[22]。

與正常中性粒細(xì)胞相比，TANs的壽命顯著延長。在穩(wěn)態(tài)條件下，循環(huán)中性粒細(xì)胞在人體內(nèi)的半衰期約為7～19 h，在小鼠體內(nèi)的半衰期約為8～10 h[9，23]。而在癌癥中，人類中性粒細(xì)胞可以存活幾天，小鼠中性粒細(xì)胞可以存活18 h以上[24-25]。其中包括粒細(xì)胞集落刺激因子(granulocyte-colony stimulating factor，G-CSF)和粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony-stimulating factor，GM-CSF)在內(nèi)的一些細(xì)胞因子被證實(shí)參與促進(jìn)TANs的存活，腫瘤內(nèi)中性粒細(xì)胞壽命的延長可以使它們發(fā)揮更強(qiáng)的作用[26]。

1.2 腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞的表型

中性粒細(xì)胞在癌癥中的功能仍然是一個(gè)未解決的問題，TANs具有促瘤和抗腫瘤功能，越來越多的證據(jù)表明：功能差異可能反映了中性粒細(xì)胞對腫瘤信號(hào)的異質(zhì)性。在類似于M1/M2巨噬細(xì)胞的二分法命名中，TANs在功能上分為抑制腫瘤轉(zhuǎn)移的N1型和促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移的N2型[27]。N1型中性粒細(xì)胞可通過產(chǎn)生TNF-α、細(xì)胞間黏附分子(intercellular cell adhesion molecule，ICAM)、ROS和降低精氨酸酶表達(dá)來增強(qiáng)細(xì)胞毒性，或者間接趨化腫瘤特異性T細(xì)胞抑制腫瘤生長；相反，N2中性粒細(xì)胞可通過表達(dá)精氨酸酶、基質(zhì)金屬蛋白酶9(matrix metalloproteinase 9，MMP-9)、血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothlial growth factor，VEGF)和多種趨化因子(包括CCL2、CCL5和CXCL4)來促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移[23]。與巨噬細(xì)胞一樣，N1型中性粒細(xì)胞與N2型中性粒細(xì)胞可相互轉(zhuǎn)化。一方面，N1型中性粒細(xì)胞可在轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)的介導(dǎo)下轉(zhuǎn)化至N2表型[27]。在TGF-β含量較高的原發(fā)腫瘤中，中性粒細(xì)胞主要以N2型為主，表現(xiàn)出促腫瘤生長的作用；相反，在TGF-β含量較低的腫瘤轉(zhuǎn)移前微環(huán)境中，中性粒細(xì)胞可通過直接的細(xì)胞毒性發(fā)揮限制腫瘤轉(zhuǎn)移性播散的作用[28-29]。另一方面，干擾素則可誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞自N2型向N1型進(jìn)行表型轉(zhuǎn)化[30]。通常情況下，受腫瘤微環(huán)境中免疫抑制微環(huán)境的影響，TANs主要以N2型為主，對促進(jìn)腫瘤發(fā)生發(fā)展、侵襲和轉(zhuǎn)移有著重要作用。因此，TANs調(diào)節(jié)極化促進(jìn)其向N1表型轉(zhuǎn)化，已成為腫瘤免疫治療中的潛在策略。

2 中性粒細(xì)胞對腫瘤發(fā)生發(fā)展的作用

TME由細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix，ECM)、成纖維細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、免疫炎癥細(xì)胞、血液、淋巴網(wǎng)絡(luò)組成[31]。TME可以作為腫瘤細(xì)胞的屏障，通過限制免疫細(xì)胞的浸潤保護(hù)其免受抗腫瘤免疫系統(tǒng)的侵害，并維持促腫瘤的代謝微環(huán)境[32]。中性粒細(xì)胞在腫瘤發(fā)生的早期開始滲透到TME中，并極化為N2樣狀態(tài)，在TME的形成及促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展中起著重要作用[33]。

2.1 促進(jìn)血管生成

血管生成是滿足腫瘤對氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)需求的關(guān)鍵因素。有研究表明：中性粒細(xì)胞可通過分泌多種促血管生成因子，促進(jìn)腫瘤局部的血管生成[34]。在斑馬魚肝細(xì)胞癌模型中，研究者發(fā)現(xiàn)中性粒細(xì)胞高度表達(dá)VEGF，IL-1β，MMP-14和MMP-9等多種促血管生成因子，在血管生成中具有明顯的促進(jìn)作用[35-36]。該結(jié)果也在小鼠肝細(xì)胞癌模型中得到驗(yàn)證，抑制G-CSFR的表達(dá)以促進(jìn)中性粒細(xì)胞耗竭后，肝細(xì)胞癌局部血管密度明顯降低，并伴隨癌變肝尺寸減小[34]。此外，TANs表達(dá)的另一種蛋白質(zhì)BV8也促進(jìn)腫瘤血管的生成[37]。

2.2 中性粒細(xì)胞胞外誘捕網(wǎng)

中性粒細(xì)胞胞外誘捕網(wǎng)(neutrophil extracellular traps，NETs)是中性粒細(xì)胞通過擠壓染色質(zhì)纖維網(wǎng)形成的特殊類型的結(jié)構(gòu)，包含DNA、組蛋白、髓過氧化物酶、組織蛋白酶與其他抗菌蛋白等。NETs的形成是中性粒細(xì)胞消滅入侵細(xì)菌和真菌的重要機(jī)制，被稱為NETosis[38]。有研究發(fā)現(xiàn)，NETs在多種腫瘤組織中表達(dá)異常，其多種組分可直接促進(jìn)腫瘤增殖、轉(zhuǎn)移與血管新生，是中性粒細(xì)胞殺死入侵的細(xì)菌和真菌的一種機(jī)制[39-40]。在腫瘤微環(huán)境中，腫瘤衍生的G-CSF和其他刺激促進(jìn)NETs形成，如炎癥、暴露于煙草煙霧或鼻腔滴注脂多糖等，NETs主要通過其DNA支架與ECM的層粘連蛋白結(jié)合，并通過釋放的基質(zhì)金屬蛋白酶觸發(fā)ECM的分解與重塑，促進(jìn)腫瘤的發(fā)展、侵襲與轉(zhuǎn)移。此外，重塑的ECM可通過整合素激活和FAK/ERK/MLCK/YAP信號(hào)通路誘導(dǎo)休眠的乳腺癌細(xì)胞復(fù)蘇與增殖[39]。除了與腫瘤發(fā)生、發(fā)展與侵襲相關(guān)，NETs還被證實(shí)與腫瘤血栓形成有關(guān)。在人和動(dòng)物的腫瘤血栓中均被發(fā)現(xiàn)具有NETs成分[41]，并被證實(shí)它在腫瘤血栓的形成與維持中具有重要作用[42]。因此，NETs可能是一個(gè)可行的預(yù)后標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)。

2.3 循環(huán)腫瘤細(xì)胞-中性粒細(xì)胞細(xì)胞簇

循環(huán)腫瘤細(xì)胞(circulating tumor cell，CTC)是指來源于原發(fā)或轉(zhuǎn)移瘤的血液循環(huán)中的腫瘤細(xì)胞[43]。CTCs的形成是腫瘤轉(zhuǎn)移的重要機(jī)制，患者的CTCs濃度是預(yù)后判斷、療效評價(jià)和個(gè)體化治療的重要依據(jù)[43]。2019年，Szczerba B等發(fā)現(xiàn)，在CTC遷移與侵襲過程中，中性粒細(xì)胞發(fā)揮著重要作用。CTC可通過表面的ICAM-1分子與中性粒細(xì)胞表面的整合素結(jié)合，形成CTC-中性粒細(xì)胞簇。該類細(xì)胞簇的數(shù)量與病人預(yù)后顯著相關(guān)。通過抑制該細(xì)胞簇的形成，可顯著減少腫瘤轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)[8]。

3 中性粒細(xì)胞與腫瘤免疫抑制的關(guān)系

腫瘤免疫抑制微環(huán)境是腫瘤實(shí)現(xiàn)免疫逃逸的重要機(jī)制，該免疫抑制微環(huán)境由腫瘤和非腫瘤細(xì)胞介導(dǎo)的復(fù)雜信號(hào)網(wǎng)絡(luò)組成。作為先天免疫的重要組成部分，中性粒細(xì)胞與其他先天免疫細(xì)胞和適應(yīng)性免疫細(xì)胞相互作用，當(dāng)受到癌癥的影響時(shí)，這種作用通常會(huì)增強(qiáng)，有時(shí)還會(huì)扭曲。TANs已被證實(shí)可損害抗腫瘤先天免疫細(xì)胞，如DC、巨噬細(xì)胞和NK細(xì)胞，并通過多種途徑抑制CD8+效應(yīng)T細(xì)胞等適應(yīng)性免疫細(xì)胞，從而促進(jìn)T細(xì)胞耐受性和腫瘤免疫逃逸，在腫瘤免疫抑制微環(huán)境中具有重要作用。

3.1 先天免疫

中性粒細(xì)胞主要通過細(xì)胞因子影響不同的先天免疫細(xì)胞，從而加劇免疫抑制[44]。例如，多核骨髓來源抑制性細(xì)胞(polymorphonuclear-myeloid derived suppressor cell，PMN-MDSC)是一種病理激活的中性粒細(xì)胞，其可通過產(chǎn)生IL-10以抑制M1巨噬細(xì)胞極化，同時(shí)通過細(xì)胞-細(xì)胞連接機(jī)制促進(jìn)M2巨噬細(xì)胞極化。TME中IL-10/IL-12水平升高還可增強(qiáng)Ⅱ型免疫應(yīng)答并促進(jìn)腫瘤進(jìn)展。此外，PMN-MDSC還可損害對腫瘤抗原交叉呈遞至關(guān)重要的專業(yè)抗原呈遞細(xì)胞(antigen-presenting cells，APC)樹突狀細(xì)胞(dendritic cells，DCs)的功能，并損害自然殺傷細(xì)胞的殺傷活性，從而增強(qiáng)已擴(kuò)散癌細(xì)胞的存活率和擴(kuò)散性[45]。

3.2 適應(yīng)性免疫

免疫抑制中性粒細(xì)胞通過直接或間接機(jī)制抑制T細(xì)胞活化、增殖和效應(yīng)器功能，這是將它們定義為PMN-MDSC的標(biāo)志性屬性[46-47]。如喉癌中CD66+中性粒細(xì)胞可以抑制T細(xì)胞的增殖及干擾素-γ(Interferon-gamma，IFN-γ)和TNF-α的分泌，肝癌組織周圍CD66b+中性粒細(xì)胞通過程序性死亡配體1(programmed death-ligand 1，PD-L1)抑制抗原特異性效應(yīng)T細(xì)胞的抗腫瘤作用[48]。

3.2.1活性氧和活性氮

中性粒細(xì)胞的激活通常以活性氧(reactive oxygen species，ROS)和活性氮(reactive nitrogen species，RNS)的上調(diào)為特征[49]。在ROS和RNS的共同作用下，中性粒細(xì)胞或PMN-MDSC共同作用誘導(dǎo)T細(xì)胞中功能蛋白的硝基酪氨酸修飾，并進(jìn)一步T細(xì)胞功能，抑制T細(xì)胞的滲透，表現(xiàn)出免疫抑制活性[50]。中性粒細(xì)胞中ROS產(chǎn)生需要通過還原型輔酶Ⅱ氧化酶亞型(包括NOx1，NOx2，NOx3和NOx4)產(chǎn)生超氧自由基將電子轉(zhuǎn)移到氧氣[51]，缺乏NOx2的小鼠MDSCs產(chǎn)生較低的活性氧，不能損害CD8+效應(yīng)T細(xì)胞的活化和增殖[52]。一氧化氮(NO)由一氧化氮合酶(NOS)以左旋精氨酸為底物產(chǎn)生的，NO與超氧化物O2迅速反應(yīng)，形成RNS，這導(dǎo)致各種蛋白質(zhì)中氨基酸殘基酪氨酸的硝化[53]。MDSC誘導(dǎo)的T細(xì)胞功能性重要蛋白的硝基酪氨酸修飾是中性粒細(xì)胞免疫抑制活性的主要機(jī)制，例如，MDSC衍生的過氧亞硝酸鹽硝化T細(xì)胞受體(TCR)-CD8復(fù)合物的酪氨酸，并減少了其與特定的肽-主要組織相容性復(fù)合物(peptide-major histocompatibility complex，pMHC)二聚體的結(jié)合[54]。RNS對T細(xì)胞募集相關(guān)趨化因子如CCL2的硝化作用損害了效應(yīng)CD8+效應(yīng)T細(xì)胞的浸潤[55]。總體而言，TANs的ROS和RNS活性代表了TME中免疫抑制的主要機(jī)制，應(yīng)成為治療干預(yù)的主要靶標(biāo)。

3.2.2代謝物耗竭

TANs的另一個(gè)突出的免疫抑制活性是清除效應(yīng)T細(xì)胞附近的氨基酸和其他關(guān)鍵代謝物[56]。L-精氨酸是T細(xì)胞活化過程中一種必需氨基酸[57]。有研究表明：中性粒細(xì)胞可通過上調(diào)精氨酸酶-1的表達(dá)[56]，將L-精氨酸轉(zhuǎn)化為L-鳥氨酸和尿素，從而耗盡TME中的L-精氨酸，抑制T細(xì)胞的增殖和活性，而細(xì)胞內(nèi)L-精氨酸水平的升高將激活的T細(xì)胞的代謝從糖酵解轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸姿峄⒋龠M(jìn)產(chǎn)生具有更高抗腫瘤活性的記憶性T細(xì)胞[58]。除了L-精氨酸，另一種氨基酸半胱氨酸對T細(xì)胞功能也很重要[49]，大多數(shù)哺乳動(dòng)物細(xì)胞可以利用半胱氨酸酶從胞內(nèi)蛋氨酸合成半胱氨酸或可以通過SLC7A11半胱氨酸/谷氨酸逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白從細(xì)胞外轉(zhuǎn)運(yùn)，但是T細(xì)胞不表達(dá)半胱氨酸酶和SLC7A11半胱氨酸/谷氨酸逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，而是通過丙氨酸-絲氨酸-半胱氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體(ASC)攝取抗原呈遞細(xì)胞提供的半胱氨酸來維持其活性和功能。與T細(xì)胞不同的是，中性粒細(xì)胞可以通過其SLC7A11轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白攝取半胱氨酸，但由于缺乏ASC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，它們不能向T細(xì)胞分泌半胱氨酸，因此，中性粒細(xì)胞的耗竭半胱氨酸將導(dǎo)致抗原呈遞細(xì)胞無法向T細(xì)胞供應(yīng)半胱氨酸，從而損害T細(xì)胞功能[59]。

3.2.3免疫檢查點(diǎn)分子

PD1/PD-L1信號(hào)在誘導(dǎo)TME中效應(yīng)T細(xì)胞的耐受和耗竭方面起著關(guān)鍵作用[60]，通過拮抗PD1/PD-L1的抗體在癌癥患者已表現(xiàn)出了良好的腫瘤抑制作用[61-62]。在黑色素瘤、結(jié)腸癌、非小細(xì)胞肺癌、肝細(xì)胞癌和胃癌等多種腫瘤中，一方面，PD-L1可上調(diào)TANs或循環(huán)中的PMN-MDSC數(shù)量，另一方面，腫瘤微環(huán)境中IFN-γ、GM-CSF、TNF-α和IL-10等細(xì)胞因子又可誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞高表達(dá)PD-L1[63]，這些高表達(dá)PD-L1的中性粒細(xì)胞，已在體外實(shí)驗(yàn)中證實(shí)其可有效地抑制T細(xì)胞的免疫功能，而PD-L1的阻斷可使這些中性粒細(xì)胞的免疫抑制功能喪失。間質(zhì)表皮轉(zhuǎn)化因子(c-mesenchymal epithelial transition factor，c-MET)是受體酪氨酸激酶的一種，其過度激活是啟動(dòng)正常細(xì)胞癌變、侵襲、轉(zhuǎn)移、擴(kuò)散的關(guān)鍵因素，c-MET抑制劑已在臨床治療中表現(xiàn)出良好的治療效果。在腫瘤組織中，中性粒細(xì)胞抑制T細(xì)胞的增殖和效應(yīng)功能，Glodde等研究得出中性粒細(xì)胞中c-MET的抑制可以阻止表達(dá)PD-L1的中性粒細(xì)胞重新聚集到淋巴結(jié)和腫瘤組織中，從而減少中性粒細(xì)胞抑制T細(xì)胞的作用。該研究發(fā)現(xiàn)，在缺乏c-MET抑制的情況下，招募到T細(xì)胞炎癥微環(huán)境中的中性粒細(xì)胞迅速獲得免疫抑制特性，從而抑制T細(xì)胞增殖和效應(yīng)器功能，而通過c-MET抑制劑抑制中性粒細(xì)胞中c-MET，則可減少PD-L1+中性粒細(xì)胞在淋巴結(jié)和腫瘤組織中的募集，該研究不僅提示了一種c-MET抑制劑發(fā)揮抗腫瘤作用的新的藥理機(jī)制，更提示c-MET抑制劑聯(lián)合治療不僅能實(shí)現(xiàn)c-MET依賴性腫瘤的治療，同樣有望通過中性粒細(xì)胞調(diào)控，增強(qiáng)c-MET非依賴性腫瘤的腫瘤免疫治療[64]。

3.2.4調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的募集

調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T-cells，Tregs)是T細(xì)胞的一個(gè)亞群，在維持對自身抗原的耐受性和避免過度適應(yīng)性免疫反應(yīng)方面有著不可或缺的作用。在實(shí)體瘤中，Tregs主要由MDSCs補(bǔ)充并在腫瘤部位聚集，與其他髓系細(xì)胞一起參與免疫抑制，耗盡或抑制Tregs可增強(qiáng)抗腫瘤作用[65]。在肝細(xì)胞癌中，TANs可激活磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/Akt和p38絲裂原活化蛋白激酶信號(hào)來刺激肝細(xì)胞CCL17的表達(dá)，將Tregs募集到腫瘤區(qū)域[66]。體內(nèi)外遷移實(shí)驗(yàn)均表明：TANs可有效募集Tregs，在小鼠腫瘤中，中性粒細(xì)胞可分泌大量的Tregs趨化劑CCL17，并在腫瘤發(fā)展過程中呈逐漸遞增形勢，使用抗Ly6G單克隆抗體去除荷瘤小鼠的全身性中性粒細(xì)胞，可明顯減少Tregs向腫瘤的遷移[67]。

4 中性粒細(xì)胞在臨床治療中的作用

基于上述中性粒細(xì)胞在腫瘤增殖、轉(zhuǎn)移、侵襲與免疫中的作用，它既可作為一種潛在的腫瘤標(biāo)志物，也可作為腫瘤的潛在治療靶點(diǎn)。目前，以中性粒細(xì)胞為靶點(diǎn)的治療策略已成為腫瘤藥物開發(fā)與免疫治療領(lǐng)域中的重點(diǎn)方向，包括化療、免疫檢查點(diǎn)抑制劑(ICIS)、單克隆抗體(MAb)介導(dǎo)的抗體依賴性細(xì)胞毒性(ADCC)、髓系檢查點(diǎn)靶向策略、免疫檢查點(diǎn)阻斷免疫療法和TGF-β抑制劑在內(nèi)的實(shí)驗(yàn)治療都將中性粒細(xì)胞作為治療靶標(biāo)之一。

4.1 中性粒細(xì)胞是潛在的腫瘤標(biāo)志物

癌癥患者中性粒細(xì)胞浸潤或中性粒細(xì)胞/淋巴細(xì)胞比值(neutrophil to lymphocyte ratio，NLR) 增加已被證實(shí)與多種癌癥的不良臨床預(yù)后相關(guān)[1-2，8，68-69]。所有這些發(fā)現(xiàn)表明：中性粒細(xì)胞可以被認(rèn)為是一個(gè)潛在的癌癥患者的預(yù)后標(biāo)志物。當(dāng)腫瘤中浸潤的中性粒細(xì)胞數(shù)量明顯高于正常組織時(shí)，中性粒細(xì)胞可作為診斷指標(biāo)[5]。除了中性粒細(xì)胞本身，中性粒細(xì)胞釋放因子中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶也可以被認(rèn)為是乳腺癌等多種癌癥類型的預(yù)后和診斷標(biāo)志物[70-72]。雖然血清中的中性粒細(xì)胞數(shù)量或NLR與中性粒細(xì)胞釋放的因子都能通過簡單、廉價(jià)的方式測定，但單一的中性粒細(xì)胞相關(guān)結(jié)果仍不足以作為癌癥的診斷，還需對綜合指標(biāo)的檢測與分析。

4.2 中性粒細(xì)胞為靶點(diǎn)的治療策略

目前，以中性粒細(xì)胞為治療靶點(diǎn)的方法主要有4種：限制骨髓中的中性粒細(xì)胞擴(kuò)增；抑制中性粒細(xì)胞向腫瘤或循環(huán)系統(tǒng)募集；重編程TANs表型為抗腫瘤表型；抑制中性粒細(xì)胞釋放促腫瘤因子與蛋白酶。

臨床上最具應(yīng)用潛力的中性粒細(xì)胞靶向調(diào)控策略：CXCR2增加了中性粒細(xì)胞從骨髓流出到血液、外周組織、TME，通過抑制CXCR2減少中性粒細(xì)胞的募集，CXCR2拮抗劑AZD5069已被發(fā)現(xiàn)可有效地降低了支氣管擴(kuò)張患者的中性粒細(xì)胞數(shù)量[73]。一些研究是針對中性粒細(xì)胞釋放的NE為靶點(diǎn)，在接受NE抑制劑后，胸段食管癌患者表現(xiàn)出全身炎癥反應(yīng)的改善[74]。通過DNase I降解NETs也在動(dòng)物水平被證實(shí)是一種有效且簡單的抗腫瘤策略[40]。另外，中性粒細(xì)胞表型的調(diào)控，將N1型的TANs轉(zhuǎn)化為抗腫瘤的中性粒細(xì)胞表型，如抑制TGF-β觸發(fā)CD8+效應(yīng)T細(xì)胞浸潤和加強(qiáng)免疫治療在相關(guān)研究證實(shí)是可行的抗腫瘤策略[75-77]。盡管一些針對NETs為靶點(diǎn)的抗腫瘤臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行中，但尚未有令人振奮的結(jié)果，尚需更多的臨床研究來更好地了解靶向中性粒細(xì)胞對癌癥患者的治療效果。

4.3 中性粒細(xì)胞為腫瘤靶向遞送載體

近年來，以細(xì)胞為載體的新型藥物遞送系統(tǒng)方面的研究備受關(guān)注，如紅細(xì)胞膜、血小板、免疫細(xì)胞膜、癌細(xì)胞膜及雜化細(xì)胞膜等。張燦等[78]利用天然細(xì)胞的自然趨化特性或表面黏附分子實(shí)現(xiàn)藥物向病灶部位的靶向遞送。Xue等[79]利用中性粒細(xì)胞負(fù)載紫杉醇脂質(zhì)體，穿過血腦屏障靶向腦部腫瘤，并利用中性粒細(xì)胞釋放NETs實(shí)現(xiàn)藥物的局部釋放，用于腦腫瘤的術(shù)后輔助治療。隨后該團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步將光熱治療(photothermal therapy，PTT)與中性粒細(xì)胞化療藥物遞送系統(tǒng)相結(jié)合。利用PTT治療后，腫瘤部位炎癥反應(yīng)對中性粒細(xì)胞的招募，實(shí)現(xiàn)了化療與PTT療法的協(xié)同治療[80]。

5 結(jié)論

1) 骨髓中性粒細(xì)胞、循環(huán)中性粒細(xì)胞等中性粒細(xì)胞可能都參與了腫瘤原發(fā)、轉(zhuǎn)移與侵襲過程。充分關(guān)注中性粒細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)與腫瘤的關(guān)系可進(jìn)一步揭示其內(nèi)在聯(lián)系。

2) 在TANs的精確表征方面，精準(zhǔn)地表征、命名TANs可提高研究的準(zhǔn)確性與深度。

3) 基于使用抗體進(jìn)行的中性粒細(xì)胞耗竭實(shí)驗(yàn)，或是TME、外周血中發(fā)現(xiàn)的中性粒細(xì)胞數(shù)目與癌癥患者之間的聯(lián)系，需要更系統(tǒng)地在基因水平上敲除中性粒細(xì)胞的特定功能，以真正確定中性粒細(xì)胞在不同腫瘤中的具體作用，并在單細(xì)胞水平上理解TANs的多樣性，將這些復(fù)雜的信息與中性粒細(xì)胞功能及患者預(yù)后和治療反應(yīng)聯(lián)系起來。

4) 隨著中性粒細(xì)胞在腫瘤中的功能與機(jī)制進(jìn)一步被揭示，以中性粒細(xì)胞為靶點(diǎn)的治療策略必將得到迅速發(fā)展，為腫瘤藥物研發(fā)與免疫治療提供新的依據(jù)。