鄭盼盼，盧斌峰，蔣敬庭(1.蘇州大學(xué)醫(yī)學(xué)部，江蘇蘇州 215000；2.蘇州大學(xué)附屬第三醫(yī)院腫瘤生物診療中心，江蘇省腫瘤免疫治療工程技術(shù)研究中心，蘇州大學(xué)細(xì)胞治療研究院，江蘇常州2100；.美國(guó)匹茲堡大學(xué)免疫系，美國(guó)匹茲堡 1521)

中性粒細(xì)胞是血液中一類豐富的白細(xì)胞，是抵抗感染和組織損傷的第一道防線。中性粒細(xì)胞可在感染過程中發(fā)揮抗菌作用，還會(huì)在多種腫瘤中發(fā)生浸潤(rùn)，具有一定的免疫調(diào)控作用[1]。早期研究表明，中性粒細(xì)胞在腫瘤微環(huán)境(tumor microenvironment, TME)中只是旁觀者，其壽命較短[2]。然而，最近越來越多研究證明中性粒細(xì)胞在TME中發(fā)揮關(guān)鍵作用，其中腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞(tumor-associated neutrophil, TAN)是較重要的免疫細(xì)胞之一，可參與腫瘤生長(zhǎng)、浸潤(rùn)及轉(zhuǎn)移過程[3]。

1 中性粒細(xì)胞的生物學(xué)特征與功能

中性粒細(xì)胞來源于粒細(xì)胞-單核細(xì)胞祖細(xì)胞(granulocyte-monocyte progenitor, GMP)，具有表型和功能異質(zhì)性，在穩(wěn)態(tài)和疾病狀態(tài)下均表現(xiàn)出明顯的可塑性。在瑞氏(Wright)染色血涂片中，其胞質(zhì)呈無色或極淺的淡紅色，有許多彌散分布的細(xì)小淺紅或淺紫色的特有顆粒。中性粒細(xì)胞的細(xì)胞體積、表面特征、細(xì)胞質(zhì)含量、核形態(tài)和密度等方面與其他白細(xì)胞存在差異，由此可進(jìn)行中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)并計(jì)算百分比，正常情況下其占血液白細(xì)胞總數(shù)的60%～70%。

據(jù)估計(jì)，人類和小鼠每天分別產(chǎn)生1011和107個(gè)中性粒細(xì)胞，從最后一次骨髓細(xì)胞分裂到釋放入循環(huán)中的時(shí)間分別是6～7 d和3 d[3-4]。中性粒細(xì)胞從循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)入組織，在宿主防御中起重要作用，具有保護(hù)人體先天和適應(yīng)性免疫的效應(yīng)功能，是炎癥和感染的第一反應(yīng)者，其表面表達(dá)FcγR、多種趨化因子受體(IL-8R等)和補(bǔ)體受體(C5aR/C3bR/C4bR等)，具有很強(qiáng)的趨化和吞噬能力，通過吞噬病原體，以胞內(nèi)顆粒(髓過氧化物酶、酸性磷酸酶、溶菌酶、堿性溶菌酶和防御素等)和形成細(xì)胞外陷阱等多種方式殺滅入侵微生物[5]。同時(shí)，還可釋放白三烯、嗜酸性粒細(xì)胞趨化因子、激肽酶原等多種炎癥介質(zhì)而引起炎癥反應(yīng)。

2 TME中不同表型的中性粒細(xì)胞

中性粒細(xì)胞是腫瘤浸潤(rùn)性髓系細(xì)胞的重要組成部分，在炎癥驅(qū)動(dòng)腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。中性粒細(xì)胞不是一個(gè)同質(zhì)的細(xì)胞群，在TME的調(diào)節(jié)下產(chǎn)生不同的表型和功能狀態(tài)，不同表型的中性粒細(xì)胞可促進(jìn)或抑制腫瘤發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移[6]。所有已確定的中性粒細(xì)胞亞群均為L(zhǎng)y6G+CD11b+表型，但通過其細(xì)胞密度、核形狀(確定成熟階段)或其免疫抑制潛力可進(jìn)一步區(qū)分[6]。

2.1N1/N2型TAN TAN能夠依賴于TME發(fā)揮促腫瘤或抗腫瘤作用[7]。TME使腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAM)向抗腫瘤(M1)與促腫瘤(M2)表型極化，也可誘導(dǎo)終末分化中性粒細(xì)胞的極化。在TME中，中性粒細(xì)胞經(jīng)歷分子重編程，駐留的TAN獲得一種類似于M2的原始表型，由轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(transforming growth factor-β, TGF-β)誘導(dǎo)為未成熟的具有促腫瘤特性和促血管生成能力的N2型TAN。在TGF-β阻斷后，中性粒細(xì)胞將獲得類似于M1的表型，成為發(fā)揮抗腫瘤作用的N1型TAN[8-10]。Pylaeva等[11]研究表明，I型干擾素(interferons, IFNs)通過調(diào)節(jié)中性粒細(xì)胞表面趨化因子受體促使其分化為N1抗腫瘤表型，抑制腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移。

2.2粒細(xì)胞樣髓源抑制性細(xì)胞(granulocyticmyeloid-derived supprressor cells, G-MDSCs) G-MDSCs是一種免疫抑制性中性粒細(xì)胞，可顯著抑制T細(xì)胞反應(yīng)活性。研究表明，小鼠體內(nèi)G-MDSCs可通過產(chǎn)生活性氧類(reactive oxygen species, ROS)抑制抗原特異性CD8+T細(xì)胞活性[12-13]，在促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮重要作用。G-MDSCs具有不成熟的表型和功能異質(zhì)性[14]。小鼠G-MDSCs具有多種細(xì)胞表面標(biāo)記，如CD11b+和Ly6CloLy6G+，而人G-MDSCs缺乏Ly6G/C，且存在異質(zhì)性，難以通過表面標(biāo)記分離。最近有研究表明，可用CD14-CD11b+CD33+CD15+或CD66b+來標(biāo)記人G-MDSCs[15]。目前仍需要進(jìn)一步的研究來確定其分子特性和功能特征。

3 中性粒細(xì)胞與腫瘤生長(zhǎng)

腫瘤細(xì)胞及各種基質(zhì)細(xì)胞、免疫細(xì)胞、細(xì)胞因子等構(gòu)成了復(fù)雜的TME。中性粒細(xì)胞是TME中浸潤(rùn)免疫細(xì)胞的重要組成部分，參與腫瘤發(fā)生的不同階段，包括腫瘤的起始、增殖和轉(zhuǎn)移，具有抗腫瘤和促腫瘤作用。

3.1促腫瘤作用

3.1.1促腫瘤增殖 TAN可產(chǎn)生促血管生成因子和蛋白水解因子，如血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)和基質(zhì)金屬蛋白酶9(Matrix metalloproteinase-9, MMP-9)，也可通過分泌TGF-β、血小板衍生因子(platelet derived growth factor, PDGF)等刺激腫瘤細(xì)胞增殖[16]。趨化因子配體5(CXC chemokine ligand-5, CXCL5)是TAN的效應(yīng)因子，在原發(fā)性黑色素瘤晚期患者中表達(dá)上調(diào)，趨化TAN數(shù)量增加，從而發(fā)揮促腫瘤作用[6]。Zhou等[17]研究表明，中性粒細(xì)胞分泌CC趨化因子配體2(CCL2)和CC趨化因子配體17(CCL17)，介導(dǎo)M2型巨噬細(xì)胞和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞向腫瘤浸潤(rùn)，促進(jìn)肝癌(hepatocellular carcinoma, HCC)發(fā)展。在透明斑馬魚幼蟲膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中研究證明，中性粒細(xì)胞在腦內(nèi)早期TME中促進(jìn)癌細(xì)胞增殖[18]。在彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤(diffuse large B-cell lymphoma, DLBCL)中，DLBCL產(chǎn)生的IL-8與其在中性粒細(xì)胞上受體CXCR2相互作用形成的中性粒細(xì)胞胞外網(wǎng)狀陷阱(neutrophil extracellular traps,NETs)可直接激活DLBCL中Toll樣受體9(TLR9)信號(hào)通路，促進(jìn)腫瘤發(fā)展[19]。研究表明NETs的形成與腫瘤的加速進(jìn)展相關(guān)，小鼠中性粒細(xì)胞來源的NETs可引發(fā)高遷移率族蛋白B1(high mobility group protein, HMGB1)釋放并激活腫瘤細(xì)胞中TLR9依賴性途徑，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的粘附、增殖、遷移和侵襲[20]。

3.1.2促腫瘤轉(zhuǎn)移 腫瘤轉(zhuǎn)移是導(dǎo)致腫瘤患者死亡的主要原因。研究證明中性粒細(xì)胞在腫瘤轉(zhuǎn)移中具有重要作用[5]。循環(huán)腫瘤細(xì)胞(circulating tumor cells, CTC)可隨中性粒細(xì)胞一起移動(dòng)，致使腫瘤轉(zhuǎn)移概率提高[21]。研究表明，中性粒細(xì)胞通過釋放白三烯驅(qū)動(dòng)乳腺癌細(xì)胞向肺部轉(zhuǎn)移，在自發(fā)性乳腺癌轉(zhuǎn)移的小鼠模型中，γδ17T細(xì)胞和中性粒細(xì)胞之間的相互作用可導(dǎo)致誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)抑制細(xì)胞毒性CD8+T細(xì)胞活性，促進(jìn)乳腺癌肺轉(zhuǎn)移[22]。在黑色素瘤荷瘤小鼠模型中，紫外線誘導(dǎo)的中性粒細(xì)胞炎癥反應(yīng)可刺激血管生成，增強(qiáng)黑色素瘤細(xì)胞向內(nèi)皮細(xì)胞遷移的能力，導(dǎo)致黑色素瘤細(xì)胞沿血管內(nèi)皮細(xì)胞表面擴(kuò)散，形成遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移[23]。

3.2抗腫瘤作用 近年來，大量報(bào)道表明中性粒細(xì)胞對(duì)腫瘤具有細(xì)胞毒性或抑制作用[24]。Takasugi等[25]首次發(fā)現(xiàn)外周血中性粒細(xì)胞對(duì)多種腫瘤細(xì)胞系具有直接的細(xì)胞毒性。由過氧化氫(H2O2)介導(dǎo)的中性粒細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞相互作用，通過細(xì)胞毒性抑制腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移擴(kuò)散。此外，中性粒細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞之間Fas配體/ Fas信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)相互作用可導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞周期停滯[26]。產(chǎn)生白細(xì)胞介素-17(IL-17)的γδT細(xì)胞(γδ17T細(xì)胞)可促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。Mensurado等[27]發(fā)現(xiàn)，TAN衍生的ROS通過誘導(dǎo)氧化應(yīng)激可抑制小鼠γδ17T細(xì)胞的增殖，抑制TME中IL-17的分泌，發(fā)揮抗腫瘤作用。

4 中性粒細(xì)胞在腫瘤免疫治療中的潛在作用

隨著免疫檢查點(diǎn)阻斷和嵌合抗原受體T細(xì)胞免疫療法(chimeric antigen receptor T-cell immunotherapy, CAR-T)的成功應(yīng)用，免疫治療已成為腫瘤治療中頗具應(yīng)用前景的方法之一[28]。目前，免疫療法主要靶向腫瘤浸潤(rùn)的T淋巴細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞發(fā)揮抗腫瘤作用，但對(duì)于部分癌癥患者的痊愈還存在一定的局限性[29]。通過靶向TME中其他免疫細(xì)胞可實(shí)現(xiàn)協(xié)同治療效果。中性粒細(xì)胞是存在于TME中的重要免疫細(xì)胞，參與腫瘤進(jìn)展及炎癥反應(yīng)，與腫瘤對(duì)化療和檢查點(diǎn)阻斷的抵抗有關(guān)[30]。目前關(guān)于中性粒細(xì)胞在腫瘤免疫治療中的研究如下。

4.1CD47-SIRPα檢查點(diǎn)與中性粒細(xì)胞 CD47是在腫瘤細(xì)胞上廣泛表達(dá)的髓樣細(xì)胞抑制性配體，通過與中性粒細(xì)胞表面表達(dá)的相應(yīng)受體信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白α(signal regulatory protein α, SIRPα)結(jié)合，向下游發(fā)出免疫抑制信號(hào)。有數(shù)據(jù)表明，谷氨酰胺-肽環(huán)轉(zhuǎn)移酶樣蛋白(glutaminyl-peptidecyclotransferase-like protein, QPCTL)為CD47-SIRPα檢查點(diǎn)的主要組成部分，抑制其表達(dá)可限制CD47-SIRPα調(diào)控軸之間的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，通過抗體依賴性細(xì)胞吞噬作用和細(xì)胞毒性作用增強(qiáng)中性粒細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷能力[31]。Liu等[32]開發(fā)了一種抗人CD47單克隆抗體——Hu5F9-G4，在體外誘導(dǎo)可增強(qiáng)中性粒細(xì)胞介導(dǎo)的吞噬作用，且與利妥昔單抗聯(lián)合治療可完全消除異種移植小鼠非霍奇金淋巴瘤(non-hodgkin′s lymphoma, NHL)。Ring等[33]開發(fā)了一種抗SIRPα抗體——KWAR23，與其他免疫檢查點(diǎn)抑制劑聯(lián)合使用可顯著增強(qiáng)中性粒細(xì)胞的抗腫瘤活性。目前CD47-SIRPα檢查點(diǎn)有望成為新的免疫治療靶標(biāo)，并且正在進(jìn)行許多臨床試驗(yàn)來評(píng)估CD47-SIRPα阻斷療法[34]。

4.2HGF-c-MET調(diào)控軸與中性粒細(xì)胞 c-MET是由MET原癌基因編碼的一種受體酪氨酸激酶，c-MET信號(hào)通路在組織再生和腫瘤發(fā)生中調(diào)節(jié)細(xì)胞存活、增殖和遷移。Glodde等[35]發(fā)現(xiàn)c-MET通過與其配體肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(hepatocyte growth factor, HGF)相互作用，促進(jìn)骨髓中性粒細(xì)胞向淋巴結(jié)和腫瘤組織募集，抑制T細(xì)胞增殖和效應(yīng)功能，使用c-MET抑制劑——Capmatinib阻斷中性粒細(xì)胞募集，可促進(jìn)T細(xì)胞浸潤(rùn)腫瘤組織，改善T細(xì)胞靶向治療(如過繼性T細(xì)胞轉(zhuǎn)移和檢查點(diǎn)阻斷治療)的療效。見圖1。

4.3粒細(xì)胞集落刺激因子(granulocyte colony stimulating factor, G-CSF)與中性粒細(xì)胞 G-CSF是中性粒細(xì)胞產(chǎn)生和分化的主要調(diào)節(jié)因子，可將血液中的中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞和淋巴細(xì)胞募集到炎癥部位，并在多種腫瘤中高表達(dá)。Bru等[36]研究表明，重組人粒細(xì)胞集落刺激因子(rhG-CSF)通過誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞增殖，抑制胰腺癌腫瘤生長(zhǎng)。Li等[37]研究表明，G-CSF在AOM/DSS處理的小鼠結(jié)腸炎相關(guān)癌腫瘤模型中過表達(dá)，可將MDSC募集到發(fā)炎的結(jié)腸組織中，并保持未成熟狀態(tài)，促進(jìn)MDSC增殖和抗凋亡能力。使用抗G-CSF單克隆抗體處理后MDSC積聚減少，腫瘤減小。Lu等[38]將免疫檢查點(diǎn)封鎖與靶向MDSC的療法聯(lián)合使用時(shí)，原發(fā)性和轉(zhuǎn)移性去勢(shì)抵抗性前列腺癌表現(xiàn)出強(qiáng)大的協(xié)同反應(yīng)。因此，G-CSF可作為結(jié)腸炎相關(guān)腫瘤免疫治療的潛在治療靶點(diǎn)。

4.4卡介苗(bacillus Calmette-Guérin, BCG)與中性粒細(xì)胞 BCG已成為治療膀胱癌的重要手段，其抗腫瘤作用與中性粒細(xì)胞有關(guān)[39]。Suttmann等[40]研究表明，膀胱癌小鼠模型中的中性粒細(xì)胞耗盡后，BCG的抗腫瘤作用將完全消除。NETs是中性粒細(xì)胞活化后釋放的由細(xì)胞質(zhì)和顆粒蛋白組成的胞外網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)對(duì)細(xì)胞外基質(zhì)蛋白的粘附作用,通過DNA酶局部處理或肽酰精氨酸脫氨酶(PAD4)抑制NETs形成。Liu等[41]研究表明，BCG誘導(dǎo)形成的NETs發(fā)揮細(xì)胞毒性作用，使細(xì)胞周期停滯凋亡或細(xì)胞凋亡，抑制膀胱癌細(xì)胞遷移。

4.5納米顆粒與中性粒細(xì)胞 利用光敏技術(shù)可使攜帶納米治療藥物的中性粒細(xì)胞迅速浸潤(rùn)到腫瘤組織，增強(qiáng)藥物療效[42]。在黑色素瘤小鼠模型中，黑色素瘤的gp75抗原特異性單克隆抗體TA99免疫治療可引起中性粒細(xì)胞在TME中募集，使用特異性靶向中性粒細(xì)胞的納米顆粒(NPs)有助于將治療藥物運(yùn)輸?shù)侥[瘤部位[43]。Osuka等[44]開發(fā)了一種新型的1,5-二十八烷基-N-組氨?；?谷氨酸鹽基陽離子脂質(zhì)體(CL)，含有紫杉醇-CL(PTX-CL)的中性粒細(xì)胞在炎癥刺激下表現(xiàn)出趨化性反應(yīng)，一旦進(jìn)入炎癥反應(yīng)區(qū)域，主動(dòng)產(chǎn)生超氧化物并釋放PTX-CL，這種中性粒細(xì)胞介導(dǎo)的藥物遞送有效地減緩了腫瘤的復(fù)發(fā)，但并不能完全抑制腫瘤的再生。

5 結(jié)語

中性粒細(xì)胞通過對(duì)TME和其他免疫細(xì)胞成分的調(diào)節(jié)，發(fā)揮抗腫瘤或促腫瘤作用。最近的研究強(qiáng)調(diào)了TME中中性粒細(xì)胞的功能復(fù)雜性和重要性，其表型動(dòng)態(tài)和可塑性變化對(duì)腫瘤患者成功應(yīng)用免疫療法至關(guān)重要。已有研究證明,中性粒細(xì)胞是抗體的癌癥治療、光動(dòng)力癌癥治療和BCG免疫治療中免疫反應(yīng)的重要參與者。目前對(duì)中性粒細(xì)胞促進(jìn)或抑制腫瘤發(fā)展機(jī)制的新認(rèn)識(shí)，為將中性粒細(xì)胞本身作為治療靶點(diǎn)的相關(guān)研究提供新策略?？傊?，中性粒細(xì)胞是腫瘤發(fā)生發(fā)展的參與者，隨著研究的深入，中性粒細(xì)胞及其相關(guān)因子有望成為腫瘤治療的新手段。