李佳慶 王清瑩 程忠平

原發(fā)性腫瘤較少導(dǎo)致患者死亡（肺癌和肝癌除外），多數(shù)癌癥相關(guān)的死亡與轉(zhuǎn)移相關(guān)的并發(fā)癥有關(guān)，腫瘤細(xì)胞獲得局部侵襲和轉(zhuǎn)移能力為腫瘤進(jìn)展的標(biāo)志［1-2］。腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞（tumor-associated neutrophils，TANs）能夠影響腫瘤的特性和和腫瘤微環(huán)境，促進(jìn)腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移。本文主要介紹TANs，并分析其在腫瘤轉(zhuǎn)移過程中促進(jìn)腫瘤發(fā)生侵襲和轉(zhuǎn)移的機(jī)制，對(duì)TANs靶向治療腫瘤的可能性進(jìn)行綜述。

1 TANs

TANs是由不同的種群組成的。Sagiv等［3］對(duì)腫瘤中浸潤的中性粒細(xì)胞的特征進(jìn)行研究，提出中性粒細(xì)胞具有成熟的高密度中性粒細(xì)胞、成熟的低密度中性粒細(xì)胞以及未成熟的低密度中性粒細(xì)胞3 種不同的細(xì)胞群。成熟的高密度中性粒細(xì)胞具有N1表型和殺死腫瘤細(xì)胞的能力。低密度的細(xì)胞群包括未成熟的中性粒細(xì)胞和成熟中性粒細(xì)胞，具有抑制T細(xì)胞的能力。其中未成熟的中性粒細(xì)胞的特點(diǎn)為細(xì)胞表面CD16、CXCR1、CXCR2 表達(dá)降低，氧化活性下降；而成熟的中性粒細(xì)胞特點(diǎn)為細(xì)胞表面CD11b、CD66b表達(dá)增加，CD62L 表達(dá)減少［4］。TANs 與正常中性粒細(xì)胞相比具有顯著性差異：TANs的壽命更長，兩者共有11 035 個(gè)基因表達(dá)具有顯著性差異，涉及粒細(xì)胞蛋白（如MPO、蛋白酶3 和組織蛋白酶G），協(xié)同刺激分子（如CD80，CD86），細(xì)胞因子（TNF-α），趨化因子（如TANs 的T 細(xì)胞和B 細(xì)胞趨化因子）等［5］。有研究表明，中性粒細(xì)胞在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中具有促進(jìn)或抑制腫瘤進(jìn)展兩個(gè)方面的作用。兩種相反的作用可能是因?yàn)橹行粤＜?xì)胞存在抗炎（N1）和促炎（N2）的表型，依據(jù)這兩種不同的表型，TANs 可以分為抗腫瘤（N1）和抑制腫瘤（N2）兩種類型［6］。N1 型的TANs 能夠直接通過抗體依賴的細(xì)胞毒性作用（antibody-dependent cytotoxicity，ADCC）介導(dǎo)抗腫瘤活性，并能夠產(chǎn)生硝酸鹽氧化物和H2O2，促炎細(xì)胞因子和刺激T細(xì)胞活化間接介導(dǎo)抗腫瘤活性。另一方面，N2型TANs具有高水平的精氨酸酶1（arginase1，ARG1）并能誘導(dǎo)產(chǎn)生一氧化氮合酶，抑制抗腫瘤CD8+T 細(xì)胞活性，促進(jìn)腫瘤的發(fā)展［6-7］。但由于無明確的標(biāo)記物來區(qū)分抗腫瘤（N1 型）和促腫瘤（N2 型）的TANs，因此對(duì)TANs亞群的識(shí)別仍具挑戰(zhàn)，限制了其對(duì)腫瘤發(fā)展過程中TANs及其特異性作用的理解［8］。有研究利用轉(zhuǎn)錄組學(xué)的方法對(duì)腫瘤中N1和N2型中性粒細(xì)胞進(jìn)行研究，分析中性粒細(xì)胞產(chǎn)生抗腫瘤或促腫瘤作用時(shí)基因和通路所發(fā)生的改變，發(fā)現(xiàn)兩者共有9 260個(gè)基因表達(dá)具有顯著性差異，涉及TANs 的許多關(guān)鍵功能，如吞噬（CD119、CD18 和CD209 等）、化學(xué)因子分泌（CXCL10、CXCL13、CCL17和CCL6等）、因子受體（CCR5、Gnb1、Raf-1、ERK和PTK2等）［9］。

最初招募在腫瘤發(fā)展早期階段的TANs 為N1 表型。然而，隨著腫瘤的進(jìn)展，腫瘤中浸潤的TANs 更加促進(jìn)腫瘤發(fā)展，并獲得N2表型，該表型的分化取決于環(huán)境因素［6，10］。在腫瘤微環(huán)境中某些因素可能會(huì)促使TANs 亞型的轉(zhuǎn)變。目前，在小鼠模型中研究發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)錄生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）和一型干擾素（interferon 1，I-IFN）為促使N1、N2型TANs轉(zhuǎn)換的主要物質(zhì)，阻斷TGF-β能夠推動(dòng)TANs 從促腫瘤的N2 型向具有細(xì)胞毒性和免疫刺激活性的抗腫瘤的N1 型轉(zhuǎn)化，而I-IFN 能夠強(qiáng)烈促進(jìn)TANs向抗腫瘤的N1型分化［4，11-12］。

2 TANs與腫瘤的轉(zhuǎn)移

2.1 TANs對(duì)腫瘤轉(zhuǎn)移的抑制

2014年，1項(xiàng)納入20個(gè)研究中心，3 946例不同腫瘤患者的Meta分析表明，TANs陰性可作為腫瘤患者淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的獨(dú)立影響因素［13］。這表明TANs 可能具有抑制腫瘤轉(zhuǎn)移的作用。而另有研究進(jìn)一步證實(shí)在EB 病毒相關(guān)的胃癌中，高密度的TANs 能夠限制胃癌的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移［14］，提示TANs 具有抑制腫瘤轉(zhuǎn)移的作用。

2.2 TANs對(duì)腫瘤轉(zhuǎn)移的促進(jìn)

腫瘤細(xì)胞以多種機(jī)制發(fā)生侵襲和轉(zhuǎn)移：1）上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial mesenchymal transition，EMT）：不僅能使腫瘤細(xì)胞獲得更大的侵襲性，還能防止循環(huán)腫瘤細(xì)胞（circulating tumor cells，CTCs）死亡，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞外滲和繼發(fā)部位的播散［11，15］；2）血管生成：血管生成是與腫瘤轉(zhuǎn)移有關(guān)的一個(gè)標(biāo)志。新生的血管不僅為腫瘤生長提供營養(yǎng)物質(zhì)，而且為腫瘤細(xì)胞進(jìn)入循環(huán)提供了逃逸途徑［1］；3）外泌體（extracellular vesicles，EVs）的形成：EVs 為細(xì)胞間通訊的關(guān)鍵信使，能夠調(diào)控生理和病理過程［16］。EVs可由多種細(xì)胞釋放，其攜帶影響周圍細(xì)胞活動(dòng)的分子，如蛋白質(zhì)、RNA、DNA、脂質(zhì)和代謝物。腫瘤細(xì)胞來源的EVs 可以通過1 個(gè)“EVs 教化”的過程來改變受體細(xì)胞的行為，增強(qiáng)血管和淋巴管生成，推動(dòng)腫瘤細(xì)胞向前哨淋巴結(jié)和遠(yuǎn)端器官轉(zhuǎn)移［17］；4）免疫抑制：腫瘤細(xì)胞可以建立一種獨(dú)特的腫瘤微環(huán)境（tumor microenvironment，TME），適宜腫瘤進(jìn)展。TME對(duì)腫瘤細(xì)胞最重要的一個(gè)優(yōu)勢為免疫抑制。如腫瘤細(xì)胞糖酵解產(chǎn)生的乳酸以及腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的腺苷，可抑制效應(yīng)T（effector T，Teff）細(xì)胞的增殖和功能［18］；5）轉(zhuǎn)移前生態(tài)龕（pre-metastatic niche，PMN）的形成：CTCs 定植到遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移部位，為腫瘤轉(zhuǎn)移關(guān)鍵的一步。有研究表明，原發(fā)腫瘤能夠在轉(zhuǎn)移的靶器官或組織創(chuàng)造支持腫瘤轉(zhuǎn)移的微環(huán)境，即PMN［19］。而TANs能夠以多種機(jī)制促進(jìn)腫瘤的轉(zhuǎn)移。

2.2.1 TANs能夠促進(jìn)腫瘤細(xì)胞進(jìn)入血管 EMT不僅能使腫瘤細(xì)胞獲得更大的侵襲性，還能防止循環(huán)腫瘤細(xì)胞（circulating tumor cells，CTCs）死亡，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞外滲和繼發(fā)部位的播散［11，15］。研究表明，TANs在腫瘤EMT過程中發(fā)揮重要作用。有研究將胃癌細(xì)胞與中性粒細(xì)胞共培養(yǎng)后，發(fā)現(xiàn)中性粒細(xì)胞分泌的IL-6、IL-8、IL-1β 和腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor α，TNF-α）顯著增加并誘導(dǎo)了胃癌細(xì)胞EMT的發(fā)生［20］。Li 等［15］探究TANs 在胃癌細(xì)胞EMT 過程中是否發(fā)揮作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，TANs 可通過產(chǎn)生IL17a 激活JAK2/STAT3通路，促進(jìn)胃癌細(xì)胞發(fā)生EMT。此外，除了分泌炎性因子，中性粒細(xì)胞分泌的肝細(xì)胞生長因子（hepatocyte growth factor，HGF）、TGF-β、彈性蛋白酶2（elastase2，ELA2）等均已被證明能夠誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞發(fā)生EMT［11］。此外，TANs 還能夠增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的遷移能力。研究發(fā)現(xiàn)，將食管癌細(xì)胞與TANs 來源的NE共培養(yǎng)48 h后，與對(duì)照組相比，食管癌細(xì)胞通過侵襲小室膜的細(xì)胞數(shù)量為對(duì)照組的25 倍［21］。TANS 分泌的酶還可以降解基膜，幫助腫瘤細(xì)胞通過基膜發(fā)生轉(zhuǎn)移［22］。

2.2.2 TANs 有益于循環(huán)中的腫瘤細(xì)胞生存 TANs可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞進(jìn)入血液，并且循環(huán)中的TANs 能夠抑制外周血中白細(xì)胞的活化，從而有益于侵入血管中的腫瘤細(xì)胞生存，促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移［22］。

2.2.3 TANs 能夠促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的定植、生存和生長 原發(fā)腫瘤可以在將要轉(zhuǎn)移的器官和組織部位創(chuàng)造一種支持轉(zhuǎn)移的微環(huán)境，即PMN［19］。PMN 中的許多物質(zhì)，如趨化因子（CCL2、CCL3、CXCL1、CXCL2、CXCL5和CXCL16等），脂質(zhì)（如一磷酸鞘氨醇），低氧誘導(dǎo)的因子（如CXCL12、VEGF 和MMP9），髓樣相關(guān)蛋白（如S100A8 和S100A9）等均能招募中性粒細(xì)胞至PMN［23-24］。此外，腫瘤細(xì)胞分泌的多種物質(zhì)，如粒細(xì)胞克隆刺激因子（granulocyte clony-stimulating factor，G-CSF）、CXCL8、CXCLl2和EVs 等也可招募中性粒細(xì)胞至PMN［25］。提示中性粒細(xì)胞可能在腫瘤PMN的形成與維持中發(fā)揮重要作用。Wu等［26］研究發(fā)現(xiàn)，中性粒細(xì)胞為驅(qū)動(dòng)肺PMN 形成的主要細(xì)胞成分，其能夠支持腫瘤細(xì)胞更有效外滲到肺部和增殖，導(dǎo)致更多的肺轉(zhuǎn)移。Hagerling等［6］研究顯示，中性粒細(xì)胞在腫瘤細(xì)胞到達(dá)之前就積聚在肺部，中性粒細(xì)胞上的β2 整合素和Mac-1 可以通過胞間黏附分子（intercellular adhesion molecule，ICAM）與循環(huán)的腫瘤細(xì)胞相結(jié)合，從而使循環(huán)的腫瘤細(xì)胞錨定到轉(zhuǎn)移點(diǎn)，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞定植。而且，招募的中性粒細(xì)胞可以產(chǎn)生白三烯，促進(jìn)具有高致瘤能力的特定腫瘤細(xì)胞群定植。此外，招募的中性粒細(xì)胞還有助于提高肺中S100A8、S100A9和MMP9等促轉(zhuǎn)移分子的水平，支持腫瘤細(xì)胞向該器官定植［24］。上述研究表明，TANs 在腫瘤PMN的構(gòu)建和促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用。

TANs 為腫瘤免疫抑制微環(huán)境的重要組成部分，在腫瘤微環(huán)境中活化的TANs 能夠通過多種機(jī)制抑制T 細(xì)胞的反應(yīng)。如TANs 可以刺激T 細(xì)胞的衰竭。研究表明，在非小細(xì)胞肺癌的小鼠模型中，敲除腫瘤抑制基因STK11/LKB1，可導(dǎo)致中性粒細(xì)胞的積累和T 細(xì)胞的抑制；中性粒細(xì)胞釋放的精氨酸酶1（arginase1，ARG-1）可以導(dǎo)致精氨酸的消耗，從而導(dǎo)致T細(xì)胞抑制；在有自發(fā)性乳腺腫瘤的小鼠中，中性粒細(xì)胞上誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS）的表達(dá)也與T細(xì)胞抑制有關(guān)；中性粒細(xì)胞還可以產(chǎn)生高水平的H202抑制T細(xì)胞的增殖［24，27］。此外，在多種癌癥晚期的患者中還發(fā)現(xiàn)CD16低表達(dá)的循環(huán)中性粒細(xì)胞。在體外模型中，CD16 低表達(dá)的中性粒細(xì)胞的誘導(dǎo)和激活也與T 細(xì)胞的抑制相關(guān)［4］。Wang 等［28］研究中性粒細(xì)胞在人胃癌中的性質(zhì)、功能和臨床相關(guān)時(shí)還發(fā)現(xiàn)，胃癌患者腫瘤中浸潤的中性粒細(xì)胞顯示出活化的CD54+表型，并表達(dá)高水平免疫抑制分子程序性死亡-配體1（programmed cell deathligand1，PD-L1），在體內(nèi)外這些活化的PD-L1+中性粒細(xì)胞均能有效的抑制正常T 細(xì)胞免疫，有助于GC在體內(nèi)的生長和進(jìn)展。

腫瘤生長若超過1～2 mm，須有血管生成。研究發(fā)現(xiàn)，肝癌患者腫瘤中浸潤的中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)和血管數(shù)呈正相關(guān)［29］。表明中性粒細(xì)胞可能與腫瘤的血管生成密切相關(guān)。腫瘤中浸潤的中性粒細(xì)胞能夠分泌多種物質(zhì)促進(jìn)血管生成，如血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）、基質(zhì)金屬蛋白酶-9（matrix metalloproteinase-9，MMP-9）、中性粒彈性蛋白酶（neutrophil elastase，NE）和前動(dòng)力蛋白2（prokineticin-2，PROK2）等。中性粒細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)有一個(gè)大的VEGF 池，在phorbol-12-myristate 13-acetate（PMA）、fMet-Leu-Phe（fMLP）和TNF-α 刺激下會(huì)快速釋放出來［30］。Hegde等［31］研究發(fā)現(xiàn)，在小鼠模型上阻斷VEGF 后，小鼠腫瘤血管密度顯著降低，腫瘤的生長減慢。此外，乳腺癌來源的粒-巨噬細(xì)胞集落刺激因子（granulocyte macrophage colony-stimulating factor，GM-CSF）能夠刺激中性粒細(xì)胞產(chǎn)生抑瘤素M（oncostatin M，OSM）上調(diào)乳腺癌中VEGF 的表達(dá)，促進(jìn)腫瘤血管新生［32］。中性粒細(xì)胞來源的MMP-9 為一種高效的、直接的且不依賴VEGF 的血管生成因子。研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤中浸潤的MMP-9 是最初的血管生成開關(guān)。與其他產(chǎn)生MMP-9 的免疫細(xì)胞不同，中性粒細(xì)胞為腫瘤提供的為一種無基質(zhì)金屬蛋白酶的組織抑制因子（tissue inhibitor of matrix metalloproteinase，TIMP）的MMP-9，能更為有效地誘導(dǎo)血管生成［6］。PROK2為內(nèi)皮細(xì)胞來源的一種強(qiáng)有力的有絲分裂因子，抗體抑制PROK2 能夠降低腫瘤內(nèi)骨髓細(xì)胞的募集和血管密度，抑制腫瘤的生長［30］。而腫瘤來源的G-CSF 已被證明可誘導(dǎo)中性粒分泌PROK2，促進(jìn)腫瘤血管的生成［33］。

此外，活化的MMP-9和NE能夠水解細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM），從而提高基質(zhì)中VEGF和纖維母細(xì)胞生長因子-2（fibroblast growth factor-2，F(xiàn)GF-2）的生物利用度，而后者是存在于細(xì)胞外基質(zhì)中的另一個(gè)血管生成因素［6，34］。在淋巴瘤中還發(fā)現(xiàn)一種TANs-基質(zhì)相互作用，TANs 能夠通過NF-κB 依賴的機(jī)制促進(jìn)淋巴瘤基質(zhì)成為可支持腫瘤進(jìn)展的炎性基質(zhì)［4］。

3 結(jié)語

綜上所述，使用mbIL-12可以減少卵巢癌中性粒趨化因子的表達(dá)，進(jìn)而減少腫瘤中TANs 的浸潤和抑制腫瘤的進(jìn)展。誘導(dǎo)腫瘤中N1 型TANs 的產(chǎn)生。使用大鼠腫瘤模型，敲除TGF-β 后，可誘導(dǎo)“N1”型TANs的產(chǎn)生，顯著抑制腫瘤的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移［35］。此外，使用I-IFN 治療荷瘤小鼠后，誘導(dǎo)腫瘤中的TANs向抗腫瘤的N1 型分化，黑色素瘤患者使用I-IFN 治療后，腫瘤中的TANs也發(fā)生了類似的分化。抑制N2型TANs 的產(chǎn)生。TGF-β 可以誘導(dǎo)N2 型TANs 的產(chǎn)生。有研究對(duì)小鼠系統(tǒng)性的使用SM16（一種特定的Alk5激酶抑制劑）發(fā)現(xiàn)，抑制TGF-β 的生成后，顯著抑制了N2型TANs的生成［8］。上述研究結(jié)果均表明，TANs可作為一個(gè)潛在的腫瘤治療靶點(diǎn)，但相關(guān)研究多停留在動(dòng)物模型方面，亟需轉(zhuǎn)化為臨床研究，該方法有望顯著提高未來腫瘤的治療效果。