近日,德國杜伊斯堡-埃森大學(xué)的YuSi和Sven Brandau等對(duì)腫瘤中的中性粒細(xì)胞進(jìn)行了三維定量多參數(shù)分析,證實(shí)了腫瘤核心區(qū)中LOX-1陽性中性粒細(xì)胞叛變成了腫瘤的幫兇,它們直接與T細(xì)胞作用,抑制其抗癌免疫功能。這一研究發(fā)表在Science Immunology[1]上。
癌細(xì)胞的忽悠名單,那可是長長的一串。幫著癌癥超早轉(zhuǎn)移的巨噬細(xì)胞、把循環(huán)腫瘤細(xì)胞粘在一起的血小板、為腫瘤供能解毒的成纖維細(xì)胞,統(tǒng)統(tǒng)都是信了癌細(xì)胞的鬼話。而免疫細(xì)胞中數(shù)量最多的中性粒細(xì)胞,自然也不會(huì)被癌細(xì)胞放過。
中性粒細(xì)胞是人體的快速反應(yīng)部隊(duì),數(shù)量龐大,行動(dòng)迅速。哪有了損傷感染,第一個(gè)撲上去的就是中性粒細(xì)胞。面對(duì)腫瘤時(shí),中性粒細(xì)胞也可以通過炎癥或者釋放細(xì)胞因子,招募其它免疫細(xì)胞,來發(fā)揮一定的抗癌作用[2]。
不過更多的時(shí)候,中性粒細(xì)胞都被癌細(xì)胞忽悠瘸了。它幫著癌細(xì)胞降解基質(zhì)、促進(jìn)血管生成、刺激腫瘤細(xì)胞增殖、增加轉(zhuǎn)移[3]。癌細(xì)胞還會(huì)把一些中性粒細(xì)胞變成多形核髓樣抑制細(xì)胞(PMN-MDSC),專門抑制抗癌免疫反應(yīng),保證自己的生存[4]。
被中性粒細(xì)胞犧牲自己困住的細(xì)菌
(來自參考文獻(xiàn)8)
中性粒細(xì)胞這種種叛變后的行為,讓它們成為泛癌分析中,預(yù)后不良的最有力的預(yù)測(cè)指標(biāo)之一[5]。但要想通過清除中性粒細(xì)胞來治療腫瘤,問題就更多了。畢竟中性粒細(xì)胞還是人體抗擊感染的主力之一,總不能把患者治成動(dòng)不動(dòng)就感冒,一感冒就肺炎的病秧子吧。
幸好,并不是所有的中性粒細(xì)胞都成了“壞蛋”。就算在腫瘤之中,被癌細(xì)胞包圍的地方,也有著堅(jiān)持?jǐn)澈蠖窢幍闹行粤<?xì)胞小分隊(duì),它們肩負(fù)起了抗原呈遞的責(zé)任,表面表達(dá)HLA-DR,可以把腫瘤抗原呈遞給T細(xì)胞,刺激T細(xì)胞的活動(dòng)[6]。
而另一類中性粒細(xì)胞,在腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞(TAN)中占15%~50%的LOX-1陽性中性粒細(xì)胞,則似乎投敵叛變成了偽軍,對(duì)免疫功能的抑制比一般的中性粒細(xì)胞更強(qiáng)[7]。
不過當(dāng)時(shí)的研究中,并沒有對(duì)組織中這些LOX-1陽性中性粒細(xì)胞的作用做出進(jìn)一步的分析,類似的研究也有些不一致的結(jié)果,要想讓它們認(rèn)罪伏法還需要更多的證據(jù)。為此,Yu Si和Sven Brandau等使用2D和3D的定量多參數(shù)免疫熒光成像,對(duì)腫瘤中的中性粒細(xì)胞進(jìn)行了研究。
研究人員發(fā)現(xiàn),在腫瘤組織的不同區(qū)域中,T細(xì)胞基本均勻分布,而粒細(xì)胞的密度卻有很大的差異,在腫瘤核心區(qū)中較少,在腫瘤周圍基質(zhì)組織中相對(duì)一致,但也隨著靠近腫瘤核心而降低。
這些中性粒細(xì)胞中,很多都表達(dá)髓過氧化物酶(MPO)和精氨酸酶Ⅰ。這兩種酶一個(gè)產(chǎn)生活性氧,一個(gè)產(chǎn)生活性氮,是中性粒細(xì)胞殺菌抗感染的重要手段,也是抑制T細(xì)胞活性的主要機(jī)制[7]。而敵后游擊隊(duì)般的HLA-DR陽性中性粒細(xì)胞數(shù)量有限,在大多數(shù)患者中不到20%。
至于我們的犯罪嫌疑人——LOX-1陽性中性粒細(xì)胞,在不同患者的腫瘤中的占比有很大的差異,但同樣是在腫瘤核心區(qū)中的密度低于間質(zhì)中的密度。而且,LOX-1和MPO常常一起表達(dá),這也側(cè)面證明了LOX-1陽性的中性粒細(xì)胞是替腫瘤抑制免疫功能的幫兇。
接下來,研究人員在喉癌和口咽癌中,進(jìn)一步分析了TAN的位置和密度與臨床結(jié)果之間的關(guān)系。在這兩種癌癥中,腫瘤核心區(qū)的LOX-1陽性TAN密度都跟預(yù)后不良密切相關(guān),而間質(zhì)組織中的TAN則和預(yù)后沒什么關(guān)系。
數(shù)量較多的間質(zhì)TAN和預(yù)后無關(guān),只有核心區(qū)中少數(shù)的TAN才與預(yù)后不良相關(guān),難怪之前的研究會(huì)得出不一致的結(jié)論了。
進(jìn)一步對(duì)腫瘤組織中,中性粒細(xì)胞和T細(xì)胞的位置分析發(fā)現(xiàn),這兩類細(xì)胞的憑據(jù)距離要小于按它們隨機(jī)分布計(jì)算出來的期望值,它們之間很可能存在著相互作用。算下來大約有5%~10%的中性粒細(xì)胞和T細(xì)胞彼此互相接近,配對(duì)。
CD3:T細(xì)胞標(biāo)志物;CD66b:中性粒細(xì)胞標(biāo)志物;白圈中為配對(duì)的T細(xì)胞和中性粒細(xì)胞
而且那些與中性粒細(xì)胞配對(duì)的T細(xì)胞,細(xì)胞毒性分子GrzB的表達(dá)顯著降低,而距離中性粒細(xì)胞100μm以上的T細(xì)胞則基本不受影響。
整體上看,腫瘤中表達(dá)MPO或者精氨酸酶Ⅰ的LOX-1陽性中性粒細(xì)胞的密度,與T細(xì)胞增殖速度和細(xì)胞毒性明顯負(fù)相關(guān),尤其是在腫瘤核心區(qū)。而HLA-DR陽性的中性粒細(xì)胞,則與T細(xì)胞增殖速度和細(xì)胞毒性正相關(guān)。
LOX-1陽性的中性粒細(xì)胞正是叛變投癌的漢奸!選擇性的清除LOX-1陽性中性粒細(xì)胞,可能能打破腫瘤的免疫逃避,同時(shí)不影響身體正常的防御功能,或許可以成為一種新的腫瘤治療方法。
參考文獻(xiàn):
1. Si Y, Merz S F, Jansen P, et al.Multidimensional imaging provides evidence for down-regulation of T celleffector function by MDSC in human cancer tissue[J]. Science Immunology, 2019,4(40): eaaw9159.
2. van Egmond M, Bakema J E. Neutrophils aseffector cells for antibody-based immunotherapy of cancer[C]//Seminars incancer biology. Academic Press, 2013, 23(3): 190-199.
3. Houghton A M G. The paradox oftumor-associated neutrophils: fueling tumor growth with cytotoxicsubstances[J]. Cell cycle, 2010, 9(9): 1732-1737.
4. Zhou J, Nefedova Y, Lei A, et al.Neutrophils and PMN-MDSC: Their biological role and interaction with stromalcells[C]//Seminars in immunology. Academic Press, 2018, 35: 19-28.
5. Gentles A J, Newman A M, Liu C L, et al.The prognostic landscape of genes and infiltrating immune cells across humancancers[J]. Nature medicine, 2015, 21(8): 938.
6. Singhal S, Bhojnagarwala P S, O'Brien S,et al. Origin and role of a subset of tumor-associated neutrophils withantigen-presenting cell features in early-stage human lung cancer[J]. CancerCell, 2016, 30(1): 120-135.
7. Condamine T, Dominguez G A, Youn J I, etal. Lectin-type oxidized LDL receptor-1 distinguishes population of humanpolymorphonuclear myeloid-derived suppressor cells in cancer patients[J].Science immunology, 2016, 1(2).
8. Brinkmann V, Reichard U, Goosmann C, etal. Neutrophil extracellular traps kill bacteria[J]. science, 2004, 303(5663):1532-1535.
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