中性粒细胞影响TME和预后

TME作为实体瘤异质性的重要部分，研究人员一直在试图通过合适的方式将其分类，从而寻找针对性治疗方法以及对预后的提前监测。

2022年11月发表的北京大学的研究团队文章中，根据细胞簇、功能标记的基因表达、TIME相关基因型和预后相关性，将肝癌分为5个TIME亚型。中性粒细胞在各分型中的异质性可能是造成不同免疫预后情况的原因。

Nature. 2022 Nov 9.

（一）TIME-IA：免疫激活表型

髓细胞和T细胞多呈激活状态，如：免疫调节分子富集的LAMP3+ 成熟树突状细胞、CXCL9+ 巨噬细胞、CD4+ CXCL13+ Th1细胞和耗竭T细胞等；

高表达IFNG、GZMB和PDCD1；

共激活分子和免疫检查点丰富；

通常预后较好。

（二）TIME-ISM：免疫抑制髓细胞表型

Mph_03_SPP1富集，IL1B高表达，具有髓细胞免疫抑制和促肿瘤细胞因子富集的特征；

肿瘤相关中性粒细胞(TAN)和肿瘤相关巨噬细胞(TAN)较多；

通常预后较差。

（三）TIME-ISS：免疫抑制基质细胞表型

基质细胞和肿瘤相关成纤维细胞富集；

富集表达EC_03_TFF3和Fb_01_FAP的两个基质细胞簇；

肿瘤激活基质基因如COL1A1、MMP11和ITGA1呈高表达；

通常预后较差。

（四）TIME-IE：免疫排斥表型

富集的大部分为内皮细胞和间充质细胞簇，如CXCL12+成纤维细胞；

具有细胞毒性的GZMK+ CD8+ T细胞也在该亚型中富集，但是主要位于间质，被排斥在肿瘤细胞区域之外。

不影响预后。

Nature. 2022 Nov 9.

（五）TIME-IR：免疫驻留表型

肝驻留亚群富集，例如CD160+ 驻留NK细胞；

包含Kupffer细胞(Mph_01_MARCO)和肝窦内皮细胞(EC_01_CLEC4A)；

通常预后较好。

这五种亚型之间存在趋化因子和细胞因子及其受体的不同表达模式，也反映出其潜在形成因素。在TIME-IA中存在CXCL9/10/11–CXCR3配对、TIME-ISM中则存在CXCL1/3/8–CXCR2配对等情况，表示其中存在正反馈循环。

Nature. 2022 Nov 9.

中性粒细胞具有明显异质性，且与其不良预后相关：

160个样本中的中性粒细胞可分为11个亚群，具有明显的组织和肿瘤分布偏好。包括：

肿瘤浸润中性粒细胞(TANs)：表达MMP8、APOA2、CD74、IFIT1、SPP1和CCL4等。高水平表达趋化因子特征。

趋化因子CREM、NFE2L2、MAFG、BHLHE40和HES4的活性较高，可能影响中性粒细胞重编程；

CCL4+ TAN可以通过CCL4-CCR5募集巨噬细胞；

PD-L1介导TANs的抑制功能：相对非TANs，TAN的PD-L1表达显著升高。PD-L1+ TANs可以抑制肝癌中的细胞毒性CD8T细胞增殖，并降低IFN-γ、GZMB、PRF1和CD25的水平。

Nature. 2022 Nov 9.

非肿瘤浸润中性粒细胞：

外周血中性粒细胞(PBNs)：表达S100A12、ISG15、TXNIP等测序基因。高水平表达与抗病原体活性相关的外泌体特征。趋化因子SPI1活性较高。

肝脏周围中性粒细胞(adjacent liver neutrophils，ALNs)：表达ELL2、PTGS2等。高水平表达基质细胞特征。趋化因子NFE2L2、CREM活性较高。

在肝癌中的特点包括：

中性粒细胞的分化轨迹是从PBN-ALN-TAN。

在TIME-ISM中，存在集体促肿瘤表型TANs：分别表达Neu_09、10和11的三个TAN亚群，平均占总TANs的86.8%。三者组合出现的比例较高，则肿瘤预后较差，表明其促瘤功能。

同时，人肝癌和小鼠肝癌模型显示出中性粒细胞亚群的保守性。Neu_09/10/11在小鼠模型中可对应其mNeu_10/11/12亚群。因此，未来针对中性粒细胞的开发或许能较顺利地进行体内模型到临床的转化预估。

中性粒细胞耗竭导致肝癌结节和肿瘤重量显著减少。

抗Ly6G抗体可能是能够同时去除Neu_09/10/11三种促瘤亚型的途径之一。模型显示：

Ly6G阻断组中的中性粒细胞和增殖性恶性细胞数量较少。

细胞内约70%的中性粒细胞被耗尽，浸润巨噬细胞减少了46.6%。

CD8+ T细胞数量不变，但衰竭状态有所缓解，降低了PD-1和TIM-3水平。

小鼠中显示肿瘤负荷显著降低。

小结

通过免疫浸润情况来分类TME的研究也不少。其他分型也有按照靶向疗法的效果分型、失代偿史和具体肝癌亚型分型、免疫浸润和纤维化两项指标分型、铁死亡评分分型，等等。

该分型大致上和按照铁死亡评分的其他肿瘤TME分型相似，但是按照免疫细胞浸润的基因表达分得更加仔细。在铁死亡评分的TME分型中，包括：

免疫抑制且基质细胞激活的亚型；免疫细胞浸润相对较少的亚型；和大量免疫细胞浸润、免疫激活相关信号通路显著富集、预后良好的亚型。相对免疫抑制和预后不良是高铁死亡评分的特征。

其他TME分型方法示意

Oncoimmunology. 2021 Sep 11;10(1):1959977.&Cancer Cell. 2021 Jun 14;39(6):845-865.e7.

此次研究突出在，

涵盖的临床样本数量较多（160个患者样本）；

分型与预后相关；

将分型与中性粒细胞异质性结合作为靶点开发方向；

PD-L1+ TANs的作用也可能成为PD-1/PD-L1抗体更多参与联合疗法的基石。

但中性粒细胞同样具有促瘤和抑瘤的双面性，如何准备靶向特定的基因分型并提高疗法浸润性依然是挑战。

参考文献：

1.Xue, R., Zhang, Q., Cao, Q. et al. Liver tumour immune microenvironment subtypes and neutrophil heterogeneity. Nature (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05400-x

2.Núñez KG, Sandow T, Lakey MA, Fort D, Cohen AJ and Thevenot PT (2022) Distinct Gene Expression Profiles in Viable Hepatocellular Carcinoma Treated With Liver-Directed Therapy. Front. Oncol. 12:809860. doi: 10.3389/fonc.2022.809860

3.Zhang W, Yao S, Huang H, Zhou H, Zhou H, Wei Q, Bian T, Sun H, Li X, Zhang J, Liu Y. Molecular subtypes based on ferroptosis-related genes and tumor microenvironment infiltration characterization in lung adenocarcinoma. Oncoimmunology. 2021 Sep 11;10(1):1959977. doi: 10.1080/2162402X.2021.1959977. PMID: 34527427; PMCID: PMC8437492.

4.Bagaev A, Kotlov N, Nomie K, Svekolkin V, Gafurov A, Isaeva O, Osokin N, Kozlov I, Frenkel F, Gancharova O, Almog N, Tsiper M, Ataullakhanov R, Fowler N. Conserved pan-cancer microenvironment subtypes predict response to immunotherapy. Cancer Cell. 2021 Jun 14;39(6):845-865.e7. doi: 10.1016/j.ccell.2021.04.014. Epub 2021 May 20. PMID: 34019806.

来源：闲谈 Immunology 2022-11-19

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