肿瘤微环境中NETs与免疫细胞的相互作用

同时影响适应性免疫细胞和先天免疫细胞。

（一）NETs会引起CD8+ T细胞衰竭和功能障碍

人类肿瘤组织中的NETs密度和癌症患者血清中的NETs浓度与肿瘤组织中的CD8+ T细胞计数呈负相关。

其调节机制包括：

（1）NETs可能通过PD-1/PD-L1轴直接刺激T细胞衰竭。

小鼠模型显示，NETs暴露的TIME显示出：

衰竭标志物PD-1、TIM-3和LAG-3增加；

效应细胞因子IL-2、IFN-γ和TNF-α减少；

以及包括线粒体功能下降、葡萄糖摄取和脂肪酸摄入上调；

等等代谢特征的改变。

T细胞在富含NET的TME中耗竭程度更明显，在I/R时阻断PD-L1足以消除肿瘤生长。

Front. Immunol. 12:785222.

（2）NETs还能通过物理屏蔽作用削弱T细胞的细胞毒功能。

单独使用NETs不能影响肿瘤细胞成型存活或增殖。然而，用NETs包裹肿瘤细胞会损害CD8+ T细胞的细胞毒性，并保护肿瘤细胞不直接接触CTL。

几项研究均证实，NETs通过在肿瘤/基质界面形成物理屏障来保护肿瘤细胞，避免CD8+ T细胞浸润到肿瘤细胞区。

（二）NETs会通过抑制CD4+ T细胞发挥免疫抑制功能

（1）NETs影响 Th1/Th2 肿瘤免疫微环境

作为CD4+ T细胞的主要亚群之一，Th细胞在TIME中起到重要作用，影响肿瘤预后和改善情况。例如，Th2相关细胞因子(IL-4、IL-10等)水平升高，或者Th1细胞因子(IFN-γ、IL-2和IL-12)水平降低，都与乳腺癌预后较差相关。

Th细胞在TIME中的作用 Front. Immunol. 12:669474.

Th1：

在一些自身免疫性疾病中，如1型糖尿病(T1D)、类风湿关节炎(RA)和慢性肺炎，NETs通过激活树突细胞加剧Th1反应。

NETs还可能通过激活外周血单核细胞(PBMC)来促进Th1样TIME，从而促进T细胞和单核-巨噬细胞的募集并阻止肿瘤生长，诱导Th1细胞增殖。

Th2：

在部分肿瘤中，Th2细胞相关TIME诱导NETs。Th2-STAT6-C3-NET级联促进了肺转移，NET的形成是Th2突出TIME肺转移的必要条件。

例如，有肺转移的小鼠乳腺癌模型：Th2细胞因子通过STAT6信号通路维持肺间充质基质细胞(LMSCs)中补体3的高表达，从而刺激NET的形成。

（2）NETs影响CD4+ T细胞Treg分化

Treg可能诱导NETs的形成：NASH或NASH-HCC患者的肝脏中观察到NET标记物H3cit和FoxP3的存在呈正相关。

NETs也可以诱导naïve CD4+ T细胞分化Treg：NETs激活naïve CD4+ T细胞表面的TLR4，通过增强NADH氧化为NAD+，对氧化磷酸化(OXPHOS)进行重编程调节，影响Treg分化的必要条件。

小鼠模型中：NETs消融与小鼠肝脏中Treg特异性FoxP3蛋白水平的降低相关。NETs消融后观察到肿瘤生长和进展情况均得到缓解。

（三）NETs与巨噬细胞之间相互串扰：

巨噬细胞是TIME占比最多的先天免疫细胞亚群。

（1）巨噬细胞能够分解NETs形成的物理屏障：

腹主动脉瘤(AAA)中：发现在腔内血栓和血管壁中巨噬细胞计数与NETs呈负相关。

体外实验中：巨噬细胞能够通过分泌脱氧核糖核酸酶(DNase)消化NETs的能力，并吞噬残留的NETs物理屏障。相对其他亚型，M1样巨噬细胞清除NET的能力更强。

但是，细胞外DNase I的生理浓度不足以达到完全清楚NETs的程度。

NETs和巨噬细胞的串扰作用 Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2020 Sep;40(9):2265-2278. 

（2）巨噬细胞也能诱导NETs的形成：

研究表明，外泌体miR-146a可刺激巨噬细胞促进NETs的过度释放，从而造成ROS过表达，提高促炎细胞因子的水平。这说明巨噬细胞可根据它们的刺激降低或增加组织中NETs的浓度。

（3）巨噬细胞也可能通过形成METs，介导NETs的活性：

巨噬细胞和A549肺癌细胞的体外共培养系统中：加入纯化过的NETs可促进了肺癌细胞出现迁移和侵袭。

另一项研究表明：NETs和巨噬细胞共存时，也增加了细胞外M1巨噬细胞来源的DNA，可能意味着巨噬细胞外诱捕网(METs)的形成。在共存环境下，METs可能促进了肿瘤细胞的迁移和侵袭。

METs是在巨噬细胞独特的细胞死亡过程(METosis)中产生的，到目前为止仅在IFN-γ和LPS治疗后的炎症性M1亚群中观察到。在细胞受到刺激后，METs的形成比NETs的形成更快。

METs和NETs均和患者较短无复发生存期(RFS)相关。二者各为缩短RFS的独立预后因素，与肿瘤的远处转移显著相关，但与局部肿瘤侵袭和淋巴结转移无关。

目前未发现METs和NETs的存在与各自细胞类型的浸润有显著相关性。因此，METs和NETs可能与各自细胞类型对TIME衍生刺激的响应性以及二者的不同稳定性更密切相关。

例如：

在NETs缺失的情况下，METs可激活CRC肿瘤细胞的迁移和侵袭，并促进肝转移。

抑制PAD2可以阻止巨噬细胞形成METs，阻断CRC细胞与METs之间的串扰，从而减少肝转移。

（4）在NETs降解后，巨噬细胞会表现出表型依赖性反应：

二者相互作用数小时后，M2巨噬细胞诱导促炎反应，而M1巨噬细胞通过核脱缩经历细胞死亡，并导致细胞外DNA的局部释放。此后，M1巨噬细胞以半胱天冬酶激活的DNase依赖性方式降解来自自身的DNA，导致细胞外DNA在24小时内清除。

Journal of Autoimmunity,Volume 67,2016

小结

NETs的机制决定其可以影响免疫检查点抑制剂的治疗，相关选择的靶点主要为DNase I，从而提高PD-1疗法的治疗效果，并可能会克服免疫检查点抑制剂的耐药性，在一定条件下恢复适应性免疫反应。在这一靶点中AAV疗法、纳米颗粒疫苗等均有涉足。

其机制主要是：DNase I和PD-1抑制的结合导致CD8+ T细胞的渗透能力和细胞毒性得到增加。

参考文献：

1.Fang Q, Stehr AM, Naschberger E.(2022) No NETs no TIME: Crosstalk between neutrophil extracellular traps and the tumor immune microenvironment. Front. Immunol. 13:1075260. doi: 10.3389/fimmu.2022.1075260

2.Basu A, Ramamoorthi G.  (2021) Differentiation and Regulation of TH Cells: A Balancing Act for Cancer Immunotherapy. Front. Immunol. 12:669474. doi: 10.3389/fimmu.2021.669474 3.Haider P, Kral-Pointner JB. Neutrophil Extracellular Trap Degradation by Differently Polarized Macrophage Subsets. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2020 Sep;40(9):2265-2278. doi: 10.1161/ATVBAHA.120.314883. Epub 2020 Jul 16. PMID: 32673525; PMCID: PMC7447175. 4.Daigo Nakazawa, Haruki Shida,The responses of macrophages in interaction with neutrophils that undergo NETosis,Journal of Autoimmunity,Volume 67,2016,Pages 19-28,ISSN 0896-8411,https://doi.org/10.1016/j.jaut.2015.08.018. 

来源：闲谈 Immunology 2023-01-13