中性粒细胞是人体血液中含量最丰富的白细胞，已知在包括非小细胞肺癌在内的多种实体瘤的肿瘤微环境中迅速积累，具有促肿瘤与抗肿瘤的双重作用，与患者预后密切相关。目前，针对肿瘤相关中性粒细胞的研究大都聚焦于促肿瘤中性粒细胞，而对抗肿瘤中性粒细胞的认识仍然有限，究竟是何种因素决定了中性粒细胞的促肿瘤和抗肿瘤功能仍然未知。
白细胞介素8（IL-8）是一种重要的促炎趋化因子，在感染和组织损伤情况下调动中性粒细胞进入炎症部位。已有研究表明，IL-8通过激活肿瘤细胞中的PI3K/AKT、PLC/PKC及FAK/Rho-GTPase等信号通路，促进血管生成和肿瘤细胞增殖。然而，上述结论主要基于皮下移植瘤模型或体外肿瘤细胞实验，无法反映IL-8在原发肿瘤中的真实作用。最近的研究显示，IL-8的表达水平与肿瘤相关中性粒细胞在肿瘤组织中的浸润程度呈正相关，并与免疫检查点阻断疗法在非小细胞肺癌中的临床效果密切相关。由于啮齿类动物如小鼠体内缺乏IL8基因，研究IL-8是否参与调节中性粒细胞的功能与非小细胞肺癌的肿瘤进展一直受到限制，IL-8与中性粒细胞的相互调节在非小细胞肺癌发生发展中的作用以及与免疫检查点阻断疗法的临床治疗相关性仍有待进一步探索。
2024年11月7日，Developmental Cell在线发表了武汉大学医学研究院、教育部免疫与代谢前沿科学中心钟波教授、人民医院胃肠外科林丹丹教授与中南医院肺部肿瘤放化疗科谢丛华教授关于肺癌肿瘤免疫的最新研究论文，题为“A subset of neutrophils activates anti-tumor immunity and inhibits non-small-cell lung cancer progression”研究论文，武汉大学钟波教授、林丹丹教授、谢丛华教授为本研究的通讯作者，武汉大学生命科学学院博士生唐震为该论文的第一作者。该研究揭示了一群由IL-8驱动分化的CD74high中性粒细胞，可通过诱导T细胞抗原特异性反应促进抗肿瘤免疫，为预测与治疗晚期NSCLC患者提供了潜在的生物标志物与药物靶点。
研究材料
在这项研究中，研究人员利用人非小细胞肺癌肿瘤组织、非小细胞肺癌小鼠模型：KP与EGFRTD、IL8转基因小鼠、中性粒细胞特异性敲除小鼠Ly6giCre/+、OT-II小鼠、OT-I/CD45.1+、OT-II/CD45.1+（均由赛业生物提供）等材料深入研究了IL-8-中性粒细胞轴在调控非小细胞肺癌进展中的功能与机制。
研究方法
在这项研究中，研究人员利用了多项技术，包括单细胞转录组测序、普通转录组学、ELISA、QPCR、免疫荧光染色、免疫组织化学、质谱流式技术、流式细胞术等。
技术路线
研究结果
1
肿瘤浸润中性粒细胞分泌的IL-8抑制非小细胞肺癌的进展
针对上述问题，研究人员首先分析了人非小细胞肺癌组织中IL-8的表达，确定了IL-8在肺肿瘤微环境中的细胞分泌来源-中性粒细胞。随后，研究人员构建了过表达人IL8的非小细胞肺癌模型小鼠（EGFRTD/IL8或KPIL8小鼠）进行成瘤实验，揭示了IL-8在抑制非小细胞肺癌肿瘤进展中的功能。质谱流式与单细胞测序技术结果表明，一群具有抗原递呈相关分子特征的中性粒细胞-CD74highSiglecFlow中性粒细胞在过表达IL8小鼠肺部肿瘤组织中显著积累，暗示IL-8与CD74highSiglecFlow中性粒细胞之间具有密切联系。
2
由IL-8驱动分化的CD74highSiglecFlow中性粒细胞能够递呈抗原并促进T细胞活化
基于单细胞测序技术的拟时序分析结果显示，CD74lowSiglecFlowCXCR2high中性粒细胞向CD74highSiglecFlowCXCR2low/int中性粒细胞分化，体外实验证明IL-8介导了CD74highSiglecFlow的分化过程。转录组测序、体内、体外实验进一步证实， CD74highSiglecFlow中性粒细胞能有效呈递OVA抗原并激活OVA抗原特异性T细胞，揭示了其具有递呈抗原与激活T细胞的功能。
3
敲除中性粒细胞的Cd74加速非小细胞肺癌的进展
为进一步研究CD74lowSiglecFlow中性粒细胞是否是抗肿瘤免疫所必须的。研究人员构建了中性粒细胞特异性敲除Cd74的小鼠（Ly6giCre/+小鼠由赛业生物提供）。结果表明，敲除中性粒细胞的Cd74加速了非小细胞肺癌模型小鼠的肺部肿瘤进展，表明CD74lowSiglecFlow中性粒细胞在抗肿瘤免疫反应中发挥重要作用。
4
5A能够增强Osimertinib或anti-PD-1治疗非小细胞肺癌模型小鼠的疗效
研究人员进一步发现CD74配体激动剂5A联合奥希替尼（Osimertinib）或anti-PD-1治疗能显著增强EGFRTD/IL8或KPIL8小鼠肺肿瘤浸润T细胞的激活、抑制肺部肿瘤进展，揭示了5A在靶向CD74highSiglecFlow中性粒细胞增强Osimertinib或anti-PD-1治疗非小细胞肺癌的疗效中的潜力。
5
外周血中CD74highCD63low中性粒细胞与接受基于anti-PD-1的新辅助治疗的晚期非小细胞肺癌患者的预后呈正相关
紧接着，研究人员在人非小细胞肺癌肿瘤微环境中鉴定到一群在功能上与小鼠CD74highSiglecFlow中性粒细胞高度相似的中性粒细胞亚群（CD74highCD63low）。人外周血中性粒细胞含量极为丰富，是一项极具潜力的预测生物标志物，为探究CD74highCD63low中性粒细胞预测治疗非小细胞肺癌疗效的潜力，研究人员进行了一项前瞻性临床观察实验。实验结果表明，外周血中CD74highCD63low中性粒细胞与接受基于anti-PD-1的新辅助治疗的晚期非小细胞肺癌患者的预后呈正相关，可作为一种潜在的预测非小细胞肺癌治疗疗效的生物标志物。
研究结论
总的来说，该研究揭示了一群由IL-8驱动分化的CD74high中性粒细胞，可通过诱导T细胞抗原特异性反应促进抗肿瘤免疫，为预测与治疗晚期NSCLC患者提供了潜在的生物标志物与药物靶点。
参考文献：