肿瘤相关中性粒细胞在宫颈癌中的研究进展

黄子瑶，何思思，王佩佩，周 航

(遵义医学院附属医院腹部肿瘤科，贵州 遵义 563000)

宫颈癌是女性最常见的妇科恶性肿瘤之一。据国家癌症中心报道，我国每年新增宫颈癌病例约10.2万，发病率为15.30/10万，病死率为4.57/10万[1]。90%以上的宫颈癌伴有高危型人乳头瘤病毒(human papilloma virus,HPV)持续感染，其中HPV16和HPV18为最主要的类型，HPV感染可引起机体炎症反应。目前，全身炎症已被证实是恶性肿瘤发生和进展的重要表现[2]。其主要表现为外周血中的中性粒细胞、血小板数目增多和淋巴细胞数目减少[3]。浸润到肿瘤组织中的中性粒细胞被称为肿瘤相关中性粒细胞(tumor-associated neutrophils，TANs)[4]。中性粒细胞主要由骨髓造血干细胞分化而成，在骨髓中不断产生，发育的最终阶段以核分裂和释放成熟中性粒细胞为特点，最后成熟的中性粒细胞进入组织或血液中[5]。在正常成年人外周血中，中性粒细胞占50%～70%。其半衰期为5 h，在非特异性细胞免疫中起重要作用，具有很强的趋化和吞噬功能[6]。中性粒细胞是白细胞中的免疫细胞之一，也是抵抗机体感染炎症的第一道防线[7]。炎症反应在肿瘤发展的不同阶段均发挥重要功能，而肿瘤相关炎症反应被认为是恶性肿瘤的第7个特性[8]。中性粒细胞是炎性细胞的重要组成部分，近年来TANs在肿瘤生物学中的作用越来越受关注，许多晚期癌症患者表现出高水平的中性粒细胞。现就TANs在宫颈癌中的研究进展予以综述。

1 TANs概述

1.1TANs分型及其在肿瘤中的作用 TANs具有抗肿瘤和促肿瘤的双重作用[9]。其可对不同的肿瘤来源信号进行极化，向不同的表型分化。根据表型，TANs可分为N1型和N2型：N1型通过细胞毒性和免疫激活作用控制肿瘤细胞的生长和转移，N2型通过产生促肿瘤生长因子，抑制机体的抗肿瘤免疫,促进肿瘤细胞的生长和增殖[10]。其中，β干扰素能促进中性粒细胞的抗肿瘤活性，诱导其分化成N1型。同时，β干扰素可降低转化生长因子β的水平，减缓肿瘤生长速度，释放高浓度的抗肿瘤分子，发挥抗肿瘤作用[11]。转化生长因子β不仅能激活中性粒细胞的致瘤活性，抑制N1型TANs的产生，还能减轻中性粒细胞对肿瘤细胞的杀伤作用，诱导中性粒细胞极化成N2型TANs，起促进肿瘤生长和转移的作用[12]。史琳等[13]发现，抑制β干扰素可以增加中性粒细胞基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)9和MMP-2的分泌量及酶活性，促进肿瘤发生，发挥N2型TANs的作用。可见，由于活化类型不同，TANs对肿瘤细胞的生长具有不同的作用，但在不使正常组织细胞受到损伤和机体免疫功能发生紊乱的情况下，如何有效发挥抗肿瘤免疫的作用需进一步研究。

1.2TANs与肿瘤血管生成 血管增生异常是肿瘤发生的特征之一，中性粒细胞与血管内皮间的黏附作用可促进肿瘤转移。CXC趋化因子受体2可在肿瘤发展期间募集中性粒细胞，在内皮细胞上高表达的CXC趋化因子受体2能与N2型TANs分泌的趋化因子白细胞介素(interleukin，IL)8结合，促进肿瘤血管生成，形成正反馈机制，从而促进肿瘤生长[14]。同时，中性粒细胞可通过分泌MMP促进肿瘤细胞血管外渗和转移，其中MMP-9可以促进血管内皮生长因子释放及参与新生血管生成[15]。目前，MMP已被确定与多种肿瘤相关。其在肿瘤组织中的表达量较高，且浸润性中性粒细胞释放的MMP-2和MMP-9能够促进恶性肿瘤的转移和血管生成[16]。MMP-9是肿瘤血管调控开关的重要组成部分，其通过与血管内皮生长因子刺激血管生成信号反应，从而触发肿瘤血管生成的调控，刺激血管细胞活化，以促进肿瘤血管生成[15-17]。此外，IL-6可通过激活中性粒细胞中的非受体酪氨酸激酶/信号转导及转录激活因子3信号通路来合成MMP-9，并将其释放到细胞外基质，从而发挥促进血管新生的作用[18]。中性粒细胞释放的中性粒细胞弹性蛋白酶能够增加血管内皮生长因子在肿瘤细胞中的表达。有研究表明，中性粒细胞弹性蛋白酶可穿过肿瘤细胞膜进入肿瘤细胞内，直接促进肿瘤细胞生长[19]。

1.3TANs在肿瘤转移中的作用 TANs可参与转移前癌巢形成，增强肿瘤细胞的侵袭能力，参与肿瘤转移[20]。中性粒细胞在受到外源刺激时分泌的MMP-9和中性粒细胞弹性蛋白酶，可降解基质和基膜，促进肿瘤细胞向血管侵入[21]。其中，N2型TANs释放的中性粒细胞弹性蛋白酶、MMP-8、MMP-9和组织蛋白酶G可降解细胞外基质，从而促使肿瘤细胞通过基膜转移扩散[7]。中粒性细胞弹性蛋白酶是N2型TANs分泌的一种丝氨酸蛋白酶，可诱导上皮钙黏素表达下调，增加肿瘤的迁移能力，促进肿瘤侵袭[22]。TANs除释放中性粒细胞弹性蛋白酶外，还可通过分泌IL-1β和MMP来抑制自然杀伤细胞的活性，促进肿瘤血管渗出和转移[23]。研究发现，中性粒细胞胞外诱捕网能够增加肿瘤的转移能力，但其具体机制尚不清楚[24]。中性粒细胞胞外诱捕网是细胞外的中性粒细胞来源的DNA网，其可捕获并杀死入侵的微生物，促进转移灶的建立或现有微转移疾病的生长来促进转移瘤的生长。中性粒细胞胞外诱捕网不仅促进了癌细胞黏附，作为转移性疾病发展的第一步，其还促进了转移灶建立期间的迁移、侵袭和增殖。此外，中性粒细胞胞外诱捕网还能引起微环境的变化，促进肿瘤的建立和生长[25]。

2 TANs与宫颈癌

2.1TANs与宫颈癌局部微环境的关系 肿瘤微环境在肿瘤的发生、转移过程中起重要作用。其主要由源自肿瘤细胞和肿瘤基质细胞的趋化因子、细胞因子和生长因子及增殖的肿瘤细胞、血管、浸润的炎性细胞等组成[26]。有研究表明，炎症反应在宫颈癌的进展或消退中起重要作用，恶性肿瘤及癌前病变组织的存在可能导致免疫细胞浸润组织和本身的细胞，HPV发生免疫逃逸导致感染，引起机体的炎症反应，诱发宫颈癌的发生[27]。此外，HPV阳性的宫颈癌细胞分泌IL-16和IL-17会刺激骨髓髓系细胞的增殖，募集白细胞到肿瘤微环境，此过程中HPV可能参与宫颈癌患者TANs的诱导，TANs可为宫颈组织形成免疫抑制状态的微环境，使HPV发生免疫逃逸，导致HPV在机体内感染，从而增加宫颈癌的发生风险[28]。

中性粒细胞迁移的缺陷与宫颈癌的进展有关，因为循环细胞数量的改变和有缺陷的中性粒细胞迁移与肿瘤的发生有关，这一现象表明肿瘤细胞可能产生白细胞迁移抑制性可溶性因子[29]。宫颈癌患者的机体内存在全身炎症反应和肿瘤细胞释放的血管内皮生长因子，这些炎症反应和细胞因子可降低患者的免疫功能，引起外周血中性粒细胞增多。近年有研究发现，中性粒细胞可能是宫颈癌细胞局部和系统触发免疫逃逸机制的一部分，在宫颈癌病变的进展中，局部有白细胞浸润，其中T淋巴细胞、中性粒细胞、M2巨噬细胞的反应频率增加，而中性粒细胞可抑制T细胞的抗肿瘤活性，从而抑制免疫作用[30]。中性粒细胞可通过产生许多炎性细胞因子(肿瘤坏死因子和IL-1等)，在肿瘤相关血管生成中发挥重要作用，并为肿瘤提供良好的微环境[31]。Abakumova等[32]研究发现，在进展期宫颈癌中的中性粒细胞总数增加，而在好氧和厌氧细菌的作用下，IL-1β减少，肿瘤坏死因子α增加。

2.2TANs与宫颈癌的血管生成 TANs在肿瘤血管生成中起关键作用，并与肿瘤进展相关。在肿瘤微环境中，浸润的中性粒细胞数目与血管生成的数目成正比[33]。TANs分泌的IL-17具有强烈的促炎作用，其已成为炎症相关肿瘤的重要介体。Liu等[34]研究发现，IL-17的高表达与微血管密度有关，其可通过促进癌细胞产生血管内皮生长因子促进血管生成；且单因素和多因素分析显示，IL-17是总生存率的独立预后因素，其可作为预后指标。Punt等[35]研究发现，IL-17、中性粒细胞和血管生成之间有紧密联系，中性粒细胞可以产生IL-17，而IL-17可增加宫颈癌细胞株的生长和紧密性，这可能是早期肿瘤发生的机制之一。其研究数据表明，中性粒细胞表达的IL-17主要促进肿瘤生长，与早期疾病预后不良有关，其似乎直接导致肿瘤发生，是肿瘤抑制免疫应答的一部分[35]。可见，IL-17和中性粒细胞与血管生成密切相关，其可以促进肿瘤生长并降低生存率。

2.3TANs与宫颈癌转移 肿瘤的侵袭、转移是一个多阶段、多步骤的复杂过程，不仅会引起非特异性炎症反应，还能增加了恶性肿瘤细胞的侵袭能力。肿瘤细胞离开肿瘤组织后，可通过不同的传播途径转移。在肿瘤微环境中，肿瘤细胞与外周血管、淋巴细胞及炎性细胞构成的炎症环境相互作用，导致肿瘤的侵袭、转移和复发[36]。在肿瘤微环境中，炎症与感染、低氧、高压等有关，由感染产生或由癌细胞诱导产生的网状物可以促进癌症转移[37]。既往宫颈癌临床研究数据表明，中性粒细胞在宫颈癌宿主中起抗肿瘤活性的作用，肿瘤细胞的可溶性循环介质，可能会干扰中性粒细胞的早期迁移能力，损害宿主的免疫反应，从而有助于发展和转移潜能的肿瘤细胞[38]。宫颈癌的转移方式包括直接蔓延、淋巴管转移和血行转移。宫颈癌细胞可通过内皮细胞增殖、溶解细胞外基质等复杂机制，在周围微环境中发生转移[39]。

2.4TANs在宫颈癌诊疗中的价值

2.4.1TANs与宫颈癌的复发分析 TANs浸润数量增加是宫颈癌患者复发率升高的一个潜在预测指标。颜彬等[40]回顾性研究分析了92例复发宫颈癌患者与肿瘤组织中中性粒细胞浸润数量的关系，以无复发生存期作为结点。结果显示，宫颈癌组织中中性粒细胞数的增加与宫颈癌患者无复发生存期的缩短相关，中性粒细胞浸润数量增加，其复发风险升高。识别肿瘤组织中中性粒细胞的常见指标为CD66b和CD15，Matsumoto等[41]收集250例ⅠB～ⅥA期宫颈癌患者在首次诊断时获得的活检标本，通过免疫组织化学方法检测CD66b在宫颈肿瘤中的表达。结果显示，肿瘤内TANs密度的增加与淋巴结转移、完全缓解率降低和高复发率有关，并认为TANs是宫颈癌放疗后无进展生存期的独立预后因素。Carus等[42]回顾性分析了46例ⅠB～ⅥA期复发宫颈癌患者的TANs浸润量与肿瘤组织的关系，结果表明宫颈癌组织中TANs浸润数量增加，复发风险升高。可见，TANs数量增加与宫颈癌复发呈正相关，是宫颈癌复发的一个有用预后因素。

2.4.2TANs与宫颈癌的预后分析 研究发现，白细胞计数升高的宫颈癌患者年龄较小，肿瘤较大，分期较晚[43]。且肿瘤白细胞增多与宫颈癌的侵袭性、放疗的不良预后和导致治疗失败的可能性有关[44]。Escande等[45]研究发现，中性粒细胞增多可能与初治治疗效果差或复发宫颈癌患者有关；在多变量分析中，高危临床靶体积和中性粒细胞计数>7 500个/μL是局部复发、低生存率的独立因素，危险比为3.1。此外，中性粒细胞/淋巴细胞比值已被作为癌症(包括宫颈癌)预后的标志物，高中性粒细胞/淋巴细胞比值预示预后不良和化疗或放疗抵抗[46]。李文婷等[47]回顾性分析了230例ⅡB～ⅣB期宫颈癌患者，结果发现中性粒细胞/淋巴细胞比值低组患者的放疗效果优于中性粒细胞/淋巴细胞比值高组，并认为治疗前中性粒细胞/淋巴细胞比值可帮助宫颈癌患者选择合适的治疗方法。一项Meta分析显示，肿瘤组织中浸润的中性粒细胞与肿瘤患者预后不良显著相关，被认为是预后不良的独立危险因素[48]。

2.4.3TANs与宫颈癌的免疫治疗 随着对TANs认识的加深，及其与肿瘤关系机制的阐明，中性粒细胞及其相关因子将有力促进肿瘤的临床诊断、治疗及预后评估。目前有研究显示，中性粒细胞靶向制剂可用于治疗炎症和自身免疫性疾病[49]。由于TANs在肿瘤的发生、发展中起关键作用，故可通过阻止N2型TANs在肿瘤细胞中的浸润或增强机体的抗肿瘤能力进行治疗。Shrestha等[50]的研究显示，采用血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂和血管紧张素转换酶抑制剂能诱导中性粒细胞向抗肿瘤表型极化，从而减缓肿瘤生长，其不仅增强了中性粒细胞的超分割，还抑制了肿瘤诱导的中性粒细胞极化到一种亲肿瘤表型。此外，抑制N2型TANs释放酶类物质也可以达到抑制肿瘤生长的目的，如唑来膦酸可通过抑制MMP-9的表达和活性，减少血管的生成，降低宫颈癌的复发风险[51]。中性粒细胞通过与不同细胞群体(树突状细胞、T细胞和B细胞等)的相互作用，广泛募集释放介质(细胞因子、趋化因子等)，激活细胞的适应性免疫系统，增强机体的免疫反应，从而抑制肿瘤的发展[52]。作为一种简便易得的反映炎症的指标，TANs亦能够反映肿瘤相关炎症。此外，考虑到TANs与宫颈癌预后有关，TANs增多表明局部晚期和复发宫颈癌的预后差，故仔细监测TANs并降低TANs水平是否可以作为辅助治疗，从而早期发现复发患者并延长宫颈癌患者生存时间，仍需要更多的实验和临床研究证据支持。

3 小 结

宫颈癌组织有大量的炎性细胞浸润，其中中性粒细胞、巨噬细胞、淋巴细胞等炎性细胞分泌的炎性因子可以促进肿瘤的发生、发展，且不同类型的中性粒细胞在肿瘤微环境中的作用不同，其主要取决于中性粒细胞的激活状态。截至目前，TANs表现的调控机制及其在肿瘤微环境下功能变化的分子机制尚不完全清楚。由于TANs与宫颈癌的进展及预后有关，所以诱导中性粒细胞从N2型向N1型转化，可为宫颈癌的治疗提供一种新思路。未来，应进一步研究TANs在宫颈癌中的作用机制。