《Frontiers in Immunology》：Tumor-associated neutrophils in pancreatic ductal adenocarcinoma: mechanisms and therapeutic targeting
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这篇综述系统探讨了胰腺导管腺癌（PDAC）中肿瘤相关中性粒细胞（TANs）的核心作用。文章深入剖析了TANs在高度免疫抑制肿瘤微环境（TME）中的功能极化、分子调控机制（如TGF-β、CXCR2信号轴）及其促瘤功能（如形成中性粒细胞胞外陷阱NETs），并总结了以TANs为靶点（如抑制招募、功能重编程、打破免疫抑制）的新型治疗策略，为克服PDAC治疗抵抗提供了关键视角。
胰腺导管腺癌（Pancreatic Ductal Adenocarcinoma, PDAC）因其治疗抵抗性强、五年生存率低于10%而成为最致命的恶性肿瘤之一。其恶劣的预后很大程度上归因于一个高度免疫抑制的肿瘤微环境（Tumor Microenvironment, TME），而肿瘤相关中性粒细胞（Tumor-Associated Neutrophils, TANs）在其中扮演着关键调节者的角色。本文将带您一窥这些“双面”免疫细胞如何在PDAC的“冷”肿瘤中推波助澜，又如何成为科学家们眼中极具潜力的治疗新靶点。
引言：PDAC的严峻挑战与TANs的登场
PDAC起病隐匿，早期即发生全身性扩散，并对化疗、放疗乃至免疫检查点抑制剂（Immune Checkpoint Blockers, ICBs）均表现出深刻的抵抗。这种“顽固不化”的特性，主要源于其独特的、免疫细胞浸润稀少的“冷”TME。在这个由致密的细胞外基质、活化的成纤维细胞（如胰腺星状细胞PSCs）和大量分泌性信号分子构成的复杂生态中，TANs作为关键的浸润免疫细胞脱颖而出，其存在与不良的临床预后密切相关。
招募与极化：TANs的“征召”与“训练”
TANs并非天生的“坏细胞”，它们从循环中被“征召”至肿瘤部位，并经历了一场深刻的“功能重塑”。PDAC细胞利用一个多层面的网络，分泌大量趋化因子来持续招募中性粒细胞。其中，CXCR2信号轴及其配体（如CXCL1, CXCL2, CXCL5, CXCL8）是核心的招募途径。KRAS基因的持续激活可诱导粒细胞集落刺激因子（G-CSF）分泌，驱动TANs向TME浸润；而TP53突变则会通过多种机制加剧此过程。此外，表观遗传改变、炎症信号（如IL-17）以及肿瘤细胞与胶原接触触发的DDR1-PKCθ/SYK-NF-κB级联反应等，共同编织了一张精细的招募网络。
进入TME后，中性粒细胞并非铁板一块。早期的N1（抗肿瘤）/N2（促肿瘤）二分法模型已不足以描述其复杂性。单细胞RNA测序（scRNA-seq）揭示了PDAC微环境中TANs存在高度的异质性，可区分出多个功能不同的亚群，例如终末分化的促瘤亚群、炎症亚群、迁移过渡亚群以及干扰素刺激基因高表达亚群。更有趣的是，研究发现无论中性粒细胞初始状态如何，它们最终会“趋同重编程”为一种终末分化的dcTRAIL-R1+状态，这些细胞寿命延长，专门在缺氧的糖酵解生态位中促进血管生成，为肿瘤供氧和提供营养。
决定TANs功能走向的“指挥棒”来自微环境信号。转化生长因子-β（Transforming Growth Factor-beta, TGF-β）是驱动中性粒细胞向促肿瘤N2表型极化的关键因子；相反，干扰素（Interferons, IFNs）则能诱导其向抗肿瘤表型转变，二者构成了一个拮抗的信号轴。此外，代谢重编程也扮演了重要角色，缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）和转录因子BHLHE40通过诱导糖酵解代谢重编程，推动中性粒细胞分化为促肿瘤亚型。
抗肿瘤功能：被抑制的“正义”一面
中性粒细胞并非天生邪恶，它们也具备抗肿瘤潜力。早期的研究就证明了中性粒细胞能通过髓过氧化物酶（MPO）系统和抗体依赖性细胞介导的细胞毒性（ADCC）杀伤肿瘤。抗肿瘤N1表型的维持与代谢重编程紧密相关，它们利用脂肪酸氧化（FAO）供能，驱动NADPH氧化酶复合物产生高水平的活性氧（ROS）介导直接细胞毒性。更有趣的是，在乳腺癌模型中，原发肿瘤可以远程调控循环中性粒细胞，将其转化为具有抗转移潜能的“肿瘤训练中性粒细胞”，这一过程主要由肿瘤衍生的CCL2介导。然而，在PDAC中，中性粒细胞主要表现出以免疫抑制功能为主、ROS产生有限的促瘤表型，其是否具有类似的抗肿瘤训练能力尚待探索。
促肿瘤功能：TANs的“黑暗面”
在PDAC中，TANs更多时候扮演了肿瘤“帮凶”的角色，其促瘤机制复杂而多样。
中性粒细胞胞外陷阱：关键的促瘤效应器
中性粒细胞胞外陷阱（Neutrophil Extracellular Traps, NETs）是由解聚的染色质DNA与组蛋白、髓过氧化物酶、中性粒细胞弹性蛋白酶等颗粒蛋白组成的网状结构。NET的形成（即NETosis）是一个关键促瘤机制。肽基精氨酸脱亚胺酶4（PAD4）催化的组蛋白瓜氨酸化是NET形成的关键步骤。IL-17在协调中性粒细胞招募和触发NET形成中扮演核心角色，这些NET能有效“困住”细胞毒性CD8+T细胞，阻止其浸润到肿瘤核心。
NETs通过多方面的相互作用促进PDAC的恶性进展。在肿瘤上皮内，NETs驱动上皮-间质转化（Epithelial-Mesenchymal Transition, EMT），增强细胞侵袭性。NET相关的IL-1β还能激活癌细胞中的EGFR/ERK级联反应。在促纤维化间质中，NETs释放的细胞外DNA与胰腺星状细胞上的晚期糖基化终末产物受体结合，刺激其增殖和过度沉积细胞外基质，形成一道物理屏障，不仅阻碍治疗药物和T细胞的浸润，还为肿瘤生长提供了保护性生态位。
在转移过程中，NETs在建立前转移生态位（尤其在肝脏）方面起着决定性作用。肿瘤衍生的TGF-β激活中性粒细胞中的SMAD3通路上调转录因子NFE2，从而触发局部PAD4依赖的NET释放。同时，原发灶分泌的组织金属蛋白酶抑制剂1（TIMP1）通过CD63激活肝星状细胞，诱导其分泌SDF-1以招募更多中性粒细胞到肝脏。一旦建立，NETs便促进肝星状细胞向癌症相关成纤维细胞转分化，并通过刺激促炎细胞因子释放来增强血管通透性，这个被改造的微环境能有效“捕获”循环肿瘤细胞，促进其定植和微转移灶形成。
TAN介导的其他恶性表型
除NETs外，中性粒细胞脱颗粒释放的各种蛋白酶是重塑TME的主要引擎。中性粒细胞弹性蛋白酶能直接切割E-钙粘蛋白，破坏细胞间连接，并降解基底膜成分层粘连蛋白和纤连蛋白，为肿瘤扩散铺平道路。基质金属蛋白酶-9（MMP-9）则通过与中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白形成稳定复合物，动员基质结合的血管内皮生长因子，促进肿瘤血管化。
TANs还通过分泌细胞因子和物理相互作用促进转移。它们分泌TNF-α和TGF-β等细胞因子，共同促进免疫逃逸和EMT。近期证据表明，TANs能与循环肿瘤细胞形成异型聚集体，通过细胞外囊泡介导的通讯协同增强转移定植。此外，在PDAC衍生的G-CSF全身影响下，应激诱导的骨髓生成会导致外周血中低密度中性粒细胞扩增，这些未成熟群体拥有强大的分泌组，进一步巩固了免疫抑制性TME。
TANs与微环境细胞的协同网络
TANs并非孤军奋战，它们与TME中的其他细胞类型形成了紧密的协同网络，共同构建免疫抑制堡垒。
与癌症相关成纤维细胞的对话
CAFs与TANs之间的交流建立了一个自我强化的促肿瘤环境。CAFs分泌IL-8激活中性粒细胞，激活后的中性粒细胞又大量分泌IL-8，形成正反馈环路。TANs还是TGF-β的主要来源，它同时协调CAF活化、基质纤维化，并诱导髓系细胞免疫抑制表型、损害T细胞效应功能。此外，CAFs上的IL-1RAP受体被激活后，会触发多种趋化因子的分泌以招募中性粒细胞，这些被招募的TANs通过CXCR2-MAP3K8-TNF轴分泌肿瘤坏死因子，进而刺激肿瘤细胞或CAFs产生CXCL1，形成一个连续的招募级联。
与肿瘤相关巨噬细胞的合谋
单细胞RNA-seq分析揭示了中性粒细胞与巨噬细胞之间存在显著的趋化因子介导的串扰。巨噬细胞通过CCL-CCR1和CXCL-CXCR1/2轴协调中性粒细胞浸润，而中性粒细胞则通过CCL3L3-CCR1信号通路招募巨噬细胞。巨噬细胞分泌的骨桥蛋白通过与中性粒细胞表面的整合素受体结合，引导其迁移，导致这些细胞群在空间上共定位形成髓系细胞聚集区，这些区域内CD8+T细胞的浸润被显著限制。
对自然杀伤细胞的压制
TANs与自然杀伤细胞之间的相互作用具有深刻的背景依赖性和双向调节特点。一方面，NK细胞可通过分泌IFN-γ抑制中性粒细胞中VEGF-A的表达，防止其向促血管生成的N2表型极化。另一方面，TANs能通过抑制机制重塑NK细胞功能。它们产生的ROS会损害NK细胞的细胞毒性。更有甚者，在肿瘤衍生的G-CSF驱动下，TANs激活STAT3通路上调PD-L1表达，同时微环境中的IL-18诱导NK细胞表达PD-1，这种检查点激活对NK细胞产生多方面的抑制效果。
对效应T细胞和调节性T细胞的调控
TANs是免疫抑制微环境的关键介质。在PDAC中，一个特定的p2rx1-TAN亚群在肝转移中富集，其PD-L1高表达，能通过PD-1结合直接抑制T细胞的增殖和细胞毒性。此外，由缺氧和营养匮乏触发内质网应激，在此信号下，TANs极化为免疫抑制表型，上调CCL5和Nectin2。Nectin2与T细胞上的抑制性受体结合，传递阻断T细胞受体激活的信号。同时，TAN衍生的CCL5促进调节性T细胞募集至肿瘤核心，这些调节性T细胞分泌的抑制性细胞因子不仅抑制效应T细胞，还强化了TANs的N2极化。
TANs在治疗抵抗和肿瘤复发中的关键作用
除了在免疫抑制中的基本作用，TANs还是PDAC治疗抵抗的核心协调者，导致化疗和免疫治疗失败，并驱动术后复发。
化疗抵抗
化疗会诱导转移性癌细胞分泌CXCL1和CXCL2，进而促进中性粒细胞向肝脏定向募集。这些中性粒细胞高表达Gas6，通过结合癌细胞上的AXL受体激活下游信号，驱动化疗后转移性肿瘤细胞的增殖。吉西他滨联合白蛋白结合型紫杉醇治疗可协调中性粒细胞向TME募集，通过上调GPRC5A或由吉西他滨直接诱导IL-8分泌，激活中性粒细胞上的CXCR1/2信号轴促进NETosis。这些NET构成了关键屏障，其释放的细胞游离DNA为癌细胞迁移和代谢生存提供了支架。降解cfDNA、抑制PAD4或使用CXCR1/2抑制剂可显著提高PDAC对化疗的敏感性。
免疫治疗抵抗
尽管TANs上PD-L1的高表达暗示了抗PD-1治疗的潜在敏感性，但临床结果仍不理想。术前GVAX联合PD-1阻断和CD137激动剂治疗增加了肿瘤内活化细胞毒性T细胞的浸润，但未实现显著的生存优势，部分原因可能是代偿性中性粒细胞浸润。联合治疗试验数据表明，治疗前TANs的高密度是预后不良的可靠指标。抗PD-1治疗可能诱导CD8+TNFRSF9+T细胞通过表达IFN-γ等配体作用于中性粒细胞受体，诱导中性粒细胞脱颗粒。此过程广泛重塑细胞外基质，形成致密的生物物理屏障，物理排斥后续T细胞浸润，这是PDAC中对PD-1抑制剂获得性抵抗的关键驱动因素。
靶向中性粒细胞的治疗策略
鉴于中性粒细胞在PDAC TME中的深刻调节作用，靶向中性粒细胞及其相关通路已成为前沿研究领域。策略主要分为三类：抑制中性粒细胞生成与招募、调节其功能极化与活性，以及阻断其免疫抑制效应。
抑制中性粒细胞发育与招募
ALK/ROS1抑制剂劳拉替尼可通过多管齐下的机制显著减缓肿瘤进展：抑制骨髓中的中性粒细胞骨髓生成、削弱其向肿瘤部位的后续招募，并中和TANs施加的促增殖信号。鉴于大多数TANs高表达CXCR2，靶向该受体是破坏中性粒细胞介导的免疫抑制的策略性方法。临床前数据显示，CXCR2阻断与抗PD-1疗法联用展现出更优的生存结果。然而，靶向单一轴可能触发代偿性免疫抑制通路，因此双重CCR2/CXCR2阻断已成为更优策略。此外，靶向上游招募驱动因子（如IL-1RAP抗体nadunolimab、TNFR2抑制剂）也显示出治疗潜力。
靶向TAN极化与介导的免疫抑制
将TANs从促肿瘤N2型重编程为抗肿瘤N1型是调节PDAC免疫景观的关键策略。在不可逆电穿孔消融联合抗PD-1疗法的方案中，局部递送TGF-β受体抑制剂纳米颗粒可有效消除浸润中性粒细胞的N2极化，转而促使其向抗肿瘤N1表型转化。TGF-β配体陷阱可重编程癌症相关成纤维细胞和髓系细胞为促炎症状态。尽管临床前结果充满希望，但TGF-β抑制剂（如galunisertib）的临床转化遇到了障碍，表明未来努力须聚焦于精准的患者分层或优化干预时机。相比之下，靶向PD-L1和TGF-βRII的双特异性融合蛋白SHR-1701在一线治疗中显示出显著的抗肿瘤活性。
除TGF-β外，其他代谢和应激相关通路为TAN重编程提供了新靶点。阻断由BHLHE40驱动的TAN亚群上优先表达的免疫检查点分子Nectin2，或抑制内质网应激信号，可缓解T细胞耗竭。靶向NETs（通过DNase I酶解其结构或通过PAD4抑制阻止其生物发生）可有效缓解T细胞抑制。TANs还通过高表达CCL5协调调节性T细胞的募集，因此使用CCL5中和抗体或CCR5拮抗剂可减少调节性T细胞浸润，促进CD8+T细胞功能。此外，N2型TANs高表达精氨酸酶-1，可耗竭局部精氨酸水平，阻碍T细胞代谢活性，将ARG1抑制剂与免疫检查点抑制剂联用显示出恢复CD8+T细胞功能的潜力。
研究现状、挑战与展望
TANs已成为PDAC的核心免疫调节者，具有深刻的功能可塑性和独特的双重作用。在临床中，外周血中性粒细胞与淋巴细胞比值以及瘤内NET密度已成为预后分层和治疗反应预测的可靠生物标志物。尽管有令人信服的临床前证据支持靶向TANs的治疗，但临床转化仍面临重大障碍。ARG1和CXCR2抑制剂的临床评估一致显示出可管理的安全性和耐受性，但其临床疗效仍不尽如人意。这些结果凸显了肿瘤微环境中代谢和趋化因子信号错综复杂的特性。
未来研究必须通过几个关键方向来解决这些转化瓶颈。首先，利用单细胞多组学和空间转录组学来描绘TAN极化的高分辨率动态图谱，对于识别阶段特异性干预窗口和可靶向亚群至关重要。其次，治疗范式应从非特异性中性粒细胞耗竭转向“定向功能重编程”。阻断Nectin2、调节内质网应激信号或靶向代谢检查点等策略，有望在保留宿主先天免疫的同时逆转TANs表型。第三，需要在对患者进行适当分层的基础上，严格临床验证整合新型药物与免疫检查点抑制剂和标准化疗的联合方案。最后，将动态生物标志物整合到常规临床实践中，对于实时治疗指导和结果预测至关重要。
总之，尽管TANs的异质性和髓系代偿机制带来了巨大挑战，但先进分析技术、机制见解和创新治疗策略的汇聚，使TANs成为PDAC中一个关键且可操作的靶点。从中性粒细胞耗竭转向靶向重编程这些可塑性调节者，提供了一个重新定义PDAC治疗格局的范式转变。
