近年来，以靶向PD-1/PD-L1/CTLA-4等分子为代表的免疫检查点阻断（ICB）疗法在肿瘤治疗领域中取得了革命性进展。许多原先已病入膏肓的患者奇迹般地逃脱死神的魔爪，甚至能够数年无癌。然而，ICB疗法并非万能。有相当比例的肿瘤患者对此没有应答，长期获益比例更低。现有免疫治疗之所以受到严重阻碍，免疫抑制性的肿瘤微环境是重要原因。科学家们发现，在肿瘤免疫微环境中，存在大量抑制免疫的髓系细胞群体。病理性激活的中性粒细胞，也被称为多形核髓系来源的抑制细胞（Polymorphonuclear myeloid derived suppressor cells, 简称PMN-MDSCs）是免疫抑制微环境的重要组成细胞，具有强烈抑制淋巴细胞杀伤的作用，通过多种途径参与肿瘤进展。寻找针对PMN-MDSCs的特异性靶点来调控肿瘤免疫微环境，便成为了当前免疫治疗的一大焦点和挑战。
图片来源：123RF
2023年9月6日，复旦大学罗敏/卢智刚/高海团队和中国科学院分子细胞科学卓越创新中心赵允团队合作在顶尖学术期刊《自然》在线发表研究文章，报告了在PMN-MDSCs上特异性高表达的一种肿瘤免疫抑制受体——CD300ld，为肿瘤免疫治疗提供了一个全新的理想候选靶点。这项研究指出，CD300ld功能高度保守，是调控PMN-MDSCs募集及免疫抑制功能的关键受体。靶向CD300ld能够通过抑制PMN-MDSCs的募集和功能，重塑肿瘤免疫微环境，从而产生广谱抗肿瘤效果。
中性粒细胞在天然免疫中发挥重要作用，但由于中性粒细胞本身半衰期短且成熟后无法继续增殖的特性，过去人们对此类细胞所知甚少，远不及对其他先天性和适应性免疫细胞的了解。随着近年来技术的进步，中性粒细胞在生理及病理状态下的复杂性和异质性开始为人所知，其在癌症中扮演的角色也越来越受到关注。诸多临床证据也表明，中性粒细胞深度参与肿瘤进展，并与患者预后显著相关。因此，探究中性粒细胞在肿瘤进展中的作用、寻找针对这群细胞的特异性靶点具有十分重要的临床意义。聚焦这一科学问题，论文研究作者首先以髓系细胞偏向表达的系列膜蛋白为对象，利用小鼠肿瘤模型进行CRISPR-Cas9体内筛选。结果发现，缺失CD300ld的免疫细胞在肿瘤中缺失最为显著，提示表达CD300ld的细胞可能促进肿瘤发展。
▲在肿瘤小鼠模型中进行体内 CRISPR-Cas9 筛选的结果提示，CD300ld有助于肿瘤进展（图片来源：参考资料[1]）
CD300ld在中性粒细胞中特异性高表达，而在荷瘤之后表达显著上调。而构建CD300ld敲除小鼠的研究进一步证实，CD300ld缺失显著抑制多种继发性及原发性肿瘤模型的发展；同时，CD300ld敲除对小鼠的正常发育以及免疫系统发育无显著影响。通过骨髓移植、构建多种条件性敲除小鼠、以及清除体内PMN-MDSCs等多种手段，结果证实CD300ld通过PMN-MDSCs调控肿瘤发展。因此，CD300ld作为中性粒细胞/PMN-MDSCs表面标志物，是PMN-MDSCs促进肿瘤发展的关键功能受体。
接下来，为研究CD300ld调控肿瘤免疫的机制，研究作者分析了CD300ld缺失对肿瘤微环境的影响。他们发现，这会导致PMN-MDSCs在肿瘤中的募集大幅降低，同时伴随CD8+ T细胞浸润显著上升。单细胞转录组分析的结果还显示，大部分促肿瘤细胞群体在比例及抑制免疫信号通路上明显下调，而抗肿瘤细胞群体在比例及相应信号通路上则显著上升。这些结果表明，CD300ld缺失能够重塑肿瘤免疫微环境，将其由免疫抑制状态转为免疫活化状态。这也进一步体现出PMN-MDSCs在肿瘤免疫微环境建立上的关键作用。研究人员强调，PMN-MDSCs的两个特性是其促进肿瘤进展的关键因素：一是向肿瘤募集的能力，二是高度抑制免疫效应细胞的能力。而CD300ld同时调控PMN-MDSCs的这两种功能。CD300ld缺失时，PMN-MDSCs表现出迁移能力变弱、向肿瘤中募集的能力变弱；同时，其抑制T细胞增殖的能力也显著下降。进一步分析表明，S100A8/A9是CD300ld下游的关键效应分子。CD300ld通过激活STAT3，上调S100A8/A9的表达，形成CD300ld-STAT3-S100A8/A9轴，从而调控PMN-MDSCs的募集与免疫抑制功能。
▲CD300ld通过STAT3-S100A8/A9轴同时调控PMN-MDSCs的募集及其T细胞抑制功能，从而促进免疫抑制微环境的建立和肿瘤的进展（图片来源：研究作者提供）
随后，研究作者探究了在肿瘤形成之后再去阻断CD300ld是否仍具有抗肿瘤效果。结果令人欣喜：在肿瘤已建成后，利用药物条件性敲除CD300ld，仍然能够显著抑制肿瘤发展；进一步通过注射CD300ld胞外区蛋白来竞争性抑制CD300ld，也能够显著抑制各种继发性和原发性肿瘤的进展。不仅如此，阻断CD300ld与PD-1抗体联合治疗，能产生更好的协同效果。为进一步研究人CD300ld的同功性，研究者分析了TCGA数据库以及多例不同类型肿瘤的患者样本。结果显示，CD300ld也在人中性粒细胞/PMN-MDSCs上特异性高表达；同时在多种癌种中，CD300LD的表达显著高于癌旁以及正常组织，并与中性粒细胞的浸润以及病人预后显著相关。研究作者构建了一批CD300LD人源化小鼠，进一步证明人鼠CD300ld功能同源，竞争性抑制人CD300LD也呈现出显著抗肿瘤效果。综上所述，该项研究发现了PMN-MDSCs表面的关键功能受体CD300ld，在肿瘤免疫抑制中发挥重要作用。阻断CD300ld，体现出很好的抗肿瘤治疗潜力，并与现有ICB治疗能够产生协同效应。
中国科学院分子细胞科学卓越创新中心博士后王超雄、复旦大学生物医学研究院/附属儿科医院博士后郑曦晨、复旦大学生物医学研究院/附属第五人民医院研究助理张金兰为本文共同第一作者。复旦大学生物医学研究院/附属儿科医院罗敏研究员、中国科学院分子细胞科学卓越创新中心赵允研究员、复旦大学生物医学研究院/附属第五人民医院卢智刚研究员、复旦大学生物医学研究院/附属徐汇中心医院高海研究员为该论文共同通讯作者。该研究在国家自然科学基金委、科技部、中科院、上海市及复旦大学的资助下完成。
复旦大学生物医学研究院/附属儿科医院罗敏实验室招聘博士后
复旦大学罗敏课题组依托复旦大学生物医学研究院和附属儿科医院，致力于细胞质膜上受体配体相互作用，从事肿瘤免疫治疗（包括实体瘤和白血病）、病毒宿主相互作用等方面研究。课题组拟招聘博士后若干（肿瘤、病毒、生信等方向优先考虑），长期欢迎志同道合、热爱科研的朋友加入。
参考资料：
[1] Chaoxiong Wang et al., (2023) CD300ld on neutrophils is required for tumour-driven immune suppression. Nature Doi: https://doi.org/10.1038/s41586-023-06511-9
本文来自药明康德内容微信团队，欢迎转发到朋友圈，谢绝转载到其他平台。如有开设白名单需求，请在“学术经纬”公众号主页回复“转载”获取转载须知。其他合作需求，请联系wuxi_media@wuxiapptec.com。
免责声明：药明康德内容团队专注介绍全球生物医药健康研究进展。本文仅作信息交流之目的，文中观点不代表药明康德立场，亦不代表药明康德支持或反对文中观点。本文也不是治疗方案推荐。如需获得治疗方案指导，请前往正规医院就诊。