CXCL5+中性粒细胞参与喉癌细胞交互对话以及针对其干预并逆转肿瘤免疫抑制微环境机制的研究

Laryngeal squamous carcinoma (LSC) is one of the most popular tumors in china. The current standard treatment typically involves surgery and comprehensive treatment, while the mortality rate of LSC has not improved substantially (less than 50%).Immunotherapy has been become one of most accepted methods. Recently, tumor associated neutrophils (TANs) were found to be associated with tumor immunological escape. However the molecular mechanism of immunosuppressive activity for TANs has not been concluded. We have previously found that, compared with peripheral blood neutrophils (PBNs), TANs significantly inhibited T cell proliferation and activation. The coordination between Treg and TANs has aggravated immunosuppressive tumor microenvironment. As a result, we hypothesis that we could enhance the anti-tumor immunology through inhibit the immunosuppressive activity of TANs. On the other hand, we investigated the the cross talk and molecular mechanism between CXCL5+ neutrophils and laryngeal squamous carcinoma cells. This will provide new ways for immunotherapy to treat with laryngeal carcinoma.

喉癌是我国常见恶性肿瘤之一，目前临床上主要采取以手术为主的综合治疗，但晚期喉癌五年生存率不足50%。免疫治疗已成为目前临床普遍接受的方法之一。近期研究发现，肿瘤相关中性粒细胞（TANs）可以促进肿瘤细胞免疫逃逸，其机制尚未阐明。我们前期发现：相比于外周血中性粒细胞，喉癌组织中CXCL5+中性粒细胞可以显著抑制CD4/CD8 T细胞的增殖及活化，发挥免疫抑制作用，而TANs和调节性T细胞（Treg）的协同作用又进一步促成了喉癌免疫抑制微环境的形成。鉴于既往研究结果，本项目提出，能否通过干预CXCL5+ TANs的表型分化或其发挥免疫抑制作用的效应分子，从而逆转喉癌局部免疫抑制微环境，增强自体抗肿瘤免疫。针对CXCL5+ TANs和喉癌组织免疫微环境交互对话的深入研究，有利于明确慢性炎症在喉癌发生发展中的作用机制，更有助于免疫治疗在喉癌临床应用的开展，为针对性的免疫治疗提供新的思路和途径。

深入探索肿瘤免疫逃逸机制是喉癌的研究热点。我们前期研究发现，喉癌组织中高表达的CXCL5与喉癌组织中性粒细胞浸润数量呈显著正相关，而中性粒细胞浸润增加与喉癌肿瘤进展相关，因此深入探讨其与喉鳞癌微环境的交互对话及其对喉癌肿瘤免疫逃逸的调控作用机制显得尤为重要。通过免疫组化染色我们发现，喉鳞癌肿瘤组织局部为CD66b+中性粒细胞浸润增加的炎症微环境，肿瘤间质CD66b+中性粒细胞浸润水平与喉鳞癌患者肿瘤分期和不良预后呈显著相关。流式细胞术结果提示喉鳞癌微环境局部浸润CD66b+中性粒细胞（TANs）高表达PD-L1，且TANs表面PD-L1表达水平与发挥肿瘤免疫应答密切相关的T淋巴细胞表面PD-1表达水平呈正相关。通过将外周血中性粒细胞或TANs与T细胞体外共培养，我们发现PD-L1+CD66b+TANs可以显著抑制T细胞的功能，这提示TANs在喉鳞癌肿瘤免疫逃逸中具有重要的调控机制，PD-L1高表达可能是其发挥免疫抑制作用的主要机制之一。喉鳞癌肿瘤微环境高表达的GM-CSF可以重塑、调控CD66b+中性粒细胞PD-L1的表达，从而刺激肿瘤浸润中性粒细胞发挥肿瘤免疫抑制作用。此外，中性粒细胞的寿命较短，而喉鳞癌微环境也可以通过延长中性粒细胞寿命，增加中性粒细胞免疫抑制功能发挥的时间，从而促进局部免疫抑制状态。.通过本项目，我们发现喉鳞癌组织中高表达的GM-CSF调控CD66b+肿瘤浸润中性粒细胞向PD-L1+中性粒细胞亚型分化。此外，我们发现喉鳞癌微环境可以显著延长中性粒细胞的寿命，从而促进喉癌局部免疫抑制状态，这部分发现拟在之后做进一步探讨以完善研究内容。这些研究有望为喉癌临床治疗奠定实验依据和理论基础。