【导读】肝转移是结直肠癌患者接受有效免疫治疗的主要障碍。冷冻消融已成为这些患者的重要辅助治疗手段。然而，其对肝转移灶消融后肿瘤微环境的影响尚不明确。
12月9日，中山大学范卫君/邓务国教授研究团队在期刊《Journal of Experimental&Clinical Cancer Research》上发表了研究论文，题为“Cryoablation-induced neutrophil Ca2+ elevation and NET formation exacerbate immune escape in colorectal cancer liver metastasis”，本研究中，研究人员发现，在冷冻消融术后至少14天内，存在一种与中性粒细胞相关的炎症状态。在此期间，中性粒细胞发生了表型变化，从N1型转变为N2型。冷冻消融还会导致中性粒细胞内钙离子浓度显著升高，从而触发PAD4依赖的中性粒细胞外泌体（NETs）的形成，进一步促进免疫逃逸。此外，动物研究表明，通过耗竭或抑制中性粒细胞中的CXCL2-CXCR2信号通路，或降解NETs，可以有效地恢复宿主的抗肿瘤免疫响应。这些发现强调了中性粒细胞及其NETs在冷冻消融后免疫逃逸过程中的关键作用。靶向CXCL2-CXCR2-Ca2+-PAD4轴可增强针对PD-1抗体的治疗效果，为改善伴有肝转移的结直肠癌患者的治疗效果提供了一种潜在策略。
https://jeccr.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13046-024-03244-z#Abs1
关于结直肠癌肝转移和冷冻消融
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结直肠癌是全球第三大最常见的恶性肿瘤，肝脏是主要的转移部位。有证据表明，肝脏转移灶会促进对免疫检查点抑制剂的耐药。现有证据表明，结直肠癌肝转移的免疫微环境具有显著的中性粒细胞浸润特征，这些细胞既具有促肿瘤生长的特性，也具有抗肿瘤特性。研究表明，中性粒细胞亚群的功能异质性是影响结直肠癌肝转移患者免疫治疗效果的关键因素。中性粒细胞曾被认为是一种短命、同质且单维的细胞群，对肿瘤进展和治疗反应的影响微乎其微。然而，随着先进多组学技术的广泛应用，中性粒细胞重新引起了人们的浓厚研究兴趣。最近的单细胞转录组数据表明，就基因表达、转录因子、遗传特征和发育途径而言，中性粒细胞具有异质性。根据对免疫治疗响应的不同影响，中性粒细胞被大致分为N1和N2表型。研究表明，N1中性粒细胞表型与高水平的Fas、TNF-α和ICAM-1表达有关，通常伴有CD8+T细胞和NK细胞的高浸润水平，从而增强抗肿瘤免疫响应。相比之下，N2中性粒细胞的特点是高水平的CXCR4、Arg-1、VEGF和MMP-9表达，其高水平的浸润促进肿瘤进展。研究表明，N2中性粒细胞的高浸润水平是导致NK细胞或CD8+T细胞功能障碍的关键因素之一，最终导致免疫治疗的响应率降低。这些发现表明，中性粒细胞是免疫治疗效果的关键调节因子。
冷冻消融是一种新兴的治疗方法，它能直接杀死肿瘤细胞，同时保留肿瘤抗原，从而刺激抗肿瘤免疫响应。该技术通过冻融循环破坏肿瘤组织，导致细胞死亡。分析显示，冷冻消融对来自结直肠癌的肝转移瘤提供了显著的局部肿瘤控制效果。体外研究表明，冷冻消融与TLR激动剂、PD-1和CTLA-4抗体等免疫疗法联合使用时，可产生协同效应。前期研究发现，冷冻消融与抗PD1疗法联合使用可改善部分肝转移瘤患者的预后，总体应答率从14.7%提高到26.7%。然而，许多患者仍无法从冷冻消融中获益，其潜在原因仍不明确。
减少中性粒细胞或NETs浸润可增强冷冻消融后的抗肿瘤免疫
02
肝转移造成了“免疫荒漠”，给免疫治疗带来了持续的挑战。为了研究中性粒细胞和NETs是否能增强冷冻消融治疗结直肠癌肝转移后的PD-1抗体疗效，研究人员建立了4个荷瘤小鼠队列，荷瘤小鼠来源于MC38细胞系。研究人员使用了两种中性粒细胞耗竭剂和两种nets耗竭剂。这些药物有效地减少了与冷冻消融相关的中性粒细胞或NETs的瘤内浸润。抗cxcr2抗体增加了IFNγ+ CD8+ T细胞和TNFα+ CD8+ T细胞的浸润。
抑制中性粒细胞或NETs浸润可增强冷冻消融后CD8+ T细胞的适应性抗肿瘤免疫
在冷冻消融联合PD-1抗体治疗后，给予抗pad4药物增加了CD8+ T细胞浸润和IFNγ的表达。可是，在此过程中，NK细胞的浸润水平和细胞毒性并没有改善，表明抗pad4联合PD-1抗体主要重塑了冷冻后CD8+ T细胞的适应性免疫应答。
研究结果表明，减少中性粒细胞或NETs浸润重塑了TME，并显著延缓了肿瘤进展。这一发现为对冷冻消融和PD-1抗体治疗不敏感的患者提供了潜在的治疗靶点。
既往研究表明，增强对PD-1抗体的敏感性可触发远隔效应，改善晚期结直肠癌患者的预后。研究人员设计了一个双侧皮下荷瘤小鼠队列研究，以确定去除中性粒细胞是否会触发冷冻消融联合PD-1抗体的远隔效应。
抗ly6g显著抑制了非冷冻消融病灶内NETs的形成，与冷冻消融+抗PD-1组相比，冷冻消融+抗PD-1 +抗ly6g组的肿瘤体积显著缩小。这表明，清除中性粒细胞和抑制NETs形成可能会增强远隔效应。
研究意义
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本研究特别强调CXCL2-CXCR2-Ca2+-PAD4轴影响PD-1抗体治疗效果方面的关键作用。这一发现为改善结直肠癌肝转移治疗带来了希望。
【参考资料】
https://jeccr.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13046-024-03244-z#Abs1
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