《免疫》：最毒乳腺癌“套牢”T细胞，把抗癌免疫主力挡在肿瘤之外！

在《细胞》子刊《免疫》（Immunity）上，加拿大麦吉尔大学团队就发表了一项三阴性乳腺癌领域（TNBC）的最新“战报”，首次揭示TNBC的又一种狡猾高招：TNBC分泌的细胞因子Chi3l1可招募中性粒细胞进入肿瘤微环境，并形成中性粒细胞胞外陷阱（NETs），导致CD8+T细胞被拦阻在肿瘤间质中，无法浸润到肿瘤部位杀伤癌细胞[1]，这招着实毒辣啊。

论文核心内容总结

TNBC可以说是当前治疗难度最大、患者预后最差的一类乳腺癌，这与其非常不利的免疫微环境高度相关，虽说PD-1/L1抑制剂联合化疗的方案已取得了一定进展，但从我国学者提出的“复旦分型”[2]来看，只有一小部分TNBC属于较适合使用免疫治疗的类型，大多数TNBC肿瘤中仍缺少充分的免疫细胞浸润，“免疫沙漠”名副其实。

而麦吉尔大学William Muller教授团队在2019年提出的另一种TNBC分型法，则是从空间组学角度指出一部分TNBC之所以成为免疫“冷肿瘤”，是因CD8+T细胞发生了所谓“间质限制”（stromal restriction），它们被阻隔在肿瘤间质、无法实质性接触癌细胞[3]，幕后黑手则可能是转录因子STAT3，William Muller教授团队此前就发现它会促进TNBC增殖和转移[4]。

因而在本次研究中，William Muller教授团队首先对比了STAT3敲除模型小鼠和野生型小鼠的转录组，寻找STAT3介导TNBC免疫抑制的下游机制，而表达差异最大的基因（下调）中就有Chi3l1，它全称为壳多糖酶3样蛋白1，既往研究显示，Chi3l1可能参与了肿瘤微环境中巨噬细胞向M2型的极化，并促进黑色素瘤等癌种的远处转移[5-6]，足以成为怀疑对象。

外部数据库资料则显示，Chi3l1最多见于基底型乳腺癌，这类乳腺癌恰好大多是TNBC，且主要由增生性的上皮细胞分泌，这部分细胞可就是“半步癌变”了。免疫荧光染色也证实，Chi3l1在空间组学TNBC分型的“间质限制”型肿瘤中表达最多，还与STAT3的激活状态、CD8+T细胞浸润受限均呈正相关，那怀疑对象就该变成犯罪嫌疑人了。

Chi3l1表达水平高度依赖于STAT3的激活

研究者们以CRISPR技术敲除Chi3l1，即可极大地延缓乳腺癌模型小鼠肿瘤的发生和肿瘤进展：一般情况下只需45天就会形成的肿瘤，在Chi3l1缺失小鼠身上要到130天时才会成型，这种延缓作用就是免疫系统见效的表现，因为敲除Chi3l1会使肿瘤内浸润的CD8+/CD4+T细胞数量显著增多，且激活状态更好，巨噬细胞也向有利免疫应答的M1型极化了。

敲除Chi3l1可极大地延缓乳腺癌模型小鼠肿瘤的发生和肿瘤进展

换句话说，Chi3l1是STAT3介导TNBC免疫抑制时的关键帮凶，有它就没有免疫细胞浸润，而且抑制Chi3l1能与PD-1抑制剂形成协同增效，那就必须剖析Chi3l1是如何逞凶的了。空间组学分析初步显示，Chi3l1仅会限制T细胞而不影响其它类型免疫细胞对肿瘤的浸润，但这并不意味着Chi3l1只会直接作用于T细胞，不然它也是双拳难敌N手。

在敏锐地注意到敲除Chi3l1会使中性粒细胞总数减少、中性粒细胞炎性溶解（NETosis）变少后，研究者们通过细胞实验确定Chi3l1有募集中性粒细胞的功能，而且TNBC等癌种中的CD8+T细胞周围往往就有中性粒细胞存在，它们很可能是导致T细胞浸润受限的关键。

用单抗清除掉中性粒细胞后，Chi3l1促进乳腺癌形成的作用就被狠狠“腰斩”，而肿瘤微环境中的T细胞总数虽未明显改变，但突破间质成功浸润到肿瘤中的CD8+/CD4+T细胞明显增多，成为成功抑癌的关键；进一步实验还证实，中性粒细胞并未通过释放蛋白酶抑制T细胞的募集，它们就是在Chi3l1的调控下，“自杀性”形成NETs来阻止T细胞的浸润。

Chi3l1调控中性粒细胞“自杀性”形成NETs，阻止T细胞向肿瘤浸润

虽说本次研究没有明确中性粒细胞表面与Chi3l1结合的具体受体，但研究者们认为直接以Chi3l1为治疗靶标就够了，毕竟它不仅会阻碍T细胞向肿瘤浸润，还会通过调控PD-L1表达水平限制抗肿瘤免疫应答[7]，可以说是作恶多端。靶向它再配合现有免疫治疗，说不定就能攻破一系列免疫抑制性极其显著的实体瘤呢。

参考文献：

[1]Taifour T, Attalla S S, Zuo D, et al. The tumor-derived cytokine Chi3l1 induces neutrophil extracellular traps that promote T cell exclusion in triple-negative breast cancer[J]. Immunity, 2023.

[2]Jiang Y Z, Ma D, Suo C, et al. Genomic and transcriptomic landscape of triple-negative breast cancers: subtypes and treatment strategies[J]. Cancer Cell, 2019, 35(3): 428-440. e5.

[3]Gruosso T, Gigoux M, Manem V S K, et al. Spatially distinct tumor immune microenvironments stratify triple-negative breast cancers[J]. The Journal of Clinical Investigation, 2019, 129(4): 1785-1800.

[4]Jones L M, Broz M L, Ranger J J, et al. STAT3 establishes an immunosuppressive microenvironment during the early stages of breast carcinogenesis to promote tumor growth and metastasis[J]. Cancer Research, 2016, 76(6): 1416-1428.

[5]Kim E G, Kim M N, Hong J Y, et al. Chitinase 3-like 1 contributes to food allergy via M2 macrophage polarization[J]. Allergy, Asthma & Immunology Research, 2020, 12(6): 1012.

[6]Ma B, Kamle S, Akosman B, et al. CHI3L1 enhances melanoma lung metastasis via regulation of T cell co-stimulators and CTLA-4/B7 axis[J]. Frontiers in Immunology, 2022, 13: 1056397.

[7]Ma B, Akosman B, Kamle S, et al. CHI3L1 regulates PD-L1 and anti-CHI3L1-PD-1 antibody elicits synergistic antitumor responses[J]. The Journal of Clinical Investigation, 2021, 131(21): e137750.