2023年9月6日，MK体育平台生物醫學研究院羅敏/盧智剛/高海合作團隊和中國科學院分子細胞科學卓越創新中心趙允團隊合作在 Nature雜誌在線發表題為CD300ld on neutrophils is required for tumour-driven immune suppression的研究文章。該研究發現一個全新的、功能高度保守的腫瘤免疫抑製受體CD300ld。CD300ld在PMN-MDSCs上特異性高表達，是調控PMN-MDSCs募集及免疫抑製功能的關鍵受體。靶向CD300ld能夠通過抑製 PMN-MDSCs的募集和功能，重塑腫瘤免疫微環境，從而產生廣譜抗腫瘤效果。CD300ld靶點顯示出很好的安全性、保守性，抗腫瘤有效性、及與PD1 靶點的協同性，有望成為腫瘤免疫治療新的理想靶點。
以PD-1/PD-L1/CTLA-4等分子為代表的免疫檢查點阻斷（ICB）療法是近年來在腫瘤治療領域中的革命性進展。然而，現有ICB在不同腫瘤病人當中的效果差異很大，相當比例的患者無應答，長期獲益比例更低。腫瘤免疫微環境含有大量抑製免疫的髓系細胞群體，在腫瘤發展和治療耐受中發揮關鍵作用，是現有免疫治療的嚴重阻礙。
病理性激活的中性粒細胞（也被稱為多形核髓系來源的抑製細胞：Polymorphonuclear myeloid derived suppressor cells, PMN-MDSCs）是免疫抑製微環境的重要組成細胞。與正常的中性粒細胞不同，PMN-MDSCs具有強烈抑製淋巴細胞殺傷的作用，通過多種途徑參與腫瘤進展。尋找針對PMN-MDSCs的特異性靶點來調控腫瘤免疫微環境是當前免疫治療的焦點和挑戰。
作為機體的第一道防線，中性粒細胞在天然免疫中發揮著重要作用，但由於中性粒細胞本身半衰期短且成熟後無法繼續增殖的特性，對於此類細胞研究落後於其他先天性和適應性免疫細胞。隨著近年來技術的進步，中性粒細胞在生理及病理狀態下的復雜性和異質性開始被人們所理解，其在癌症中扮演的角色也越來越受到大家的關註。諸多的臨床證據也表明了中性粒細胞深度參與腫瘤進展，並與病人預後顯著相關，因此探究中性粒細胞在腫瘤進展中的作用、尋找針對這群細胞的特異性靶點具有十分重要的臨床意義。
聚焦這一科學問題，本文研究人員首先以髓系細胞偏向表達的系列膜蛋白為對象，利用小鼠腫瘤模型進行CRISPR-Cas9體內篩選，發現缺失CD300ld的免疫細胞在腫瘤中缺失最為顯著，提示表達CD300ld的細胞可能促進腫瘤發展。CD300ld在中性粒細胞中特異性高表達、並在荷瘤之後表達顯著上調。隨後研究者構建CD300ld敲除小鼠，證實CD300ld缺失顯著抑製多種繼發性及原發性腫瘤模型的發展；同時CD300ld敲除對小鼠的正常發育以及免疫系統發育無顯著影響。通過骨髓移植、構建多種條件性敲除小鼠、以及清除體內PMN-MDSCs等多種手段，結果證實CD300ld通過PMN-MDSCs調控腫瘤發展。因此，CD300ld作為中性粒細胞/PMN-MDSCs表面標誌物，是PMN-MDSCs促進腫瘤發展的關鍵功能受體。
為研究CD300ld調控腫瘤免疫的機製，研究者首先分析CD300ld缺失對腫瘤微環境的影響。CD300ld缺失導致PMN-MDSCs在腫瘤中的募集大幅降低，同時伴隨CD8+ T細胞浸潤顯著上升。單細胞轉錄組分析顯示，大部分促腫瘤細胞群體在比例及抑製免疫信號通路上明顯下調，而抗腫瘤細胞群體在比例及相應信號通路上則顯著上升。因此，CD300ld缺失能夠重塑腫瘤免疫微環境，將其由免疫抑製狀態轉為免疫活化狀態。這也進一步體現出PMN-MDSCs在腫瘤免疫微環境建立上的關鍵作用。
PMN-MDSCs的兩個特性是其促進腫瘤進展的關鍵因素：向腫瘤募集的能力、和高度抑製免疫效應細胞的能力。CD300ld同時調控PMN-MDSCs的這兩種功能。CD300ld缺失的PMN-MDSCs表現出更弱的遷移能力和向腫瘤中募集的能力；同時，其抑製T細胞增殖的能力也顯著下降。進一步分析表明，S100A8/A9是CD300ld下遊的關鍵效應分子。CD300ld通過激活STAT3，上調S100A8/A9的表達，形成CD300ld-STAT3-S100A8/A9軸，從而調控PMN-MDSCs的募集與免疫抑製功能。
隨後研究者探究在腫瘤形成之後再去阻斷CD300ld是否仍具有抗腫瘤效果。結果顯示，在腫瘤已建成後，利用藥物條件性敲除CD300ld仍然能夠顯著抑製腫瘤發展；研究者進一步通過註射CD300ld胞外區蛋白來競爭性抑製CD300ld，也能夠顯著抑製各種繼發性和原發性腫瘤的進展。阻斷CD300ld與PD-1抗體產生更好的聯合治療效果。因此，阻斷CD300ld體現出很好的抗腫瘤治療潛力，並與現有ICB治療能夠產生顯著協同。
為進一步研究人CD300ld的同功性，研究者分析了TCGA數據庫以及多例不同類型腫瘤的病人樣本。結果顯示，CD300ld也在人中性粒細胞/PMN-MDSCs上特異性高表達；同時在多種癌種中，CD300LD的表達顯著高於癌旁以及正常組織，並與中性粒細胞的浸潤以及病人預後顯著相關。研究者隨後構建CD300LD人源化小鼠，進一步證明人鼠CD300ld功能同源，競爭性抑製人CD300LD也呈現出顯著抗腫瘤效果。
綜上所述，該項研究發現了PMN-MDSCs表面的關鍵功能受體CD300ld，在腫瘤免疫抑製中發揮重要作用。CD300ld通過STAT3-S100A8/A9軸同時調控PMN-MDSCs的募集及其T細胞抑製功能，從而促進免疫抑製微環境的建立和腫瘤的進展。阻斷CD300ld通過減少PMN-MDSCs的募集並降低其免疫抑製功能，重塑免疫微環境由免疫抑製狀態轉為活化狀態，從而產生廣譜抗腫瘤效果。
中國科學院分子細胞科學卓越創新中心博士後王超雄、MK体育平台生物醫學研究院/附屬兒科醫院博士後鄭曦晨、MK体育平台生物醫學研究院/附屬第五人民醫院研究助理張金蘭為本文共同第一作者。MK体育平台生物醫學研究院/附屬兒科醫院羅敏研究員、中國科學院分子細胞科學卓越創新中心趙允研究員、MK体育平台生物醫學研究院/附屬第五人民醫院盧智剛研究員、MK体育平台生物醫學研究院/附屬徐匯中心醫院高海研究員為該論文共同通訊作者。
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-023-06511-9
