《细胞》:香烟摧毁抗癌前哨!科学家首次发现,香烟烟雾提取物会激活痛觉神经元,抑制抗癌三级淋巴结构形成,削弱抗肿瘤免疫丨科学大发现
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肺癌是全球癌症死亡的头号杀手。
免疫治疗的兴起,让一部分肺癌患者看到了希望。
然而,还有相当多患者对免疫治疗的反应非常有限,背后的原因有待进一步探索。
今天,由英国弗朗西斯·克里克研究所Leanne Li领衔的研究团队,在顶级期刊《细胞》上发表了一项重磅研究成果[1],给出了一个新答案。
他们发现,肺腺癌在进展过程中,会招募并激活一类痛觉神经元,这类神经释放的神经肽CGRP会作用于巨噬细胞,抑制能够产生CXCL13的成纤维细胞激活,最终妨碍有抗癌作用的三级淋巴结构形成,削弱抗肿瘤免疫。
出人意料的是,吸烟竟然也能激活痛觉神经元,以一种不诱导基因突变的方式加速肺癌进展。在暴露于香烟烟雾提取物的小鼠模型中,用药物阻断CGRP信号,再联合免疫治疗,可以显著抑制肿瘤生长,并延长生存时间。

近年来,科学家已经发现神经在肿瘤的发生、发展和转移中发挥重要作用。
例如,早在2019年,科学家就发现胶质瘤细胞会跟神经元互动,促进自身的进展;转移到大脑中的乳腺癌细胞也可以通过与神经元的连接,促进自身的转移。2025年,科学家也发现小细胞肺癌与神经元的互动会促进脑转移;今年2月份,有研究人员发现肺腺癌会主动接入交感神经,促使其向大脑传递错误信号,加强交感神经释放去甲肾上腺素,营造抑制性免疫微环境。
还有研究发现,黑色素瘤细胞会激活痛觉感受神经元,诱导痛觉感受神经元释放神经肽CGRP,导致CD8阳性T细胞进入耗竭状态。不过,在肺癌中,痛觉感受神经元与免疫微环境之间的关系,还有待进一步探索。
一般而言,在正常肺组织中,肺泡区域的神经分布相对稀疏。但研究人员在肺腺癌(LUAD)小鼠模型中发现,随着肿瘤的进展,Nav1.8阳性的痛觉神经元大量出现在肿瘤周围,而在正常的邻近肺组织中几乎不存在。更关键的是,这些痛觉神经元的数量,随肿瘤进展持续增多。
与此同时,这些痛觉神经元释放的神经肽CGRP(降钙素基因相关肽),在荷瘤小鼠的肺组织中,以及在非小细胞肺癌(NSCLC)患者的肿瘤组织中,均显著高于正常对照组织。
这意味着,肺腺癌可能在主动“招募”并激活这些痛觉神经。
为了证明痛觉神经与肺癌进展之间存在因果关系,研究团队开发了一套肺部局部神经调控方法,通过气管内给药,特异性操控肺泡区域的Nav1.8阳性神经元。
局部去除痛觉神经的小鼠,肿瘤负担显著降低;而局部激活痛觉神经的小鼠,肿瘤显著加速生长。此外,系统性使用CGRP受体拮抗剂同样延缓了肿瘤进展。然而,用CGRP处理癌细胞,并不影响其生长。这说明CGRP不是直接作用于癌细胞,而是通过调控肿瘤微环境中的免疫细胞来发挥作用。

那么,CGRP究竟是怎样调控肿瘤免疫微环境的呢?
研究人员发现,去除痛觉神经后,肿瘤周围出现了大量此前几乎不存在的结构——三级淋巴结构(TLS)。TLS是一种免疫器官样结构,是肺腺癌预后良好的重要标志物。
在去神经的荷瘤小鼠中,TLS的数量、大小、成熟度均显著增加,肿瘤内凋亡细胞数量增多。如果用抗CD20、抗CD4或抗CD8抗体,在小鼠体内系统性耗尽重要免疫细胞,CGRP受体拮抗剂的抗肿瘤效果随之消失。
CGRP又是如何压制TLS的呢?
Leanne Li团队发现,痛觉神经元释放的CGRP,主要作用于肿瘤中高表达CGRP受体Ramp1的巨噬细胞,抑制TNFα的表达与分泌;巨噬细胞分泌TNFα的减少,会导致成纤维细胞无法有效产生趋化因子CXCL13;由于CXCL13的释放受损,淋巴细胞无法被有效招募,最终抑制了TLS的形成。
让人吃惊的是,吸烟可能也会激活上述由痛觉神经元调控的促癌通路。
研究人员注意到,在TCGA肺腺癌患者数据库中,CGRP的编码基因是吸烟者与非吸烟者之间表达差异最显著的基因之一。
随后的实验显示,香烟烟雾提取物(CSE)能在体外选择性地激活Nav1.8阳性的痛觉神经元。在小鼠体内,气管内给予CSE显著升高了支气管肺泡灌洗液中的CGRP水平,而这一升高在抑制痛觉神经活性的小鼠中被完全消除。
在肺癌小鼠模型中,CSE暴露促进了肺癌的发生和进展,而抑制痛觉神经活性后,CSE的促肿瘤效果被逆转。重要的是,在4周的CSE暴露中,研究人员并未检测到肿瘤突变负担增加,也没有出现经典的吸烟相关突变特征。这说明,香烟通过激活痛觉神经、驱动神经源性炎症来促进肺癌,是一种独立于基因突变的促癌机制。
总的来说,这项研究成果揭示了肺癌和烟草通过痛觉感受神经调控免疫微环境,促进肺癌进展的机制;让我们对烟草促癌机制有了新认知,也为肺癌的治疗提供了新的潜在联合方案。

参考文献:
[1].Ho Y-H, Bregni G, Stazi M, et al. Nociceptive innervation limits tertiary lymphoid structures to promote lung cancer[J]. Cell, 2026, 189.

本文作者丨BioTalker
