髓源抑制性細胞的研究進展

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髓源抑制性細胞的研究進展

朱曉青，蘇龍，高素君*

(吉林大學(xué)白求恩第一醫(yī)院 腫瘤中心，吉林 長春130021)

免疫抑制是腫瘤患者治療療效差、預(yù)后不理想的重要原因之一。腫瘤免疫抑制不僅與惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)，而且與腫瘤免疫治療療效不佳及治療后復(fù)發(fā)密切相關(guān)。因而改善或逆轉(zhuǎn)免疫抑制對成功治療腫瘤具有十分重要的意義。多種免疫細胞成分，如髓源抑制性細胞(myeloid-derived suppressor cells,MDSCs)、腫瘤相關(guān)巨噬細胞(tumor-associated macrophage,TAM)、調(diào)節(jié)性T細胞(regulatory T cells,Tregs)、腫瘤相關(guān)樹突細胞、肥大細胞、2型NKT細胞等均參與腫瘤免疫抑制[1]。越來越多的證據(jù)提示MDSCs可能是腫瘤免疫抑制形成的基礎(chǔ)：首先，雖然腫瘤患者體內(nèi)可檢測到一種或幾種上述免疫抑制細胞，但多數(shù)患者體內(nèi)可檢測到MDSCs[1]；其次，MDSCs不僅可抑制固有免疫應(yīng)答，而且可抑制適應(yīng)性免疫應(yīng)答；此外，MDSCs可誘導(dǎo)具有免疫抑制功能細胞(TAM與Tregs)的擴增[2]。

1髓源抑制性細胞(MDSCs)

MDSCs是一群髓系來源的處于不同發(fā)育分化階段且具有較強異質(zhì)性的細胞。在腫瘤、感染及慢性炎癥等疾病情況下，MDSCs大量擴增并聚集至病灶局部，發(fā)揮免疫抑制功能，負向調(diào)控免疫應(yīng)答[3,4]。MDSCs來源于骨髓造血祖細胞與未成熟髓細胞(immature myeloid cell,IMC)。在生理情況下，IMC可分化成為巨噬細胞、粒細胞和樹突細胞。但在腫瘤生長及進展過程中，腫瘤細胞分泌的生長因子與趨化因子，如G-CSF、GM-CSF、VEGF等，可促進IMC擴增，阻斷其分化，并進一步募集至外周血、淋巴結(jié)、脾臟及腫瘤局部等部位，形成MDSCs[3,5]。

荷瘤小鼠體內(nèi)的MDSCs定義為共同表達髓系分化抗原Gr1與CD11b(即Gr1+CD11b+細胞)。正常小鼠體內(nèi)Gr1+CD11b+細胞數(shù)量很少，只占脾細胞總數(shù)的1%-5%，但在荷瘤小鼠脾臟內(nèi)Gr1+CD11b+細胞數(shù)可高達80%左右[5]。根據(jù)Ly-6G與Ly-6C表達水平的差異，可將小鼠MDSCs分為兩個亞群：粒細胞樣MDSCs與單核細胞樣MDSCs。粒細胞樣MDSCs表型為CD11b+Ly-6G+Ly-6Clow，單核細胞樣MDSCs表型為CD11b+Ly-6GlowLy-6Chi[3,6]。約70%-80%的MDSCs為粒細胞樣MDSCs，20%~30%為單核細胞樣MDSCs，前者比后者具有更強的免疫抑制效應(yīng)。腫瘤患者體內(nèi)同樣存在MDSCs。目前已有報道多種病理類型的腫瘤患者體內(nèi)可檢測到MDSCs，如腎癌、肺癌、黑色素瘤、肝癌、前列腺癌等，人類不同病理類型腫瘤可能誘導(dǎo)表型不同的MD-

SCs[7-9]。人類MDSCs通常被定義為CD11b+CD33+Lin-HLA-DR-，近期也有研究探索CD66b、CD62L及S100A9等作為人類MDSCs的分子標志[3]。

2MDSCs介導(dǎo)的免疫抑制機制

MDSCs可通過多種途徑抑制抗腫瘤免疫反應(yīng)：MDSCs不僅可抑制天然及獲得性免疫應(yīng)答，而且可誘導(dǎo)具有免疫抑制功能細胞的擴增。

MDSCs抑制T細胞增殖及功能：MDSCs可通過精氨酸酶1(arginase 1,ARG1)及誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)途徑抑制T細胞。L-精氨酸是T細胞增殖及活化必需的氨基酸。MDSCs表達高水平的 ARG1，后者導(dǎo)致腫瘤微環(huán)境中L-精氨酸大量消耗，L-精氨酸缺乏使CD3ζ鏈合成受阻，導(dǎo)致T細胞停滯于G0-G1期[1]。MDSCs表達iNOS水平明顯增加，導(dǎo)致大量NO生成。NO不僅具有明顯的促T細胞凋亡效應(yīng)，而且可通過阻斷轉(zhuǎn)錄因子JAK3、STAT5的磷酸化及活化、抑制MHC II類基因表達等一系列機制抑制T細胞[1]。此外，MDSCs還可通過產(chǎn)生過量活性氧簇與過氧亞硝酸鹽[2,10]、下調(diào)L-選擇素表達[11]及影響半胱氨酸代謝[1]等途徑抑制T細胞的增殖及功能。

MDSCs抑制NK細胞活性及功能：MDSCs可通過膜結(jié)合TGF-β1抑制NK細胞的細胞毒活性、NKG2D表達及IFN-γ產(chǎn)生[12]；MDSCs亦可通過天然細胞毒受體NKp30抑制NK細胞的細胞毒活性及其分泌細胞因子[13]。

MDSCs抑制DC成熟：MDSCs可通過抑制DC攝取抗原、阻止DC遷移等途徑抑制DC成熟[14]。此外，MDSCs分泌的IL-10可抑制DC產(chǎn)生IL-12。

MDSCs誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細胞(Tregs)擴增：有研究表明MDSCs可誘導(dǎo)Tregs擴增。進一步研究證實MDSCs誘導(dǎo)Tregs擴增與IFN-γ、IL-10及TGF-β有關(guān)[15]。

MDSCs促進腫瘤相關(guān)巨噬細胞(TAM)的形成及活化：MDSCs分泌高水平的IL-10可誘導(dǎo)TAM(M2型巨噬細胞)活化，活化的TAM可促進Th 2細胞分化。Th 2細胞不僅可破壞細胞毒性T細胞活性，而且其分泌的IL-4可促進TAM形成及Tregs擴增[15,16]。腫瘤MDSCs介導(dǎo)的免疫抑制見圖1。

此外，已有多項臨床研究表明：在胃癌、骨髓瘤、肺癌、前列腺癌及黑色素瘤等多種惡性腫瘤患者中，MDSCs是患者預(yù)后不良的獨立危險因素之一[17-20]。因此，抑制或逆轉(zhuǎn)MDSCs及其介導(dǎo)的免疫抑制對成功治療惡性腫瘤具有十分重要的意義。

圖1　MDSCs介導(dǎo)的免疫抑制效應(yīng)

3小結(jié)與展望

MDSCs在腫瘤免疫抑制中占據(jù)極為重要的角色，因而如何抑制或逆轉(zhuǎn)MDSCs及其功能對改善或逆轉(zhuǎn)腫瘤免疫抑制具有十分重要的意義。目前已有研究嘗試以MDSCs為靶點的治療策略，如促進MDSCs成熟分化(如維甲酸)、抑制MDSCs的擴增(如STAT3抑制劑)及清除MDSCs(如5-氟尿嘧啶)。但考慮到以下因素：①MDSCs由多種細胞因子誘導(dǎo)產(chǎn)生；②MDSCs是一組異質(zhì)性的細胞群；③MDSCs介導(dǎo)的免疫抑制涉及多種效應(yīng)分子、信號通路及免疫細胞。因此，尋找新的方法以抑制或逆轉(zhuǎn)MDSCs及其介導(dǎo)的免疫抑制仍需進一步研究探索。

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(收稿日期：2015-09-17)

作者簡介：朱曉青(1988-)，女，在讀醫(yī)學(xué)碩士，主要研究領(lǐng)域腫瘤免疫學(xué)、惡性血液病;高素君(1963-)，女，醫(yī)學(xué)博士、教授、主任醫(yī)師、博士生導(dǎo)師，主要研究領(lǐng)域腫瘤免疫學(xué)、惡性血液病。

文章編號：1007-4287(2016)03-0511-02

*通訊作者