中醫(yī)藥調(diào)控髓源性抑制細(xì)胞的研究進(jìn)展

孫士鵬 安 成 劉貴建

髓源性抑制細(xì)胞(myeloid-derivedsuppressor cells，MDSC)是骨髓和脾臟中的骨髓生成途徑產(chǎn)生的一組具有高度免疫抑制活性的不成熟異質(zhì)性骨髓細(xì)胞[1]。MDSC廣泛參與到各種生理及病理性過程，在自身免疫性疾病、細(xì)菌感染、病毒感染等疾病的發(fā)生、發(fā)展過程中起到重要作用。MDSCs 通過多種機(jī)制發(fā)揮免疫抑制作用，包括活性氧(ROS)、免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞因子(如IL-10)、環(huán)氧合酶-2(COX2)、精氨酸酶-1(Arg1)、吲哚胺-2,3-雙加氧酶(IDO)以及消耗T細(xì)胞活化必需的物質(zhì)等[2]。MDSCs可以抑制急性炎癥，但在慢性疾病中也能抑制宿主組織的免疫防御，從而損害組織內(nèi)穩(wěn)態(tài)?！饵S帝內(nèi)經(jīng)》提出：“陰勝則陽病，陽勝則陰病；陽勝則熱，陰勝則寒”。中醫(yī)認(rèn)為陰陽失調(diào)導(dǎo)致疾病的主要原因，免疫系統(tǒng)及其功能的陰陽屬性與免疫功能及其病理變化密切相關(guān)，近年來研究發(fā)現(xiàn)，多種中藥及其活性成分能夠調(diào)控MDSC的表達(dá)，在機(jī)體免疫調(diào)節(jié)中起到重要作用。因而，通過對(duì)MDSC及其相關(guān)功能的分析以及中醫(yī)藥對(duì)其調(diào)控的研究有助于揭示中醫(yī)藥治療疾病的理論內(nèi)涵，本文就相關(guān)研究進(jìn)展做一綜述。

一、MDSC及其生物學(xué)功能

1.MDSC的特征性標(biāo)志物及異質(zhì)性分類:MDSC是一群異質(zhì)性的骨髓細(xì)胞，雖然MDSC有其特征性的標(biāo)志物，但是其異質(zhì)性主要源于其表面標(biāo)志物的復(fù)雜表達(dá)模式和所處的位置。例如，小鼠MDSC特征性表達(dá)Gr-1 (Ly6G/Ly6C)和CD11b(Mac-1)，但是其異質(zhì)性則根據(jù)Ly6G 和Ly6C的表達(dá)差異分為單核樣MDSC(CD11b+Ly6Glow/_Ly6C+)和粒細(xì)胞樣MDSC(CD11b+Ly6G+Ly6Clow)。在人體，MDSC的特征性標(biāo)志物為CD11b+CD33+HLA-DR-，并且不表達(dá)譜系特異性CD3、CD56和CD19。其異質(zhì)性則根據(jù)CD14和CD15的表達(dá)差異分為單核細(xì)胞樣MDSC(M-MDSC，CD11b+CD33+HLA-DR-CD14+CD15-)、多形核樣或稱粒細(xì)胞樣MDSC(PMN/Gr-MDSC，CD11b+CD33+HLA-DR-CD14-CD15+)，以及早期MDSC(early-stage MDSC, eMDSC，CD14-HLA-DR-CD33+CD15-)[3]。PMN-MDSC和M-MDSC存在部分的功能重疊，但是這兩群細(xì)胞在表型和形態(tài)上顯著不同，并且各自具有獨(dú)特的生理功能。

2.MDSC的生成、募集和活化:MDSC的生成主要是由骨髓和脾臟中的骨髓生成途徑產(chǎn)生。在感染、應(yīng)激和癌癥等病理?xiàng)l件下，外周炎性疾病刺激了集落刺激因子(CSF)、腫瘤壞死因子(TNF-α)、趨化因子的分泌，在骨髓中引發(fā)了緊急的骨髓生成(也稱為需求適應(yīng)性骨髓生成)，同時(shí)還能增加未成熟的髓系祖細(xì)胞和MDSC遷移到外周免疫位點(diǎn)(特別是脾臟)進(jìn)行髓外骨髓生成[4]。隨后，MDSC釋放到血液中，并被募集到受損的組織中受到相關(guān)炎性因子刺激后增殖和活化。MDSC的生成和募集調(diào)節(jié)較為復(fù)雜，Condamine等[5]提出雙信號(hào)模型來解釋復(fù)雜的MDSC募集及調(diào)節(jié)過程。雙信號(hào)模型認(rèn)為第一信號(hào)為促進(jìn)MDSC的擴(kuò)增和募集，主要由慢性炎癥產(chǎn)生的細(xì)胞因子(如IL-6)、生長(zhǎng)因子(如粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞-結(jié)腸刺激GM-CSF、巨噬細(xì)胞CSF、粒細(xì)胞CSF)介導(dǎo)，促進(jìn)未成熟髓細(xì)胞(immature myeloidcells，IMC)的擴(kuò)增并且通過轉(zhuǎn)錄激活子3(Stat3)和轉(zhuǎn)錄激活子5(Stat5)信號(hào)通路驅(qū)動(dòng)MDSC的擴(kuò)增；第二信號(hào)則為促進(jìn)MDSC的活化，主要由促炎細(xì)胞因子IFN-γ、IL-1β、HMGB1、Toll樣受體等介導(dǎo)，通過包括STAT1和NF-κB 信號(hào)通路激活MDSC發(fā)揮免疫抑制機(jī)能。

3.MDSC的生理功能：MDSC主要生理功能是通過抑制CD4+和CD8+T細(xì)胞的活化、誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)增殖、阻斷NK細(xì)胞的細(xì)胞毒性、阻斷T淋巴細(xì)胞歸巢所必需的L-選擇素(CD62L)在表達(dá)以及通過上調(diào)IL-10和下調(diào)IL-12的產(chǎn)生來抑制T細(xì)胞活化和與巨噬細(xì)胞相互作用而減弱免疫功能[6,7]。ARG-1是精氨酸循環(huán)(尿素循環(huán))的關(guān)鍵酶，能夠催化L-精氨酸為尿素和L-鳥氨酸；一氧化氮合成酶(iNOS)則能將L-精氨酸氧化為L(zhǎng)-瓜氨酸和NO。L-精氨酸是T細(xì)胞活化和分化所必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，MDSC通過產(chǎn)生ARG-1、iNOS消耗L-精氨酸，L-精氨酸缺乏可導(dǎo)致T細(xì)胞受體(TCR)CD3ζ鏈合成受阻和TCR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)障礙，從而抑制T細(xì)胞增殖[8]。此外，半胱氨酸也是T細(xì)胞活化的必需氨基酸，MDSC的大量擴(kuò)增亦可拮抗T細(xì)胞對(duì)微環(huán)境中半胱氨酸和胱氨酸的攝取，抑制T細(xì)胞活化[9]。PMN-MDSCs和Mo-MDSC兩群細(xì)胞在表型和形態(tài)上顯著不同，生理功能也存在顯著差異。PMN-MDSCs主要通過抗原特異性途徑產(chǎn)生活性氧(ROS)來抑制抗原特異性T細(xì)胞反應(yīng)。Mo-MDSC主要通過誘導(dǎo)性iNOS產(chǎn)生大量的NO、ARG-1和免疫抑制性細(xì)胞因子(如IL-10)來抑制抗原特異性和非特異性T細(xì)胞[10]。NO的半衰期比ROS的半衰期長(zhǎng)，因而M-MDSC被認(rèn)為比 Gr-MDSC更具抑制性，并且M-MDSC不需要直接的細(xì)胞間接觸來維持其抑制功能[11]。

二、中醫(yī)藥調(diào)控髓源性抑制細(xì)胞的研究進(jìn)展

最初MDSC的研究主要聚焦在腫瘤免疫領(lǐng)域，隨著研究的深入，MDSC被發(fā)現(xiàn)在病毒感染、細(xì)菌感染、寄生蟲感染、創(chuàng)傷性應(yīng)激和器官移植后的狀態(tài)等多種疾病中發(fā)揮重要作用[12,13]。近年來，中醫(yī)藥對(duì)MDSC調(diào)控也成為研究的熱點(diǎn)，中藥聯(lián)合西藥治療疾病還可發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)。

1.復(fù)方中藥對(duì)MDSC的調(diào)控研究:陽和湯出自清代王洪緒的《外科癥治全生集》，具有溫陽補(bǔ)血，散寒通滯之功效，主要用于治療“陰疽”，是溫陽法的代表方劑?，F(xiàn)代多用于腫瘤、慢性骨髓炎、骨膜炎、慢性淋巴結(jié)炎、痛經(jīng)等證屬陽虛寒凝者。研究發(fā)現(xiàn)，陽和湯能夠通過抑制MDSC的生成和激活發(fā)揮抗腫瘤作用，其機(jī)制為通過下調(diào)VEGF、PGE2、IL-6、TGF-β等細(xì)胞因子的表達(dá),從而使STAT3信號(hào)通路失活，同時(shí)也能下調(diào)MDSC下游產(chǎn)物iNOS、ARG-1、ROS的表達(dá),使MDSC失去免疫抑制功能[14]。

疏肝健脾方能夠通過改善抑郁狀態(tài),抑制免疫抑制細(xì)胞MDSC的激活和擴(kuò)增,提高T細(xì)胞亞群的表達(dá)和免疫監(jiān)視作用。單純應(yīng)用扶正解郁方(黃芪、三七、郁金、八月札)能夠抑制MDSC細(xì)胞的增殖，降低IL-6和NO水平，減緩CD8+細(xì)胞凋亡。扶正解郁方配合化療(鹽酸吉西他濱)可明顯提高單純應(yīng)用化療的抑瘤率并延長(zhǎng)生存期,對(duì)相關(guān)腫瘤具有一定抑制作用,該處方扶正作用的內(nèi)涵可能在于調(diào)控腫瘤的炎性內(nèi)環(huán)境[15]。

中藥八寶丹是福建著名中成藥，國(guó)家中藥保護(hù)品種。目前公布的6種組成藥物，都是中醫(yī)的珍稀品種，包括天然牛黃、天然麝香、蛇膽、三七、珍珠粉等成分，在緩解腫瘤疼痛的同時(shí)，還有一定的抗腫瘤作用[16]。通過對(duì)C26荷瘤小鼠血液、脾臟及骨髓中MDSC的研究發(fā)現(xiàn)，吉西他濱和八寶丹都可以抑制腫瘤的生長(zhǎng)，抑瘤率分別為51.21%和30.43%。吉西他濱組脾和外周血中MDSC細(xì)胞比例都明顯下降，與模型組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但它對(duì)骨髓內(nèi)的MDSC卻沒有明顯影響。八寶丹組小鼠的外周血、脾和骨髓中的MDSC均比模型組低，結(jié)果提示八寶丹抑制MDSC細(xì)胞增殖，可能是其可能改善腫瘤免疫抑制腫瘤細(xì)胞增殖的機(jī)制之一[17]。

益氣健脾化瘀方對(duì)腫瘤有一定的抑制作用,且與5-FU聯(lián)合使用能更好地抑制皮下移植瘤的生長(zhǎng),并改善化療后機(jī)體的免疫狀態(tài), 與5-FU組比較,聯(lián)合治療組PMN-MDSC和 M-MDSC水平均顯著下降，同時(shí)iNOS,Arg-1 mRNA表達(dá)也均下降。其機(jī)制可能與MDSCs的水平降低及T細(xì)胞、巨噬細(xì)胞的水平增加有關(guān)[18]。

雙參顆粒(西洋參、冬蟲夏草及三七)具有抑制肺轉(zhuǎn)移的臨床療效,可有效減少肺轉(zhuǎn)移前微環(huán)境中MDSCs的含量及降低腫瘤細(xì)胞分泌的部分肺轉(zhuǎn)移前微環(huán)境特異性腫瘤源性細(xì)胞因子。 魏華民[19]研究發(fā)現(xiàn)雙參顆?？赏ㄟ^降低肺轉(zhuǎn)移前微環(huán)境中s1pr1-stat3信號(hào)通路的激活程度及降低MDSCs在肺臟轉(zhuǎn)移前微環(huán)境中的聚集，減少轉(zhuǎn)移前微環(huán)境標(biāo)志物Version、Fibronectin、Lox、MMP9的表達(dá)水平，進(jìn)而逆轉(zhuǎn)肺轉(zhuǎn)移前微環(huán)境，減少腫瘤細(xì)胞肺轉(zhuǎn)移。

2.中藥單體及提取物對(duì)MDSC的調(diào)控研究:白藜蘆醇是一種生物學(xué)活性多樣的多酚類化合物，具有減輕炎癥、治療感染、延緩衰老、抗腫瘤等功效[20]。通過小鼠Lewis 肺癌移植瘤模型發(fā)現(xiàn)，用白藜蘆醇和PBS分別灌胃處理后，白藜蘆醇可通過誘導(dǎo)G-MDSCs的凋亡和M-MDSCs的分化來延緩Lewis 荷瘤小鼠腫瘤生長(zhǎng)[21]。

黃芪多糖為豆科植物蒙古黃芪或膜莢黃芪的提取物，由己糖醛酸、葡萄糖、果糖、鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖醛酸和葡萄糖醛酸等組成。研究發(fā)現(xiàn)黃芪多糖能夠調(diào)控多種免疫反應(yīng)，包括增強(qiáng)單核-吞噬細(xì)胞的吞噬功能、誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞產(chǎn)生TNF-α、GM-CSF并提高NO生成量、促進(jìn)DC成熟以及增強(qiáng)宿主的體液免疫等。通過對(duì)潰瘍性結(jié)腸炎模型小鼠干預(yù)前后的研究發(fā)現(xiàn)，黃芪多糖干預(yù)后，小鼠骨髓中、脾臟中、外周血中MDSC細(xì)胞的表達(dá)均明顯下降，表明黃芪多糖對(duì)MDSC細(xì)胞有明顯的抑制作用。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，黃芪多糖聯(lián)合TP (紫杉醇+順鉑)方案組與單純TP治療組比較，聯(lián)合治療組可顯著降低免疫抑制細(xì)胞Treg和MDSC的比例，改善術(shù)前宮頸癌患者近期療效，改善生活質(zhì)量，降低骨髓抑制并減輕不良反應(yīng)。

鹿茸具有調(diào)節(jié)免疫、調(diào)節(jié)血糖、緩解骨質(zhì)疏松、緩解疲勞、抗腫瘤、抗炎癥、抗菌、抗病毒、抗氧化、補(bǔ)血、止痛等方面良好的藥理特性。鹿茸血提取物能下調(diào)健康小鼠外周血總T細(xì)胞，減弱細(xì)胞免疫，上調(diào)B細(xì)胞比例，增強(qiáng)體液免疫，并且能夠增加荷瘤小鼠輔助性T細(xì)胞、毒性T細(xì)胞、總T細(xì)胞以及總B細(xì)胞比例，并降低MDSC比例，抑制移植瘤的生長(zhǎng)速度。

三、展 望

MDSC的主要功能為通過抑制T細(xì)胞活化、促進(jìn)Treg的增殖以及與巨噬細(xì)胞相互作用而減弱或抑制機(jī)體的免疫反應(yīng)。近年來中醫(yī)藥調(diào)控MDSC的研究依然聚焦在中藥抗腫瘤領(lǐng)域。中醫(yī)對(duì)腫瘤的基本病機(jī)概括為本虛標(biāo)實(shí)，本虛為陽虛、氣虛等，標(biāo)實(shí)為血瘀、痰凝、氣郁等?！饵S帝內(nèi)經(jīng)》指出，“陰陽者，天地之道也，萬物之綱紀(jì)，變化之父母，生殺之本始，神明之府也，治病必求于本”。唐容川《血證論》提出，“人之一身,不外陰陽。而陰陽二字，即是水火。水火二字，即是氣血。水即化氣，火即化血”，又提出“氣為血之帥，血隨之而運(yùn)行”?！毒霸廊珪芬舱f，“人有陰陽，即為血?dú)?。陽主氣，故氣全則神旺；陰主血，故血盛而形強(qiáng)。人生所賴,維斯而已”。因而，根據(jù)中醫(yī)陰陽理論，治療本虛應(yīng)改用溫陽補(bǔ)虛的方法。通過對(duì)已報(bào)道的中醫(yī)藥調(diào)控MDSC治療腫瘤的研究進(jìn)行總結(jié)，不難發(fā)現(xiàn)常用的藥物有黃芪、西洋參、人參、鹿茸等。唐容川在《本草問答》里提出，“蓋得天水之氣而生者，入氣分，人參、黃芪最顯者也”。 無獨(dú)有偶，通過本文的總結(jié)可以看到腫瘤常用的藥物則為西洋參和黃芪或其提取物黃芪多糖。這些中藥及其活性成分能夠調(diào)控MDSC的表達(dá)，在機(jī)體免疫調(diào)節(jié)、改變腫瘤微環(huán)境等中起到重要作用。

從細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)角度，深度揭示中醫(yī)藥對(duì)MDSC的表達(dá)調(diào)控以及后續(xù)MDSC對(duì)機(jī)體免疫狀態(tài)的調(diào)控能夠從一個(gè)側(cè)面揭示中醫(yī)藥“溫陽補(bǔ)虛”治療腫瘤等疾病發(fā)揮藥效的理論內(nèi)涵，為中醫(yī)藥現(xiàn)代化研究提供新思路。研究還發(fā)現(xiàn)，中醫(yī)藥調(diào)控MDSC的研究雖然已有進(jìn)展，但是仍有以下不足:①相關(guān)研究及報(bào)道依然很少，通過知網(wǎng)等數(shù)據(jù)庫(kù)查到的文獻(xiàn)不足20篇;②研究對(duì)象多為小鼠，小鼠模型固然對(duì)醫(yī)學(xué)研究有重大提示意義，但是中醫(yī)藥對(duì)人類疾病的治療作用還應(yīng)該以人類疾病為主要研究對(duì)象。筆者期望在國(guó)家和地方法律法規(guī)及倫理學(xué)的允許下，揭示更多的針對(duì)人類疾病的中醫(yī)藥作用機(jī)制，進(jìn)而有助于更好地發(fā)揮中醫(yī)藥治療疾病的優(yōu)勢(shì)。