髓源抑制性細(xì)胞在多發(fā)性骨髓瘤發(fā)生發(fā)展中的作用機(jī)制研究進(jìn)展

朱玉娣 陳兵

髓源抑制性細(xì)胞(myeloid derived suppressor cells，MDSCs)是一類具有未成熟性、異質(zhì)性、可塑性的細(xì)胞群體，主要由兩大組細(xì)胞組成：粒系髓源抑制性細(xì)胞(G-MDSCs)或多形核髓源抑制性細(xì)胞(PMN-MDSCs)和單核髓源抑制性細(xì)胞(M-MDSCs)。人MDSCs主要存在于血液和腫瘤組織中，對于不同組織類型的腫瘤，MDSCs的作用不同[1]。本文主要就目前多發(fā)性骨髓瘤(MM)中MDSCs的作用機(jī)制以及針對MDSCs的治療策略進(jìn)展作一綜述。

1 MM中MDSCs的免疫機(jī)制——腫瘤發(fā)展

生理狀態(tài)下MDSCs處于靜息狀態(tài)，在癌癥、感染性疾病、自身免疫性疾病等病理狀態(tài)下，MDSCs被激活，在腫瘤組織、骨髓、脾臟、淋巴結(jié)以及血液中富集，通過直接接觸和釋放細(xì)胞因子等發(fā)揮免疫抑制作用。MDSCs主要通過抑制效應(yīng)T細(xì)胞、抗原提呈細(xì)胞等抑制先天性免疫及獲得性免疫，下面詳細(xì)介紹其作用機(jī)制。

1.1 抑制T細(xì)胞功能

1.1.1 精氨酸酶-1(Arg-1)和一氧化氮合成酶(iNOS)：L-精氨酸(L-Arg)通過誘導(dǎo)型iNOS 和Arg-1 在巨噬細(xì)胞中分解代謝，而MDSCs高表達(dá)Arg-1和iNOS，從而使骨髓微環(huán)境中的L-Arg分解增強(qiáng)。L-Arg缺乏可通過多種機(jī)制抑制T細(xì)胞功能，如降低T細(xì)胞增殖所需的肌動(dòng)蛋白的恢復(fù)、選擇性地抑制細(xì)胞周期蛋白D3和細(xì)胞周期素依賴性激酶4(CDK4)的表達(dá)、降低T細(xì)胞受體CD3(TCR-CD3)ζ鏈的生成。另外，L-Arg的代謝產(chǎn)物之一一氧化氮(NO)也可通過不同的機(jī)制抑制T細(xì)胞功能。早在1998年就有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，NO可以通過激活鳥苷酸環(huán)化酶,從而減少蛋白酪氨酸激酶3(JAK3)和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子(STAT)5上酪氨酸殘基的磷酸化來誘導(dǎo)T細(xì)胞失能。

1.1.2 活性氧(ROS)：MDSCs免疫抑制的另一個(gè)特點(diǎn)是ROS的累積，主要以過氧化氫(H2O2)的形式存在。目前有許多研究報(bào)道，來自荷瘤小鼠和癌癥病人的MDSCs產(chǎn)生了大量的ROS。在病理狀態(tài)下，高水平的ROS可廣泛抑制T淋巴細(xì)胞遷移，幫助癌細(xì)胞存活或延長慢性感染，其主要分子機(jī)制是通過Src激酶使磷酸肌醇3激酶(PI3K)信號負(fù)調(diào)控因子[含有SH2結(jié)構(gòu)的5，肌醇磷酸酶-1(SHIP-1)]磷酸化，從而抑制T細(xì)胞遷移[2]。

1.1.3 過氧亞硝酸鹽：腫瘤微環(huán)境中，NO和超氧陰離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成的過氧亞硝酸鹽，是體內(nèi)最強(qiáng)的氧化劑之一。MDSCs誘導(dǎo)產(chǎn)生的過氧亞硝酸鹽可以使T細(xì)胞受體或主要組織相容性抗原亞硝基化，進(jìn)而損傷抗原表達(dá)以及CD8+T細(xì)胞識別抗原。此外，過氧亞硝酸鹽還可以抑制T細(xì)胞向腫瘤的趨化，促進(jìn)T細(xì)胞凋亡[3]。

1.1.4 其他：細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤免疫和免疫監(jiān)視取決于腫瘤引流淋巴結(jié)或腫瘤微環(huán)境中原始淋巴細(xì)胞的活化，這些過程涉及淋巴細(xì)胞從血液和淋巴管中的外滲及其向淋巴結(jié)和腫瘤部位的歸巢。血源性MDSCs可以誘導(dǎo)CD4+T細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞和脾臟B細(xì)胞黏附分子L-選擇素的下調(diào)，從而降低淋巴結(jié)內(nèi)CD8+T細(xì)胞的歸巢和抗原依賴性活化[4]。

1.2 募集調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs) Tregs可通過細(xì)胞間的接觸和促進(jìn)抗炎細(xì)胞因子如IL-10和轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)的產(chǎn)生來抑制腫瘤特異性CD8+T細(xì)胞和CD4+T細(xì)胞的功能[5]。MDSCs與Tregs之間CD40/CD40配體(CD40L)的相互作用導(dǎo)致Tregs的克隆性擴(kuò)增，并誘導(dǎo)幼稚T輔助細(xì)胞轉(zhuǎn)化為Tregs。此外，腫瘤浸潤的M-MDSCs分泌的C-C趨化因子受體5(CCR5)可以招募大量的Tregs，揭示了一種新的MDSCs的抑制作用[6]。

1.3 抑制先天性免疫 MDSCs不僅可以抑制獲得性免疫，對先天性免疫也有負(fù)向調(diào)控作用。MDSCs可以通過T細(xì)胞表面受體(TCR4)增加IL-10的分泌，進(jìn)而下調(diào)巨噬細(xì)胞IL-12的分泌，促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M2型巨噬細(xì)胞分化，而M2型巨噬細(xì)胞具有促腫瘤作用。此外，MDSCs可以拮抗自然殺傷(NK)細(xì)胞Fc受體(FcR)介導(dǎo)的殺傷功能和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，該機(jī)制可能是通過其產(chǎn)生的NO介導(dǎo)的[7]。

2 MM中MDSCs的非免疫機(jī)制——腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移

MDSCs不僅可以抑制免疫反應(yīng)，還可以通過非免疫途徑促進(jìn)腫瘤進(jìn)展。

2.1 促進(jìn)血管生成 MM衍生的PMN-MDSCs通過表達(dá)和上調(diào)多種血管生成相關(guān)因子促進(jìn)血管生成，且體內(nèi)血管生成減少與PMN-MDSCs水平降低有關(guān)[8]。Bv 8又稱為前動(dòng)力蛋白2，是髓系細(xì)胞動(dòng)員和髓系細(xì)胞依賴性腫瘤血管生成的重要介導(dǎo)因子。有研究發(fā)現(xiàn)，CD11b+Gr1+髓系細(xì)胞可能通過G-CSF—STAT3—Bv8軸促進(jìn)血管生成，但該結(jié)果仍需要更多的研究來進(jìn)一步確定[9]。

2.2 促進(jìn)破骨細(xì)胞生成 研究證明，體內(nèi)外MDSCs均可分化為成熟的破骨細(xì)胞，用唑來膦酸(Za)治療MM致敏小鼠，能降低MDSCs分化為破骨細(xì)胞的能力。這為MDSCs促進(jìn)MM的發(fā)展、增加腫瘤負(fù)擔(dān)和骨吸收提供了證據(jù)[10]。

3 針對MDSCs作用機(jī)制的治療策略

學(xué)者們越來越認(rèn)識到免疫抑制在促進(jìn)腫瘤的發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用，并可能導(dǎo)致免疫治療的失敗。事實(shí)上，成功的免疫治療策略需要消除體內(nèi)的抑制因子。MDSCs是MM和其他病理狀態(tài)下的主要免疫抑制因子之一，而硼替佐米等MM主要治療藥物無法針對MDSCs，因此學(xué)者們目前正在探索針對免疫抑制因子的治療方法，并期待這方面的新藥和新治療方法的問世。

3.1 清除MDSCs 在病理狀態(tài)下，某些化療藥物可直接清除MDSCs，明顯改善免疫治療的抗腫瘤反應(yīng)。地西他濱不僅能抑制MM細(xì)胞的增殖，還可破壞MM微環(huán)境中的M-MDSCs，從而增強(qiáng)T細(xì)胞的免疫應(yīng)答[11]。另外有研究發(fā)現(xiàn)，胡桃酮可以通過抑制IL-1β進(jìn)而下調(diào)MDSCs的累積以及減少CD8+T細(xì)胞分泌干擾素-γ(IFN-γ)[12]。既往還有許多研究發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)藥物如順鉑、5-氟尿嘧啶、6-硫鳥嘌呤以及熱休克蛋白(HSP)90抑制劑也可通過減少M(fèi)DSCs細(xì)胞來改善免疫抑制微環(huán)境。

3.2 促進(jìn)MDSCs成熟分化 正常生理狀態(tài)下，MDSCs可以分化為成熟的髓系細(xì)胞(巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞或粒細(xì)胞)從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的死亡。既往有大量研究證明，全反式維甲酸、維生素D可以誘導(dǎo)未成熟髓系細(xì)胞成熟。有些學(xué)者發(fā)現(xiàn)，組蛋白去乙?；敢种苿┛梢越档湍[瘤微環(huán)境中M-MDSCs轉(zhuǎn)化為G-MDSCs的能力并誘導(dǎo)其向巨噬細(xì)胞或樹突狀細(xì)胞分化，因此可選擇性靶向這些免疫細(xì)胞，為MM的治療提供新的機(jī)會(huì)[13]。Lee等[14]提出，toll樣受體(TLR)激動(dòng)劑雷喹莫特與TLR7、TLR8結(jié)合，可誘導(dǎo)MDSCs分化為巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞，揭示雷喹莫特可通過減少M(fèi)DSCs來改善腫瘤免疫治療的效果。

3.3 抑制MDSCs的負(fù)調(diào)控作用 Mao等[15]發(fā)現(xiàn)前列腺素E2(PGE2)可以誘導(dǎo)MDSCs抑制NK細(xì)胞功能，其機(jī)制主要是通過EP2/4受體和p38 MAPK/ERK通路激活髓系細(xì)胞產(chǎn)生TGF-β，因此聯(lián)合靶向環(huán)氧合酶-2(COX-2)和過繼性NK細(xì)胞治療MM可以取得良好的療效。Tai等[16]研究發(fā)現(xiàn)，西地那非通過下調(diào)Arg-1、IL-4Ra和ROS的表達(dá)，降低G-MDSC功能，使NK細(xì)胞具有抗腫瘤細(xì)胞毒性，從而降低MM復(fù)發(fā)率。

3.4 減少M(fèi)DSCs的增殖及聚集 基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP-9)裂解的骨橋蛋白生成OPN-32kda片段可以促進(jìn)MDSCs的擴(kuò)增，這可能有助于腫瘤免疫逃逸，而用單克隆抗體和抑制劑(TIMP-1)抑制MMP-9的作用可以抑制體內(nèi)MDSCs的擴(kuò)增[17]。另外有研究發(fā)現(xiàn)，抑制STAT3后，MDSCs的凋亡信號通路被激活，表現(xiàn)為促凋亡蛋白Bax基因表達(dá)上調(diào)、抗凋亡蛋白Bcl-2基因表達(dá)下調(diào)。并且隨著下游p38 MAPK通路的激活，促生存標(biāo)志物磷酸化細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(pErk)和磷酸化蛋白激酶B(pAkt)水平下降，促凋亡標(biāo)志物Fas水平增加[18]。目前已有一些STAT3活化抑制劑，如肽類、小分子抑制劑和鉑類藥物被用于減少M(fèi)DSCs的增殖。

4 結(jié)語

隨著新藥時(shí)代的到來，尤其是免疫治療的興起，MM病人的預(yù)后較之前明顯提高。但由于MM病人免疫功能失調(diào)，大多數(shù)病人對免疫治療的反應(yīng)及持續(xù)時(shí)間達(dá)不到預(yù)期。在MM微環(huán)境中，MDSCs是其重要組成部分，通過對此類細(xì)胞的深入了解與研究，可以找到更多更可靠的靶點(diǎn)，為MM病人的治療提供新的有效的治療策略。