梁春艷，邢海洲，姜中興

(鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院 血液科，河南 鄭州 450052)

髓源性抑制細(xì)胞(myeloid-derived suppressor cells，MDSCs)是來源于骨髓的具有強(qiáng)大免疫抑制作用的細(xì)胞，正常情況下分化為巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞(dendritic cells，DCs)和中性粒細(xì)胞[1]。正常情況下人體內(nèi)MDSCs數(shù)量極少，但是在病理狀態(tài)下，特別是體內(nèi)腫瘤細(xì)胞存在時，腫瘤細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子可以促進(jìn)MDSCs的生成，抑制MDSCs的正常分化，導(dǎo)致MDSCs在體內(nèi)累積[2]。MDSCs可以抑制T細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞(natural killer，NK)和B細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答，促進(jìn)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cells，Tregs)、腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(tumor-associated macrophages，TAMs)的生成，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞發(fā)生免疫逃逸，促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展[3]。免疫抑制功能是MDSCs的特點，本文主要從MDSCs與免疫細(xì)胞的相互作用以及MDSCs靶向治療方面進(jìn)行闡述。

1 MDSCs的分類

人MDSCs根據(jù)形態(tài)學(xué)和表型特征主要由單核型MDSCs(monocytic MDSCs，M-MDSCs)、多形核MDSCs(polymorphonuclear MDSCs，PMN-MDSCs)和早期MDSCs (early-MDSCs，e-MDSCs)組成。M-MDSCs表型為CD11b+CD33+CD14+CD15-HLA-DR-/low； PMN-MDSCs表型為CD11b+CD33+HLA-DR-/lowCD14-CD15+；e-MDSCs由未成熟的MDSC祖細(xì)胞組成，表型為HLA-DR-CD33+Lin-(CD3-CD14-CD15-CD19-CD56-)[4]。人MDSCs主要存在骨髓、外周血和腫瘤組織內(nèi)。M-MDSCs的形態(tài)與單核細(xì)胞相似，主要通過人主要組織相容性復(fù)合體(major histocompatibility complex，MHC)Ⅱ類分子HLA-DR的表達(dá)情況區(qū)分；PMN-MDSCs的形態(tài)與中性粒細(xì)胞相似，通過血凝素樣氧化低密度脂蛋白受體-1(lectin-like oxidized low density lipoprotein receptor-1，LOX-1)的表達(dá)區(qū)分[5]。根據(jù)多色免疫熒光染色技術(shù)，可以進(jìn)一步將MDSCs分成6種亞型：MDSCs1 (CD14+IL-4Rα+)、MDSCs2(CD15+IL-4Rα+)、MDSCs3(Lin-HLA-DR-CD33+)、MDSCs4(CD14+HLA-DRlow/-)、MDSCs5 (CD11b+CD14-CD15+)和 MDSCs6(CD15+FSClowSSChigh)[6]。MDSCs發(fā)揮抑制作用的機(jī)制存在一定差異。M-MDSCs高表達(dá)誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase，iNOS)，通過活化信號傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子1信號通路產(chǎn)生大量一氧化氮(nitric oxide，NO)[7]。PMN-MDSCs可以產(chǎn)生大量的活性氧(reactive oxygen species，ROS)，通過活化轉(zhuǎn)錄激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3，STAT3)信號通路發(fā)揮抑制免疫作用[8]。兩種亞群均過表達(dá)精氨酸酶1(arginase 1，Arg1)，通過降低微環(huán)境中的精氨酸水平，抑制T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答[9]?？偟膩碚f，M-MDSCs和PMN-MDSCs均具有免疫抑制作用。

2 MDSCs的功能

2.1 抑制T細(xì)胞活性MDSCs雖然可以作用于不同的免疫細(xì)胞，但主要的靶細(xì)胞是T細(xì)胞。MDSCs通過多種機(jī)制抑制T細(xì)胞的增殖和活性。氨基酸是T細(xì)胞增殖和活化必需的營養(yǎng)物質(zhì)，MDSCs通過調(diào)控氨基酸的代謝來影響T細(xì)胞的活化。精氨酸是T細(xì)胞受體(T cell receptor，TCR)ξ鏈的重要組成部分。MDSCs通過分泌Arg1和iNOS將精氨酸分解為尿素和鳥氨酸或者分解為NO和瓜氨酸，MDSCs競爭性消耗微環(huán)境中精氨酸后，不僅導(dǎo)致T細(xì)胞表面TCR ξ鏈和CD3表達(dá)下調(diào)，T細(xì)胞無法識別抗原，而且抑制細(xì)胞周期蛋白D3和細(xì)胞周期依賴性激酶4的表達(dá)，導(dǎo)致T細(xì)胞停留在G0/G1期，最終影響T細(xì)胞介導(dǎo)免疫應(yīng)答[10]。T細(xì)胞自身不能合成半胱氨酸，只能利用環(huán)境中的半胱氨酸[11]。MDSCs利用轉(zhuǎn)運體溶質(zhì)載體家族7成員11攝取微環(huán)境半胱氨酸，通過降低微環(huán)境中半胱氨酸的水平來抑制T細(xì)胞的活化，促進(jìn)T細(xì)胞凋亡[12]。色氨酸也是T細(xì)胞增殖所需的重要營養(yǎng)物質(zhì)。MDSCs過表達(dá)吲哚胺2，3-雙加氧酶(indoleamine 2，3-dioxygenase，IDO)通過白細(xì)胞介素-6(interleukin-6，IL-6)依賴的方式活化STAT3信號通路將色氨酸轉(zhuǎn)化為犬尿酸，導(dǎo)致T細(xì)胞停留在G0期，抑制T細(xì)胞的增殖[13]。MDSCs可以產(chǎn)生大量的ROS和活性氮(reactive nitrogen species，RNS)，通過抑制Janus激酶3(Janus kinase，JAK3)/轉(zhuǎn)錄激活因子5(signal transducer and activator of transcription 5，STAT5)信號通路的活化，導(dǎo)致MHC-Ⅱ類分子表達(dá)的下調(diào)，引起T細(xì)胞凋亡[14]。腫瘤細(xì)胞通過分泌轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)、IL-6和白細(xì)胞介素-10(interleukin-10，IL-10)等細(xì)胞因子誘導(dǎo)MDSCs產(chǎn)生ROS，促進(jìn)T細(xì)胞表達(dá)Fas配體(Fas ligand，F(xiàn)asL)，導(dǎo)致活化T細(xì)胞凋亡[15]。MDSCs通過與未成熟T細(xì)胞表面L-選擇素相互作用可以抑制T細(xì)胞的激活，同時抑制T細(xì)胞向周圍淋巴結(jié)遷移[16]。免疫檢查點可以負(fù)向調(diào)控T細(xì)胞的激活。缺氧誘導(dǎo)因子1-α誘導(dǎo)MDSCs表面程序性死亡配體-1(programmed death ligand-1，PD-L1)的表達(dá)，通過與T細(xì)胞表面程序性死亡因子-1(programmed death-1，PD-1)結(jié)合誘導(dǎo)T細(xì)胞凋亡[17]。MDSCs通過表達(dá)T細(xì)胞活化的免疫球蛋白可變區(qū)抑制因子(V-domain Ig suppressor of T cell activation，VISTA)，參與CD8+T細(xì)胞的負(fù)調(diào)控[18]。MDSCs通過產(chǎn)生IL-6抑制腫瘤抗原特異性效應(yīng)輔助性T細(xì)胞1(T-helper 1，Th1)的產(chǎn)生[19]。此外，MDSCs的代謝物丙酮酸可誘導(dǎo)T細(xì)胞失活[20]。

2.2 抑制NK細(xì)胞活性MDSCs可以抑制NK細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用。MDSCs通過分泌TGF-β下調(diào)NK細(xì)胞表面NK活化型受體NKG2D的表達(dá)，抑制NK細(xì)胞產(chǎn)生干擾素γ(interferon-gamma，IFN-γ)，抑制NK細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用[21]。MDSCs產(chǎn)生的白細(xì)胞介素-23(interleukin-23，IL-23)可有效抑制NK細(xì)胞活性，阻斷NK細(xì)胞表面IL-23受體后IFN-γ的分泌量明顯增加[22]。MDSCs分泌的IL-6、IL-10可以抑制NK細(xì)胞和NKT細(xì)胞的活化和增殖[21]。應(yīng)用抑制劑SX-682處理MDSCs后，NK細(xì)胞的抗腫瘤活性明顯增高[23]。MDSCs以iNOS依賴方式產(chǎn)生NO，NO以非接觸方式抑制NK細(xì)胞Fc受體介導(dǎo)的免疫作用，包括細(xì)胞因子的產(chǎn)生、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和抗體依賴的細(xì)胞毒作用[24]。

2.3 抑制DCs活性在腫瘤微環(huán)境中，活化的缺氧誘導(dǎo)因子1-α刺激MDSCs表達(dá)血管內(nèi)皮生長因子，抑制DCs的分化[24]。MDSCs分泌的IL-10可以抑制DCs的活化，抑制DCs產(chǎn)生IL-12，抑制DCs介導(dǎo)的T細(xì)胞活化，從而導(dǎo)致減弱DCs介導(dǎo)的免疫應(yīng)答[25]。MDSCs通過劑量依賴的方式抑制DCs的成熟和DCs的抗原提呈作用[26]。MDSCs通過STAT3信號通路激活鈣結(jié)合蛋白S100A8/A9的表達(dá)，阻止MDSCs向DCs的分化，導(dǎo)致MDSCs數(shù)目的增加[8]。MDSCs通過活化STAT3信號通路誘導(dǎo)NADPH氧化酶2的表達(dá)，產(chǎn)生大量ROS，導(dǎo)致DCs的分化受阻[25]。

2.4 抑制B細(xì)胞活性MDSCs可以抑制B細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答。白細(xì)胞介素-7(interleukin-7，IL-7)以及下游的STAT5信號通路在B細(xì)胞的發(fā)育和分化中具有關(guān)鍵作用，但在腫瘤細(xì)胞生長過程中這些信號通路往往失活[27]。Gr-1抗體作用于MDSCs后，血清IgG和IL-7水平恢復(fù)正常，TGF-β1水平下降，提示MDSCs抑制B細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答[27]。MDSCs以TNF受體2 (TNF receptor 2，TNFR2)依賴的方式促進(jìn)IgA+B細(xì)胞表達(dá)PD-L1和IL-10，促進(jìn)B細(xì)胞的凋亡[28]。MDSCs通過接觸依賴方式抑制B細(xì)胞表面L-選擇素的表達(dá)，阻止B細(xì)胞向遠(yuǎn)處淋巴結(jié)遷移[29]。MDSCs以T細(xì)胞依賴或非依賴方式抑制IL-4和脂多糖介導(dǎo)的B細(xì)胞增殖[30]。MDSCs通過分泌IL-10、TGF-β可以誘導(dǎo)調(diào)節(jié)B細(xì)胞(regulatory B cells，Bregs)的分化[30]。與Tregs類似，Bregs也通過誘導(dǎo)T細(xì)胞凋亡的方式抑制T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答[31]。MDSCs不僅誘導(dǎo)Bregs高表達(dá)PD-L1，而且促進(jìn)Bregs產(chǎn)生IL-10和IgA，促進(jìn)T細(xì)胞凋亡[30]。

2.5 誘導(dǎo)Tregs產(chǎn)生與MDSCs相似，Tregs同樣促進(jìn)腫瘤細(xì)胞發(fā)生免疫逃逸，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖和侵襲轉(zhuǎn)移。MDSCs通過釋放細(xì)胞因子或者通過細(xì)胞間接觸的方式促進(jìn)CD4+T細(xì)胞向Tregs分化，促進(jìn)Tregs的增殖[32]。CD40/CD40L在誘導(dǎo)Tregs中起關(guān)鍵作用，MDSCs表面CD40與Tregs表面CD40L相互作用后，促進(jìn)Tregs發(fā)揮免疫抑制功能，CD40缺陷小鼠的M-MDSCs不能促進(jìn)Tregs細(xì)胞的增殖[33]。此外，MDSCs通過TGF-β1依賴方式促進(jìn)Tregs的生成[34]。MDSCs過表達(dá)IDO促進(jìn)Tregs向腫瘤部位和淋巴結(jié)遷移[35]。

2.6 活化TAMs和Th17細(xì)胞MDSCs參與TAMs和Th17細(xì)胞的活化。MDSCs促進(jìn)M1巨噬細(xì)胞向M2/TAMs轉(zhuǎn)化[36]。M1巨噬細(xì)胞與MDSCs相互作用后，IL-12的產(chǎn)生減少，IL-10的分泌增加[37]。缺氧環(huán)境導(dǎo)致MDSCs中STAT3信號通路失活，促進(jìn)M-MDSCs向TAMs分化[38]。產(chǎn)生白細(xì)胞介素-17(interleukin-17，IL-17)的Th17細(xì)胞可以抑制T細(xì)胞的抗腫瘤作用[39]。MDSCs通過產(chǎn)生細(xì)胞因子，如白細(xì)胞介素-1β(interleukin-1β，IL-1β)、IL-6、IL-23、TGF-β等誘導(dǎo)T細(xì)胞表達(dá)iNOS，促進(jìn)Th17細(xì)胞的分化增殖[40]。

3 MDSCs的靶向治療

3.1 抑制MDSCs的功能通過抑制MDSCs的功能抑制MDSCs介導(dǎo)的免疫抑制作用，抑制腫瘤細(xì)胞的生長。STAT3介導(dǎo)的信號通路在MDSCs增殖和活化中具有重要作用。應(yīng)用特異性STAT3小分子抑制劑或STAT3靶向siRNA可以阻斷STAT3的激活，降低MDSCs中Arg1的表達(dá)，抑制MDSCs的免疫活性[41]。前列腺素E2(prostaglandin E2，PGE2)可以誘導(dǎo)MDSCs產(chǎn)生Arg1和iNOS。環(huán)氧合酶-2(cyclooxygenase-2，COX-2)是PGE2的上游分子信號，負(fù)向調(diào)控PGE2的生成[42]。乙酰水楊酸、塞來昔布以及shRNA通過抑制COX-2的表達(dá)，抑制MDSCs的功能，從而增加腫瘤部位細(xì)胞毒性T細(xì)胞的數(shù)量[43]。

3.2 減少MDSCs數(shù)量最直接的MDSCs靶向治療策略是清除體內(nèi)MDSCs。小劑量化療藥物吉西他濱、5-氟尿嘧啶、紫杉醇和順鉑均影響MDSCs的增殖[44]。吉西他濱是MDSCs的選擇性抑制劑，可減少Tregs、PMN-MDSCs的數(shù)量，促進(jìn)效應(yīng)T細(xì)胞的增殖和活化[43]。5-氟尿嘧啶能夠誘導(dǎo)MDSCs兩種亞群的凋亡，但對T細(xì)胞、NK細(xì)胞、DCs、B細(xì)胞的功能無明顯影響[45]。紫杉醇可以將MDSCs極化為M1型巨噬細(xì)胞，通過減少MDSCs數(shù)量來實現(xiàn)抗腫瘤作用[46]。CD33在人類MDSCs上高表達(dá)，特別是M-MDSCs，因此CD33可以作為MDSCs的治療靶點。CD33單克隆抗體吉妥珠單抗，能夠有效地消除循環(huán)中MDSCs[47]。

3.3 抑制MDSCs遷移阻斷MDSCs對趨化因子的反應(yīng)可以阻止MDSCs向腫瘤微環(huán)境的遷移，減少腫瘤微環(huán)境和外周血中MDSCs的數(shù)量[3]。趨化因子拮抗劑可以有效阻止MDSCs的遷移，特別是阻止PMN-MDSCs向腫瘤部位的遷移[48]。CXCR2是MDSCs表面趨化因子受體，CXCR2抑制劑SX-682、SB225002能夠有效阻斷CXCR2/CXCLs通路，減少腫瘤微環(huán)境中MDSCs的浸潤，提高細(xì)胞毒性T細(xì)胞的殺傷功能[49]。靶向CCR5配體可以抑制MDSCs和Tregs向腫瘤微環(huán)境的遷移，但不影響效應(yīng)T細(xì)胞遷移至腫瘤微環(huán)境中[50]。CXCR4拮抗劑AMD3100可以減少MDSCs和Tregs的數(shù)量，同時促進(jìn)M2向M1巨噬細(xì)胞極化[51]。此外，集落刺激因子1受體(colony stimulating factor 1 receptor，CSF-1R)抑制劑RG7155和PLX647可阻斷CSF-1R信號通路，導(dǎo)致MDSCs數(shù)量減少[52]。

3.4 誘導(dǎo)MDSCs分化誘導(dǎo)MDSCs分化為具有促炎表型的細(xì)胞，如單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和DCs，可以減少循環(huán)中MDSCs的數(shù)量。全反式維甲酸(all-trans retinoic acid，ATRA)是維生素A的代謝中間體，主要用于急性早幼粒細(xì)胞白血病的治療。ATRA可誘導(dǎo)MDSCs分化為DCs和巨噬細(xì)胞，減少MDSCs的數(shù)量。ATRA激活細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶1/2(extracellular regulated protein kinases 1/2，ERK1/2)，通過上調(diào)MDSCs中谷胱甘肽合成酶的表達(dá)，誘導(dǎo)谷胱甘肽的產(chǎn)生，中和MDSCs生成的ROS，抑制MDSCs免疫活性[53]。維生素D3可以促進(jìn)MDSCs的分化。腫瘤微環(huán)境中MDSCs高表達(dá)維生素D受體，應(yīng)用維生素D3活化形式1α，25-二羥基維生素D3后，MDSCs對T細(xì)胞的抑制能力減弱，此外，1α，25-二羥基維生素D3可消除IL-6誘導(dǎo)的MDSCs的增殖[54]。

4 結(jié)語

MDSCs在腫瘤發(fā)生過程中具有促進(jìn)作用，MDSCs主要通過抑制T細(xì)胞、B細(xì)胞、NK等細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答，為腫瘤細(xì)胞的生長提供舒適的微環(huán)境，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移。但是目前對于MDSCs的研究仍然不夠充分，如何區(qū)分MDSCs與髓系細(xì)胞仍存在爭議，也許高通量測序技術(shù)能夠更好地識別MDSCs的表型。靶向MDSCs治療方法能有效地減少腫瘤組織和周圍器官中MDSCs的數(shù)量。未來，靶向MDSCs與免疫治療相結(jié)合可能成為癌癥治療的主要策略。