梁春艷，邢海洲，姜中興

(鄭州大學第一附屬醫(yī)院 血液科，河南 鄭州 450052)

髓源性抑制細胞(myeloid-derived suppressor cells，MDSCs)是來源于骨髓的具有強大免疫抑制作用的細胞，正常情況下分化為巨噬細胞、樹突狀細胞(dendritic cells，DCs)和中性粒細胞[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)腫瘤細胞存在時，腫瘤細胞分泌的細胞因子可以促進MDSCs的生成，抑制MDSCs的正常分化，導致MDSCs在體內(nèi)累積[2]。MDSCs可以抑制T細胞、自然殺傷細胞(natural killer，NK)和B細胞介導的免疫應答，促進調(diào)節(jié)性T細胞(regulatory T cells，Tregs)、腫瘤相關(guān)巨噬細胞(tumor-associated macrophages，TAMs)的生成，導致腫瘤細胞發(fā)生免疫逃逸，促進腫瘤的發(fā)生發(fā)展[3]。免疫抑制功能是MDSCs的特點，本文主要從MDSCs與免疫細胞的相互作用以及MDSCs靶向治療方面進行闡述。

1 MDSCs的分類

人MDSCs根據(jù)形態(tài)學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)與單核細胞相似，主要通過人主要組織相容性復合體(major histocompatibility complex，MHC)Ⅱ類分子HLA-DR的表達情況區(qū)分；PMN-MDSCs的形態(tài)與中性粒細胞相似，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)的表達區(qū)分[5]。根據(jù)多色免疫熒光染色技術(shù)，可以進一步將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)揮抑制作用的機制存在一定差異。M-MDSCs高表達誘導型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase，iNOS)，通過活化信號傳導及轉(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細胞介導的免疫應答[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細胞活性MDSCs雖然可以作用于不同的免疫細胞，但主要的靶細胞是T細胞。MDSCs通過多種機制抑制T細胞的增殖和活性。氨基酸是T細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細胞的活化。精氨酸是T細胞受體(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，不僅導致T細胞表面TCR ξ鏈和CD3表達下調(diào)，T細胞無法識別抗原，而且抑制細胞周期蛋白D3和細胞周期依賴性激酶4的表達，導致T細胞停留在G0/G1期，最終影響T細胞介導免疫應答[10]。T細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細胞的活化，促進T細胞凋亡[12]。色氨酸也是T細胞增殖所需的重要營養(yǎng)物質(zhì)。MDSCs過表達吲哚胺2，3-雙加氧酶(indoleamine 2，3-dioxygenase，IDO)通過白細胞介素-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，導致T細胞停留在G0期，抑制T細胞的增殖[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，導致MHC-Ⅱ類分子表達的下調(diào)，引起T細胞凋亡[14]。腫瘤細胞通過分泌轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)、IL-6和白細胞介素-10(interleukin-10，IL-10)等細胞因子誘導MDSCs產(chǎn)生ROS，促進T細胞表達Fas配體(Fas ligand，F(xiàn)asL)，導致活化T細胞凋亡[15]。MDSCs通過與未成熟T細胞表面L-選擇素相互作用可以抑制T細胞的激活，同時抑制T細胞向周圍淋巴結(jié)遷移[16]。免疫檢查點可以負向調(diào)控T細胞的激活。缺氧誘導因子1-α誘導MDSCs表面程序性死亡配體-1(programmed death ligand-1，PD-L1)的表達，通過與T細胞表面程序性死亡因子-1(programmed death-1，PD-1)結(jié)合誘導T細胞凋亡[17]。MDSCs通過表達T細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細胞的負調(diào)控[18]。MDSCs通過產(chǎn)生IL-6抑制腫瘤抗原特異性效應輔助性T細胞1(T-helper 1，Th1)的產(chǎn)生[19]。此外，MDSCs的代謝物丙酮酸可誘導T細胞失活[20]。

2.2 抑制NK細胞活性MDSCs可以抑制NK細胞介導的細胞毒作用。MDSCs通過分泌TGF-β下調(diào)NK細胞表面NK活化型受體NKG2D的表達，抑制NK細胞產(chǎn)生干擾素γ(interferon-gamma，IFN-γ)，抑制NK細胞介導的細胞毒作用[21]。MDSCs產(chǎn)生的白細胞介素-23(interleukin-23，IL-23)可有效抑制NK細胞活性，阻斷NK細胞表面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細胞和NKT細胞的活化和增殖[21]。應用抑制劑SX-682處理MDSCs后，NK細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細胞Fc受體介導的免疫作用，包括細胞因子的產(chǎn)生、信號轉(zhuǎn)導和抗體依賴的細胞毒作用[24]。

2.3 抑制DCs活性在腫瘤微環(huán)境中，活化的缺氧誘導因子1-α刺激MDSCs表達血管內(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介導的T細胞活化，從而導致減弱DCs介導的免疫應答[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，阻止MDSCs向DCs的分化，導致MDSCs數(shù)目的增加[8]。MDSCs通過活化STAT3信號通路誘導NADPH氧化酶2的表達，產(chǎn)生大量ROS，導致DCs的分化受阻[25]。

2.4 抑制B細胞活性MDSCs可以抑制B細胞介導的免疫應答。白細胞介素-7(interleukin-7，IL-7)以及下游的STAT5信號通路在B細胞的發(fā)育和分化中具有關(guān)鍵作用，但在腫瘤細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水平恢復正常，TGF-β1水平下降，提示MDSCs抑制B細胞介導的免疫應答[27]。MDSCs以TNF受體2 (TNF receptor 2，TNFR2)依賴的方式促進IgA+B細胞表達PD-L1和IL-10，促進B細胞的凋亡[28]。MDSCs通過接觸依賴方式抑制B細胞表面L-選擇素的表達，阻止B細胞向遠處淋巴結(jié)遷移[29]。MDSCs以T細胞依賴或非依賴方式抑制IL-4和脂多糖介導的B細胞增殖[30]。MDSCs通過分泌IL-10、TGF-β可以誘導調(diào)節(jié)B細胞(regulatory B cells，Bregs)的分化[30]。與Tregs類似，Bregs也通過誘導T細胞凋亡的方式抑制T細胞介導的免疫應答[31]。MDSCs不僅誘導Bregs高表達PD-L1，而且促進Bregs產(chǎn)生IL-10和IgA，促進T細胞凋亡[30]。

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

2.6 活化TAMs和Th17細胞MDSCs參與TAMs和Th17細胞的活化。MDSCs促進M1巨噬細胞向M2/TAMs轉(zhuǎn)化[36]。M1巨噬細胞與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)境導致MDSCs中STAT3信號通路失活，促進M-MDSCs向TAMs分化[38]。產(chǎn)生白細胞介素-17(interleukin-17，IL-17)的Th17細胞可以抑制T細胞的抗腫瘤作用[39]。MDSCs通過產(chǎn)生細胞因子，如白細胞介素-1β(interleukin-1β，IL-1β)、IL-6、IL-23、TGF-β等誘導T細胞表達iNOS，促進Th17細胞的分化增殖[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介導的免疫抑制作用，抑制腫瘤細胞的生長。STAT3介導的信號通路在MDSCs增殖和活化中具有重要作用。應用特異性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，抑制MDSCs的免疫活性[41]。前列腺素E2(prostaglandin E2，PGE2)可以誘導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，抑制MDSCs的功能，從而增加腫瘤部位細胞毒性T細胞的數(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，促進效應T細胞的增殖和活化[43]。5-氟尿嘧啶能夠誘導MDSCs兩種亞群的凋亡，但對T細胞、NK細胞、DCs、B細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，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，提高細胞毒性T細胞的殺傷功能[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T細胞遷移至腫瘤微環(huán)境中[50]。CXCR4拮抗劑AMD3100可以減少MDSCs和Tregs的數(shù)量，同時促進M2向M1巨噬細胞極化[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，導致MDSCs數(shù)量減少[52]。

3.4 誘導MDSCs分化誘導MDSCs分化為具有促炎表型的細胞，如單核細胞、巨噬細胞和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胞白血病的治療。ATRA可誘導MDSCs分化為DCs和巨噬細胞，減少MDSCs的數(shù)量。ATRA激活細胞外調(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，誘導谷胱甘肽的產(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MDSCs的分化。腫瘤微環(huán)境中MDSCs高表達維生素D受體，應用維生素D3活化形式1α，25-二羥基維生素D3后，MDSCs對T細胞的抑制能力減弱，此外，1α，25-二羥基維生素D3可消除IL-6誘導的MDSCs的增殖[54]。

4 結(jié)語

MDSCs在腫瘤發(fā)生過程中具有促進作用，MDSCs主要通過抑制T細胞、B細胞、NK等細胞介導的免疫應答，為腫瘤細胞的生長提供舒適的微環(huán)境，促進腫瘤細胞的增殖和轉(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。