髓系來源抑制細胞與肝臟疾病

徐躍元(綜述)，向曉星(審校)

(揚州大學臨床醫學院 蘇北人民醫院消化內科307病區，江蘇 揚州 225001)

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髓系來源抑制細胞與肝臟疾病

徐躍元△(綜述)，向曉星※(審校)

(揚州大學臨床醫學院 蘇北人民醫院消化內科307病區，江蘇 揚州 225001)

摘要：髓系來源抑制細胞(MDSC)是一群異質性細胞，其免疫抑制功能的重要性首先在腫瘤患者和荷瘤小鼠的研究中被提出。近年研究顯示，MDSC和許多非腫瘤性疾病的發生、發展有關。MDSC可通過多種機制調節天然免疫和適應性免疫，其數量的改變常與腫瘤負荷、遠處轉移、分期和患者的預后密切相關。MDSC在肝細胞癌、病毒性肝炎、自身免疫性肝炎發病機制中作用的研究對闡述MDSC在肝臟疾病發生、發展及預后中的作用具有重要意義。

關鍵詞：髓系來源抑制細胞；免疫抑制；肝臟疾病；發病機制；預后

髓系來源抑制細胞(myeloid derived suppressor cells，MDSC)是一群來源于骨髓的異質性細胞，由髓系祖細胞和未成熟髓系細胞組成。生理狀態下，未成熟髓系細胞很快分化為成熟的粒細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞，但在腫瘤等病理狀態下，未成熟髓系細胞的進一步分化受到部分阻滯，導致該群細胞數量異常增多，并獲得免疫抑制能力[1-3]。MDSC能抑制適應性免疫應答和固有免疫應答。MDSC數量不僅在腫瘤狀態下顯著增高，在其他病理條件下，如各種急慢性感染、移植物抗宿主反應、敗血癥、超抗原引起的免疫應激、創傷患者，均可檢測到MDSC數量增多[4-5]。對MDSC的研究最早來自腫瘤，而對非腫瘤病理因素方面的研究較少。目前有關MDSC在肝臟疾病領域的研究較少，尤其是非腫瘤性肝臟疾病。現就MDSC的表型分群、免疫抑制機制及其在肝臟疾病領域的研究進展予以綜述。

1MDSC的表型與分群

小鼠來源的MDSC目前公認的表型特征為Gr-1+CD11b+，根據Gr-1抗原及其表位(Ly6G和Ly6C)的表達可將其分為兩大類：具有CD11b+Gr-1high或CD11b+Ly6G+Ly6Clow表型特征的為粒細胞型MDSC(G-MDSC)，形態學上與粒細胞相似；具有CD11b+Gr-1low或CD11b+Ly6G-Ly6Chigh表型特征的為單核細胞型MDSC(M-MDSC)，形態學上與單核細胞相似[6]。研究發現，CD124可能與MDSC免疫調節功能有關，建議可作為標志分子[7]。但Sinha等[8]的研究結果表明，CD124的表達不影響MDSC的積累以及對T細胞的抑制作用。CD49d可作為MDSC新的標志分子替代Gr-1對MDSC進行分群。在體外實驗中CD11b+CD49d+MDSC能顯著抑制抗原特異性T細胞增殖，其機制是通過一氧化氮(nitric oxide，NO)實現，而CD11b+CD49d-MDSC只有微弱的抑制作用[9]。

人來源的MDSC無Gr-1抗原及其同源物表達，表型特征更為復雜，目前尚無通用表型。人MDSC大致也分為M-MDSC和G-MDSC兩大群，兩群細胞均表達髓系標志分子CD33和CD11b。目前學術界普遍認為M-MDSC為CD14+，G-MDSC為CD15+，且兩群均需為HLA-DRlow/neg和CD33+。目前出現了一些新的標志分子，如CD16和CD66b，這些分子與CD14結合應用有助于對MDSC的分群和研究[10-11]。

2MDSC的免疫抑制機制

MDSC介導免疫抑制依賴細胞間相互接觸和(或)分泌免疫抑制性的可溶性介質。MDSC的免疫抑制活性主要與精氨酸酶1、誘導型一氧化氮合酶和活性氧類有關。不同表型的MDSC作用機制不同，在小鼠，G-MDSC主要為活性氧類途徑，而M-MDSC主要依賴精氨酸酶1、誘導型一氧化氮合酶及免疫抑制性細胞因子[6]。人MDSC亞群作用機制差異不如小鼠顯著，已有報道人不同表型的MDSC作用機制相同，如CD14+M-MDSC和CD14-G-MDSC均可通過活性氧類途徑抑制T細胞增殖[12-13]。誘導型一氧化氮合酶分解L-精氨酸酶形成NO，而精氨酸酶1分解L-精氨酸生成尿素和L-鳥氨酸。L-精氨酸的耗竭使T細胞增殖受阻。NO通過抑制Janus激酶3/信號轉導和轉錄活化蛋白5信號途徑及抗原呈遞細胞主要組織相容性復合體Ⅱ類分子表達阻止效應T細胞活化。Gehad等[14]證實，在人皮膚鱗狀細胞癌組織內有MDSC浸潤，這些細胞通過釋放NO抑制毛細血管內皮細胞E選擇素表達，進而阻止T細胞向腫瘤遷移，降低免疫反應。活性氧類和NO反應生成過氧亞硝酸鹽使T細胞受體硝基化，進而抑制T細胞應答。

此外，MDSC與T調節細胞(T regulatory cells，Treg)之間存在一定聯系。Huang等[15]研究發現，MDSC誘導Treg的產生與NO無關。MDSC釋放CC類趨化因子4和5與Treg表面CC類趨化因子受體5相互作用，募集Treg到腫瘤微環境中，加重免疫抑制[16]。另外，MDSC抑制T細胞及對Treg的誘導需要MDSC表面CD40的參與[17]。

3MDSC在肝臟疾病領域的研究進展

3.1MDSC與肝細胞癌(heptocellular carcinoma，HCC)在HCC形成過程中，抗腫瘤免疫抑制是腫瘤發展的主要標志。Hoechst等[18]研究發現，CD14+MDSC在HCC患者外周血單個核細胞中的比例及腫瘤組織中顯著升高，并有效抑制T細胞增殖和干擾素γ產生，誘導CD4+CD25+Foxp3+Treg的生成。Hu等[19]研究發現，HCC小鼠來源的MDSC能降低樹突狀細胞產生白細胞介素12的能力，進而抑制其對T細胞的激活能力，其機制依賴于MyD88核因子κB信號途徑。Hoechst等[20]研究HCC時發現，CD14+MDSC通過自然殺傷細胞激活受體NKp30抑制自然殺傷細胞活性，但MDSC表面相應NKp30配體目前尚不清楚。Kalathil等[21]對晚期HCC患者免疫功能障礙進行研究后發現，CD14-MDSC和GARP+CTLA-4+Foxp3+Treg在外周血中數量均顯著增加，且兩者呈正相關，表明兩者協同抑制抗腫瘤免疫應答。Arihara等[22]對123例HCC患者、30例慢性肝臟疾病及13例健康對照者進行研究，發現HCC患者MDSC比例顯著升高，MDSC頻率只與腫瘤進展相關，而與肝硬化及肝臟炎癥活動度無關，提示MDSC的擴增主要由腫瘤組織本身引起。此外，HCC患者外周血白細胞介素10、白細胞介素13、血管內皮細胞生長因子水平顯著升高，與MDSC頻率呈正相關，提示這些細胞因子可能參與MDSC的擴增。其中33例HCC患者接受射頻消融治療后，MDSC的頻率與患者無復發生存率及預后呈負相關。射頻消融術后高MDSC患者應密切關注，抑制患者MDSC的功能或清除患者體內MDSC可改善這類患者的預后。Mizukoshi等[23]對69例行射頻消融術后的HCC患者進行免疫應答分析發現，外周血CD14+MDSC的頻率除3例外均有顯著下降，并且與腫瘤相關抗原特異性T細胞的數量呈負相關。Chen等[24]通過對小鼠HCC模型研究發現，放射治療后的HCC再生與白細胞介素6水平和MDSC募集顯著相關，阻斷白細胞介素6可減少放射治療后引起的MDSC募集和腫瘤再生，因此認為放射治療結合抑制白細胞介素6可作為提高HCC治療效果的潛在措施。

3.2MDSC與丙型肝炎病毒感染丙型肝炎病毒(hepatitis C virus，HCV)感染后容易慢性化，持續的HCV感染常導致肝硬化和HCC。研究證實,T細胞免疫功能受損是HCV感染者不能將其清除的主要原因[25]。Tacke等[13]研究發現,HCV核心蛋白是MDSC的潛在誘導者，HCV核心蛋白能夠誘導健康人外周血單個核細胞中出現一群CD14+MDSC，該群細胞依靠活性氧類抑制T細胞的增殖及干擾素γ的產生。且該群細胞能在丙型肝炎患者外周血檢測到，進一步證實核心蛋白在體內能夠誘導MDSC的產生。Cai等[26]研究發現，初治慢性丙型肝炎患者外周血MDSC頻率顯著升高，其水平與HCV載量和肝損傷指標(丙氨酸轉氨酶、天冬氨酸轉氨酶)呈正相關，提示MDSC與疾病進展有關。在觀察慢性丙型肝炎患者用聚乙二醇干擾素和利巴韋林治療48周過程中MDSC的變化時，發現治療開始后第4周MDSC的數量開始下降，但12周后又開始緩慢上升。治療中MDSC的動態變化與激活的CD38+CD4+T細胞的變化保持基本一致。以上觀察到的結果表明，治療開始后MDSC數量的立刻下降可能與HCV載量迅速下降有關，后期MDSC的反彈可能與炎癥狀態所致的持續高免疫激活狀態有關。激活的CD38+CD4+T細胞可能是MDSC擴增的另一個機制。

3.3MDSC與乙型肝炎病毒感染目前，已有研究涉及免疫抑制性細胞(如Treg等)及免疫因子在慢性乙型肝炎中的作用，但仍不能完全解釋病理狀態下的免疫應答。MDSC作為免疫調節細胞，可能在肝臟局部免疫微環境中扮有重要角色。有關MDSC與乙型肝炎的研究目前較少。為了解慢性乙型肝炎病毒(hepatitis B virus，HBV)感染過程中MDSC的作用，Chen等[27]檢測了HBV轉基因小鼠和正常小鼠體內MDSC的頻率和功能，發現小鼠體內MDSC主要由CD11b+Gr-1dim和CD11b+Gr-1high兩群組成，脾臟中兩群細胞所占百分比相似，但在肝臟中CD11b+Gr-1dim群更占優勢。HBV轉基因小鼠肝內MDSC的比例較正常小鼠顯著升高。功能上，從HBV轉基因小鼠及正常小鼠肝內分離出的MDSC均以劑量依賴的方式抑制同種異體混合淋巴細胞反應中T細胞增殖。進一步研究證實，正常小鼠及HBV轉基因小鼠肝內分離出的MDSC也能抑制乙型肝炎表面抗原特異性T細胞增殖能力，但來自HBV轉基因小鼠的MDSC抑制作用更強。因此，針對MDSC的治療可能成為清除HBV的新方法[27]。

3.4MDSC與自身免疫性肝炎(autoimmune hepatitis，AIH)目前有關MDSC與自身免疫性疾病關系的研究較少，而且多停留在動物模型階段。AIH是一種肝臟特異性自身免疫性疾病，以分泌高水平干擾素γ的CD4+Th1細胞在肝內大量積聚為特征。Cripps等[28]用剔除轉化生長因子β1基因的BALB/c小鼠成功建立AIH模型。在轉化生長因子β1-/-小鼠肝臟內，CD4+T細胞的積聚伴隨CD11b+Gr-1+MDSC的增加，由肝內分離的CD11b+Gr-1+細胞具有免疫抑制活性，體外能抑制T細胞增殖。進一步研究證實，轉化生長因子β1-/-小鼠肝內CD11b+Gr-1+細胞的免疫抑制功能依賴于T細胞的接觸以及干擾素γ的存在，并且主要與M-MDSC有關。基于以上研究結果得出結論，Th1細胞介導的肝臟炎癥動員MDSC應答，抑制T細胞增殖，減輕肝臟炎癥損傷，當MDSC生成不足或活性異常時可造成肝臟炎癥病理損傷。李海文等[29]研究發現，AIH非肝硬化組外周血Lin-CD11b+CD33+HLA-DR-MDSC頻率顯著高于AIH肝硬化組和健康對照組，但肝硬化組與健康對照組差異無統計學意義。故認為，AIH非肝硬化期，外周血MDSC頻率呈反饋性增高，抑制體內自身免疫反應；在AIH肝硬化期，各種原因致使MDSC數量下調，加速肝細胞損傷和肝硬化進程。Hegde等[30]研究發現，大麻二酚通過活化辣椒素受體瞬時受體電位香草酸亞型1誘導CD11b+Gr-1+MDSC的形成，這類MDSC能顯著改善實驗性AIH。大麻二酚的此作用可能使其成為治療AIH的新藥物。

4展望

MDSC作為免疫系統的負調節成分，在維持機體的免疫平衡中有重要意義，肝臟疾病的發生與其密切相關。目前對MDSC的研究主要借助于小鼠模型，關于人MDSC的研究也多局限于外周血，對人肝臟內MDSC研究較少。迄今為止，雖然對MDSC的研究已經取得了較大的進展，但仍存在一些問題。由于MDSC是一群異質細胞群，由處于不同分化階段的髓系細胞構成，有必要探索新的標志分子來區分和定義各亞群，并研究其具體作用機制。MDSC及其相關作用分子的免疫調控可能成為肝臟疾病治療的新靶點，為肝臟疾病提供新的治療思路。MDSC在肝臟疾病領域的研究目前多集中于HCC，在病毒性肝炎、AIH和肝移植等其他肝臟疾病的研究極少，有待進一步深入研究。

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Myeloid Derived Suppressor Cells and Liver DiseasesXUYue-yuan,XIANGXiao-xing.(307WardAreaofDepartmentofGastroenterology,SubeiPeople′sHospital/ClinicalMedicineCollegeofYangzhouUniversity,Yangzhou225001,China)

Abstract:Myeloid derived suppressor cells(MDSC) represent a heterogenous population of cells.The importance of the suppressive function of MDSC was first suggested by studies involving cancer patients and cancer-bearing mice.In addition,recent studies have demonstrated that MDSC can also be involved in many other pathological conditions.MDSC can modulate innate and adaptive immune responses through a variety of mechanisms.The number of MDSC is closely related with tumor burden,remote metastasis,tumor stage and prognosis.Research about MDSC function in the pathogenesis of hepatocellular carcinoma,viral hepatitis and autoimmune hepatitis is of great importance to elaborate the role of MDSC in the development and prognosis of liver diseases.

Key words:Myeloid derived suppressor cells; Immunosuppression; Liver diseases; Pathogenesis; Prognosis

收稿日期：2014-01-16修回日期：2014-07-17編輯：鮑淑芳

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.02.009

中圖分類號：R735.7; R512.6

文獻標識碼：A

文章編號：1006-2084(2015)02-0216-03