髓源性抑制細胞在乳腺癌中的作用及意義

王靜之，王伏生，路曉慶，姚天琦，趙 丹

(山西醫科大學a.研究生院2015級； b.第二醫院乳腺外科，太原 030001)

乳腺癌臨床上主要采用手術、化療、內分泌治療、Her2靶向治療、放療相結合的綜合治療方案。乳腺癌在發生發展過程中，腫瘤細胞及腫瘤微環境(TME)互相作用，共同影響腫瘤的形成及轉移。在TME中免疫抑制細胞是其中一項重要的組成成分，包括髓源性抑制細胞(MDSC)、T細胞等。其中，MDSC是骨髓祖細胞和活化的髓樣細胞的異質群體，在TME中被認為是抗腫瘤免疫抑制機制中的重要成分。另一方面，MDSCs在降低免疫療法的療效和促進治療抵抗力方面發揮重要作用，表現出針對T細胞應答的有效免疫抑制活性，也成為了抗腫瘤治療中的障礙，與腫瘤臨床治療中的不良預后相關，是腫瘤預后判斷的指標。而克服免疫抑制的新策略是改善免疫治療的必要條件，針對調控MDSC免疫治療的方法引起越來越多的興趣。

1 MDSC的一般生物學特性

MDSC是來源于造血干細胞分化出的未成熟髓系細胞(IMC)，并進一步分化為中性粒細胞、巨噬細胞以及樹突狀細胞[1]。由于MDSCs由不同分化階段的IMC組成，所以可以預期存在MDSC表型標志物的差異，大致分為單核細胞亞型(M-MDSC)和多形核粒細胞亞型(PMN-MDSC)。而用于鑒定MSDC的表型標記可以根據疾病的情況而變化，目前已從不同的腫瘤細胞中分離出不同的MDSC的亞型，并在不同的研究中利用特定的MDSC子集的特異性標記組合[2]。

在正常情況下，IMCs在骨髓中產生并且缺乏免疫抑制活性。在急性病理狀況(如感染或創傷)下IMC從骨髓中釋放出來，MDSCs群體通過常見的骨髓祖細胞分化擴大，再通過MDSC的免疫抑制活性介導和抑制免疫應答，以防止過度刺激的免疫系統對機體引起傷害[3]。MDSC抑制機體免疫系統的機制包括抑制T細胞的活化、誘導Treg的增殖、促進血管生成、誘導巨噬細胞的分化以及抑制自然殺傷細胞的細胞毒功能。在慢性炎癥環境(如TME)中，較多的促炎癥細胞因子(如IL-1，IL-6，PGE-2，S100蛋白，GM-CSF，M-CSF，VEGF和TNFA等)均會促進骨髓細胞異常狀態，并增加了MDSCs的水平及導致連續的MDSC擴張。維持MDSC的抑制功能涉及多種分子途徑，其中一些途徑促進M-MDSC和PMN-MDSC(例如，IL-4/IL-13介導的STAT6信號傳導和TNF-α誘導的NF-κB活化)的抑制功能；另一些途徑更特異于維持M-MDSC或M-MDSC子集(例如M-MDSC中的MIF-環氧合酶2-PGE-2信號傳導)的抑制特性[4]。

2 MDSC在乳腺癌中的意義

多項研究[5-7]表明MDSC水平與乳腺癌中不良預后相關。一項對155例乳腺癌患者MDSC水平的臨床研究[5]表明，與健康對照組相比，乳腺癌患者外周血單個核細胞(PBMC)中MDSCs的百分比顯著增加(P<0.05)；化療前復發患者的MDSC水平也顯著高于健康志愿者(P<0.05)；術后患者MDSC水平低于術前(P<0.05)；化療后復發性乳腺癌患者的MDSC水平低于化療前復發性乳腺癌患者的MDSC水平，與健康對照組的水平對比差異無統計學意義；而對Ⅰ期—Ⅳ期乳腺癌患者MDSC水平與OS的影響分析表明，術前患者根據其循環MDSC水平是高于還是低于總PBMC的1.0%分為2組，患者MDSC水平>1.0%的Ⅳ期患者的OS短于Ⅰ—Ⅲ患者(P<0.01)；MDSC水平<1.0%的Ⅰ—Ⅳ期乳腺癌患者的OS沒有統計學差異；在Ⅳ期患者中，MDSC水平>1.0%的OS顯著短于MDSC水平<1.0%的患者(P<0.05)[5]。Diazmontero等[6]報道，使用流式細胞術測量晚期乳腺癌患者血液中的MDSC水平較健康人明顯增加，且外周血MSDC水平隨著乳腺癌的進展而升高，并在具有≥3個器官系統遠處轉移的Ⅳ期患者最高。Solito等[7]認為，Ⅳ期晚期乳腺癌患者中免疫抑制性MDSC水平與循環腫瘤細胞相關，MDSC較高水平與低水平患者相比具有較低的OS。因此，對接受免疫治療的癌癥患者行標準免疫監測時，可常規評估MDSC水平。

3 乳腺癌中MDSC相關性治療

有學者[8]提出的MDSCs發生發展的兩相模型，第一階段包括與抑制其終末分化有關的IMC擴大，主要由腫瘤衍生生長因子(例如GM-CSF，G-CSF)驅動；第二階段涉及將IMC轉化為MDSC，由促炎細胞因子驅動通過腫瘤基質(如IL-1β，IL-6和TNF-α)。目前臨床上對MDSC免疫治療策略主要有促使骨髓生成正常化、消耗MDSC或阻斷擴增和活化、抑制MDSC的免疫抑制功能等幾個方面。

腫瘤分泌的促炎細胞因子主要通過酪氨酸酶發出信號，例如IL-6介導的STAT3激活IMC中增殖基因的表達，并促進其隨后發展成為MDSC，因此酪氨酸酶抑制劑可作為潛在的MDSC靶向抑制劑[9]。舒尼替尼(sunitinib)作為廣譜的酪氨酸酶抑制劑，已被證實具有選擇性阻斷MDSC發育的潛力，抑制參與MDSCs免疫抑制表型發展的c-Kit和血管內皮生長因子(VEGF)受體活性，并與抗腫瘤反應性的增強劑存活時間的延長相關[10]。舒尼替尼顯示出可減少腫瘤患者循環中50%的MDSC，并且導致Treg水平降低、CD8+T細胞介導的效應應答改善，但目前舒尼替尼的單藥治療卻未在OS中表現出明顯的效果[11]。在鼠乳腺癌模型上已證明多柔比星可選擇性地消除了脾臟、血液和腫瘤床中的MDSC，并使治療后的小鼠殘余MDSC表現出抑制功能受損。重要的是，多柔比星治療荷瘤小鼠后，CD4+和CD8+T淋巴細胞以及效應淋巴細胞、天然殺傷細胞(NK)對抑制性MDSC比例的頻率顯著增加，并增加了表達穿孔素、顆粒酶B的CTL和產生IFN-γ的NK和細胞毒性T細胞(CTL)的比例[12]。而從具有不同類型癌癥的患者中分離的MDSC在體外也對多柔比星介導的細胞毒性作用敏感。這些結果表明多柔比星不僅可以用作抗腫瘤細胞的直接細胞毒性藥物，而且還可用作選擇性損害MDSC誘導的免疫抑制的有效免疫調節劑，從而促進基于T細胞的免疫治療的功效[13]。

雙膦酸鹽在臨床上用于預防乳腺癌骨轉移患者骨量丟失，同時也有研究表明，雙膦酸鹽通過影響MMP9的過程、干擾c-Kit切割，可以減少骨髓中MDSC動員。在HER2陽性的乳腺癌小鼠模型中，唑來膦酸可減少MDSC數量并抑制其功能，導致腫瘤生長緩慢和抗腫瘤免疫應答改善[14]。吉西他濱是乳腺癌治療過程中常用化療藥物，是一種核苷類似物，可選擇性消除MDSC。早前試驗中，吉西他濱治療荷瘤小鼠可抑制腫瘤生長、減小腫大脾臟，并顯著降低脾臟中MDSCs的比例[15-16]。臨床試驗中也證實在吉西他濱化療后，轉移性乳腺癌患者的外周血和胸腔積液中MDSC水平均較化療前降低[17]。去乙酰化酶抑制劑恩替諾提在研究中也發現可降低乳腺癌患者MDSC細胞數量，并減低MDSC細胞表達CD40抗原[18]。

4 MDSC對T細胞的抑制作用

T細胞在形成癌癥的免疫原性方面起著重要作用。其可通過免疫選擇過程來形成腫瘤的抗原性/免疫原性；通過破壞表達強烈的腫瘤特異性突變抗原的腫瘤細胞，留下表達較弱抗原的腫瘤細胞或不能表達抗原；臨床前模型證明，可通過表觀遺傳機制沉默某些腫瘤特異性抗原的表達。在多種惡性腫瘤的治療中，增強內源性T細胞對腫瘤細胞破壞能力的免疫療法已展現出一定的功效[19]。而較低水平的T細胞在HER-2陽性的浸潤性乳腺癌患者中可作為治療失敗風險的預后指標[20]。

MDSC可以通過直接或間接抑制T細胞的增殖、破壞自然殺傷細胞功能以及上調Treg的水平，從而對T細胞的腫瘤免疫抑制產生抑制作用。MDSC對T細胞功能的直接抑制是通過產生細胞因子，影響T細胞功能及細胞間膜受體、配體相互作用。其中，通過可溶性細胞因子介導的T細胞功能抑制又稱為非膜依賴性抑制，如MDSC產生IL-10，其信號通路可改變T細胞的活性及表型而產生免疫抑制；產生的IL-6可使CD4+輔助性T細胞功能失調；環氧合酶2(COX-2)、轉化生長因子β(TGF-β)等。而通過細胞膜間的受體、配體間相互作用從而抑制T細胞功能則稱為膜依賴性抑制，如在MDSC在TME中表達去整合素金屬蛋白酶17(ADAM17)可通過影響幼稚T細胞表面的L選擇素的胞外域，達到抑制幼稚T細胞激活；MDSC表面表達的CD40可競爭性抑制T細胞與抗原提呈細胞間接觸等[21]。

通過影響T細胞代謝途徑，從而影響T細胞功能以及通過調節其他細胞達到抑制T細胞功能的方式則稱為間接抑制。如MDSC高表達抑制因子精氨酸1(Arg1)和iNOS，通過Arg1消耗L-Arg導致T細胞分化周期停滯，抑制T細胞增殖和細胞毒性，并可誘導T細胞分化為Treg；通過產生活性氧(ROS)滅活T細胞受體，減少CD3ζ鏈的表達從而阻滯信號傳遞，使T細胞增殖活化被抑制；產生的活性氮(NOS)進一步分解為NO和氧自由基，反應后形成氧化亞硝酸鹽(ONOO-)進一步減少T細胞[22]。

5 結論

MDSC在腫瘤攜帶宿主中的擴增是通過由腫瘤衍生因子誘導的獨特的骨髓細胞分化程序發生，通過抑制適應性和先天免疫力在癌癥免疫逃避中發揮核心作用[23]。MDSC對抗腫瘤T細胞應答的損傷已被證實，并且對T細胞的不同作用可能與腫瘤的分型相關。目前研究已經探索MDSC在乳腺癌診療中的意義、不同的治療策略在體內消耗或滅活MDSC等方面，未來進一步研究MDSC擴增、消減、激活過程中的關鍵特異性因子，將分子靶向治療及免疫治療相結合，選擇性的靶向調控MDSC水平，從而控制免疫抑制、提高細胞免疫活性、增強抗腫瘤藥物功效，為乳腺癌的治療提供新途徑。