髓源性抑制細胞在胃癌發生發展中的作用與應用

屠妍霞 陳 光

（臺州學院醫學院，浙江臺州，318000）

胃癌是全球發病率第五的惡性腫瘤，為第三大常見死因。研究表明，地域差異對胃癌發病率有較大影響，發展中國家約占70%，東亞約占50%，中國的發病率尤其高，且性別差異導致男性發病率約為女性的2倍[1]。胃癌的分子分型，目前按照“癌癥基因組圖譜（TCGA）”項目（2014）將胃癌分為四種基因組亞型：染色體不穩定型（CIN）；微衛星不穩定型（MSI）；基因組穩定型（GS）；Epstein Barr病毒相關型（EBVaGC）。繼手術、化療、放療和分子靶向治療后，療效顯著持久且副作用較小的免疫治療成為胃癌最有前景的治療策略之一。

腫瘤微環境由癌細胞和基質/免疫細胞組成，如癌相關成纖維細胞（CAFs）、內皮細胞、M2型腫瘤相關巨噬細胞（M2-TAMs）、髓源性抑制細胞（myeloid-derived suppressor cells，MDSCs）和調節性T 細胞（Regulatory cells，Treg），是妨礙常規治療的因素之一[2]。由此對MDSCs在胃癌發生發展中的相關作用研究作一綜述。

1 MDSCs

髓源性抑制細胞（MDSCs）是由未成熟的、無法分化為粒細胞、巨噬細胞和樹突狀細胞的髓系祖細胞組成的異質性群體，是一種免疫抑制性先天細胞群[3]。MDSCs通過多種機制抑制腫瘤微環境中的先天免疫和適應性免疫，包括高表達的精氨酸酶1（Arg1）、誘導型一氧化氮合酶（iNOS）和NADPH氧化酶2產生的活性氧和氮物種，血管內皮生長因子（VEGF）的表達以及半胱氨酸的消耗等[3]。

MDSCs激活Treg和M2-TAM并促進其增殖，通過抑制效應性T細胞的增值和功能因子的釋放等機制削弱T細胞的抗腫瘤效應和NK細胞的活性[3]，介導腫瘤微環境中免疫逃避。

2 MDSCs阻斷胃癌腫瘤免疫的機制

2.1 成纖維細胞生長因子受體（FGFR）家族：與胃癌相關的基因FGFR2、CSF1R、EVGFR2等參與組成FGFR家族。FGFR2在胃癌中相對頻繁地被放大和過度表達，編碼RTK的基因如EGFR、ERBB2、FGFR2和MET的擴增發生在胃癌中。且FGFR2擴增型胃癌與淋巴結浸潤和預后不良密切相關[2]，但FGFR2擴增促進淋巴結轉移的分子機制尚不清楚。癌細胞通過分泌集落刺激因子CSF1來激活M2-TAMs和MDSCA，這兩種免疫系統表面都表達有CSF1R（Ⅲ型跨膜酪氨酸激酶）。CSF1信號通過作用于CSF1R誘導其增值分化[2]。

2.2 Arg2相關機制：MDSCs通過抑制T細胞免疫在癌癥和病毒感染中發揮負性調節，而部分MDSCs對T細胞的抑制活性是由內源性Arg2介導的[4]。MDSCs中的Arg2通過消耗炎癥微環境中T細胞的L-精氨酸有效性來抑制T細胞免疫。

圖1 受體酪氨酸激酶（RTK）超家族。顯示了54個人類rtk的系統發育樹。[2]

圖2 Arg2的作用機制[4]

然而，在活體病理情況下的一項研究表明，Arg2缺乏加重了慢性胃炎期間的胃免疫病理變化，這說明Arg2抑制劑對胃腸道癌的有效性存在爭議。作者認為，這種作用不是由NOS介導的。盡管作者沒有研究MDSCs功能降低對CD8+T細胞反應的影響，但他們報道了組織中主要由CD8+T細胞和NK細胞活化后誘導產生的IFN-γ分泌水平顯著增加[5]。因此，如果Arg2-/-介導了MDSCs功能降低和CD8+T細胞反應增強（如文獻報道）的過程，那么Arg2敲除的胃癌患者加重的免疫病理損傷則與CD8+T細胞參與的自身免疫性病因密切相關[4]。

2.3 腫瘤相關肥大細胞（TAMCs）：肥大細胞通過多種腫瘤細胞衍生的趨化因子進入腫瘤微環境[6]，例如SCF、VEDFs、ANGPT1 等。在腫瘤微環境中，TAMCs受到多種因素的影響和激活，同時，TAMC通過其免疫抑制特性動員促進腫瘤生長MDSCs，且肥大細胞可在體外和體內增強MDSCs的功能。胃癌中的肥大細胞為糜酶陽性，提示肥大細胞數量多的患者預后差。幽門螺桿菌性胃炎中肥大細胞、嗜酸性粒細胞和嗜堿性粒細胞均有增長。慢性胃炎患者的肥大細胞密度增加。在胃癌低危區嗜酸性粒細胞密度升高，而在高危區嗜酸性粒細胞濃度降低，作者推測嗜酸性粒細胞可能促進或限制慢性炎癥和腫瘤的發生，這取決于周圍的免疫環境[7]。

胃腫瘤微環境中肥大細胞和巨噬細胞的存在與微血管密度也有關。在胃癌患者中檢測肥大細胞在腫瘤內、邊緣、瘤周和非腫瘤組織的微觀定位，發現這些患者腫瘤內組織中的肥大細胞浸潤率高于邊緣組織、瘤周組織和非腫瘤組織[8]。

此外，隨著腫瘤從I期進展到IV期，腫瘤內肥大細胞增多，提示這些細胞可能具有促癌作用。據報道，肥大細胞通過腫瘤細胞產生的CXCL12與趨化因子受體CXCR4結合而在胃癌中積聚[9]。

2.4 Hedgehog（Hh）通路

圖3 Hedgehog/Gli部分信號級聯通路[10]

通常情況下，Ptc抑制SMO蛋白活性，從而抑制下游通路。當Hh與Ptc結合后，Ptc解除對SMO的抑制，促使Gli蛋白、PKA和一些未知因子與微管形成大分子復合物，使得全長Gli蛋白進入核內激活下游靶基因轉錄。Hedgehog信號通路在人類癌癥細胞的遺傳改變和TME旁分泌信號刺激時被激活。胃癌發生時，Hedgehog/Gli信號成分發生遺傳改變，促進了腫瘤干細胞的侵襲、增殖、生存和自我更新[10]。而TME中旁分泌的Hedgehog信號則通過促進血管生成、纖維化、免疫逃避和神經病理性疼痛發揮作用[10]。研究表明：幽門螺桿菌感染者胃內Sonichedgehog（SHH）的上調可誘導巨噬細胞的募集和上皮細胞的增殖，從而在胃癌發生早期介導慢性胃炎和黏膜萎縮；隨后在胃癌患者中，Hedgehog信號激活上皮細胞-間充質細胞轉化（EMT）導致調節因子上調并產生間充質表型、化療耐受和預后不良等后果[11]。

2.5 Breg通過“輔佐”MDSCs促進腫瘤生長和轉移：在人細胞系中，從健康供體外周血單個核細胞（PBMCs）中分離純化的髓樣細胞，經MDA-MB-231乳腺癌細胞的CM處理后，在體外能抑制T細胞增殖。然而，供體PBMCs中的髓樣細胞在缺乏T、NK和B細胞時，用癌源性CM處理并不能抑制T細胞增殖。結果表明，Bregs通過“輔佐”可以增強MDSCs的免疫抑制功能而促進腫瘤生長。B細胞介導的MDSCs功能增強機制尚不清楚。研究結果證實，Breg除了對T和NK細胞的“輔佐”作用外，還能調節髓樣抑制細胞活性，從而在形成整體免疫微環境的過程中發揮作用[12]。

2.6 Wnt經典通路：經典Wnt信號通路的結構性激活是胃腸道腫瘤發生的重要條件。胃癌發生過程中，研究人員發現，Wnt相關蛋白如Wnt-1，-2，和-5a的上調和Wnt抑制劑如Dickkopf相關蛋白1（DKK-1）和Axin的缺失。并且胃癌患者血清中DKK-1水平似乎與TNM分期和預后不良密切相關。但在胃癌的發生發展中是否存在MDSCs數量的累積和Wnts基因的高表達還有待進一步研究。

2.7 PD-L1和PD-L2：程序性死亡配體1（programmed death ligand-1，PD-L1）和程序性死亡配體2（programmed death ligand-2，PD-L2）表達于 MDSCs上的B7家族抑制性配體，通過抑制CD4+和CD8+T細胞的活化和增值，削弱機體免疫應答，介導腫瘤免疫逃逸、促進腫瘤生長[13]。PD-1由細胞毒性T淋巴細胞 （cytotoxic Tlymphocyte，CTLs） 表達，當PD-L1或PD-L2刺激時，會導致CTL凋亡。PDL1和（或）PD-L2在胃癌中表達最高可達50.8%。PD-L1與EB病毒感染、淋巴浸潤陽性、腫瘤浸潤深度T3/4、淋巴結轉移等密切相關[13]。Derks等發現在EBV陽性胃癌以及與微衛星不穩定性相關的胃癌中，由腫瘤或腫瘤浸潤性淋巴細胞（Tumor infiltrating lymphocytes，TILs）引起的 PD-L1陽性表達的現象非常常見[13]。

2.8 吲哚胺-2，3-雙加氧酶1

圖4 IDO1的作用機制[4]

吲哚胺-2，3-雙加氧酶 1（Indoleamine 2，3-dioxygenase 1，IDO1）是一種抑制T細胞免疫的色氨酸分解酶，被證實在胃腸道中起主要的替代作用（T細胞調節除外）。IDO1在調節T細胞免疫中的作用在預防異基因胎兒排斥反應中被首次描述。現已證實IDO1通過將色氨酸分解為酪氨酸來耗盡T細胞的色氨酸庫，IDO1由MDSCs表達并調控這些細胞對T細胞的免疫抑制功能[6]。IDO1在腫瘤情況下，可能發揮調節骨髓細胞（如中性粒細胞或MDSCs）的替代功能。為了支持后一種觀點，最近的一篇論文表明，在IDO1過度表達B16黑色素瘤模型中，MDSCs增加[14]。

3 靶向MDSCs的抗胃癌治療

3.1 TKI（FGFR或CSF1R抑制劑）：利用小分子FGFR2抑制劑和患者來源的腫瘤異種移植進行的臨床前研究表明，FGFR2是一個有前途的治療靶點[15]。FGFR和CSF1R/VEGFR2的雙重抑制有望通過靶向免疫逃避和腫瘤微環境中的血管生成增加抗腫瘤作用。FGFR/CSF1R聯合靶向癌細胞和基質/免疫細胞的抑制劑及抗PD-1/CTLA-4單克隆抗體靶向調節性T細胞和去抑制CD8+T細胞可能是一種很有前途的方法。

CSF1R抑制劑（GW2580和 PLX3397）和抗CSF1R單抗（RG7155）已被開發成治療單核細胞樣MDSCs和M2-TAM的CSF1信號傳導阻滯的藥物。CSF1和FGF信號都參與腫瘤浸潤/促進MDSCs和M2-TAMs的積累，CSF1R和FGFRs的雙重抑制可能比選擇性CSF1R抑制更有效。

3.2 Arg2相關抑制劑：代謝酶Arg2是調節T細胞免疫的一個有吸引力的治療靶點。通過胃的免疫病理學分析表明，在胃癌患者中使用Arg2抑制劑治療癌癥有爭議。相關文獻報道，Arg2抑制劑處理腫瘤后，癌組織相鄰的正常組織出現紅腫，可能與Arg2被抑制后引起的免疫病理相關。因此，必須考慮到Arg2抑制的不良病理結果，這可能是由于腫瘤周圍正常組織的炎癥加劇，從而加快了癌前病變[4]。

3.3 Hedgehog通路抑制劑：胃癌被預測為SMO抑制劑單一治療的靶點目前僅基于臨床前研究階段，該研究提示SMO抑制劑對SHH依賴性小鼠腫瘤具有抗腫瘤作用。聯合化療或酪氨酸激酶抑制劑是提高SMO抑制劑在癌癥患者中療效的合理策略。Hedgehog拮抗劑已用于其他類型的癌癥，但其在胃癌臨床試驗中的應用仍處于初級階段。這些試驗從一開始就更側重于靶向CD44陽性的胃干細胞治療轉移性疾病。

3.4 Wnt或Csf1R信號阻斷劑：Wnt或Csf1R信號通路的阻斷和聯合用藥治療策略為對抗腫瘤微環境中的免疫抑制提供了希望。由于DKK-1通過刺激MDSCs促進免疫抑制腫瘤環境，Gomceli[16]等提出血清DKK-1水平作為一種新的血清學標志物。目前，有2種DKK-1中和抗體（BHQ880和DvvKN-01）對多發性骨髓瘤或NSCLC等晚期腫瘤具有良好的耐受性和臨床療效。一項進展中的Ⅲ期臨床試驗中，晚期胃癌患者正在接受用紫杉醇與帕博利珠單抗 KEYNOTE-061（NCT02370498）的聯合治療[17]。

3.5 多受體酪氨酸激酶抑制劑：Lenvatinib是一種多受體酪氨酸激酶抑制劑，在腫瘤微環境中通過降低TAM數量與增強CD8+T細胞的功能發揮抗腫瘤活性，且當與PD-1抗體聯合使用時抗腫瘤活性效果顯著增強[18]。

3.6 PD-1/PD-L1檢查點抑制劑：派姆單抗已被美國FDA批準用于 PD-L1陽性即聯合陽性分數（combined positive score，CPS）≥≥S分的復發性局部晚期或轉移性胃或胃食管結合部腺癌的三線治療。納武單抗在韓國等國家被批準可以應用于晚期胃或胃食管連接部腫瘤的三線治療。抗PD-L1抗體avelumab、durvalumab等單藥或聯合其他藥物治療胃癌的臨床試驗已經注冊成功并在進行中[19]。

3.7 IDO1抑制劑：研究發現，IDO1抑制劑增加了盲腸胃腸道間質瘤轉基因小鼠模型中CD8+T細胞的數量，并降低了腫瘤的生長，CD8+T細胞的減少逆轉了腫瘤的生長[4]。有研究表明，IDO1抑制艱難梭菌結腸炎中產生IFN-γ的中性粒細胞，但對盲腸CD4+T細胞數沒有明顯影響。需要注意的是，艱難梭菌結腸炎是一種急性中性粒細胞性疾病，其中T細胞不會顯著影響免疫病理學或生存率。且IDO1調控的盲腸中性粒細胞是IFN-γ的主要來源（＞90%）[4]。這些發現揭示了IDO1在急性胃腸道感染中的新作用，它警告IDO1抑制劑的不良副作用。這是特別值得關注的，因為癌癥患者更容易死于艱難梭菌感染。

4 小結與展望

隨著免疫療法在晚期胃癌臨床前和臨床實驗中取得的較好成果，進展迅速的免疫檢查點抑制劑和聯合免疫治療有望在數年內成為晚期胃癌的主流治療方法之一。有實驗表明HER2陽性表達的胃癌患者對輔助化療療效有影響（差于陰性）。在乳腺癌的治療中，抗CD3和抗HER2/nue特異性抗體活化T細胞（anti-Activated T cells，aATC）能夠消除MDSCs。目前最新研究，在胃癌的臨床前模擬中，使用對HER2癌蛋白特異的CAR-T細胞進行治療以及使用雙功能 α-HER2（Ag1）/CD3（Ag2）RNA 工程化的CAR-T樣人T細胞，誘導顯著的腫瘤消退并延長荷瘤小鼠的存活[25]。故筆者考慮，HER2陽性表達的胃癌患者是否可以嘗試運用于以MDSCs為靶點的免疫療法。