髓源抑制性細胞在多發性骨髓瘤發生發展中的作用機制研究進展

朱玉娣 陳兵

髓源抑制性細胞(myeloid derived suppressor cells，MDSCs)是一類具有未成熟性、異質性、可塑性的細胞群體，主要由兩大組細胞組成：粒系髓源抑制性細胞(G-MDSCs)或多形核髓源抑制性細胞(PMN-MDSCs)和單核髓源抑制性細胞(M-MDSCs)。人MDSCs主要存在于血液和腫瘤組織中，對于不同組織類型的腫瘤，MDSCs的作用不同[1]。本文主要就目前多發性骨髓瘤(MM)中MDSCs的作用機制以及針對MDSCs的治療策略進展作一綜述。

1 MM中MDSCs的免疫機制——腫瘤發展

生理狀態下MDSCs處于靜息狀態，在癌癥、感染性疾病、自身免疫性疾病等病理狀態下，MDSCs被激活，在腫瘤組織、骨髓、脾臟、淋巴結以及血液中富集，通過直接接觸和釋放細胞因子等發揮免疫抑制作用。MDSCs主要通過抑制效應T細胞、抗原提呈細胞等抑制先天性免疫及獲得性免疫，下面詳細介紹其作用機制。

1.1 抑制T細胞功能

1.1.1 精氨酸酶-1(Arg-1)和一氧化氮合成酶(iNOS)：L-精氨酸(L-Arg)通過誘導型iNOS 和Arg-1 在巨噬細胞中分解代謝，而MDSCs高表達Arg-1和iNOS，從而使骨髓微環境中的L-Arg分解增強。L-Arg缺乏可通過多種機制抑制T細胞功能，如降低T細胞增殖所需的肌動蛋白的恢復、選擇性地抑制細胞周期蛋白D3和細胞周期素依賴性激酶4(CDK4)的表達、降低T細胞受體CD3(TCR-CD3)ζ鏈的生成。另外，L-Arg的代謝產物之一一氧化氮(NO)也可通過不同的機制抑制T細胞功能。早在1998年就有學者發現，NO可以通過激活鳥苷酸環化酶,從而減少蛋白酪氨酸激酶3(JAK3)和信號轉導轉錄因子(STAT)5上酪氨酸殘基的磷酸化來誘導T細胞失能。

1.1.2 活性氧(ROS)：MDSCs免疫抑制的另一個特點是ROS的累積，主要以過氧化氫(H2O2)的形式存在。目前有許多研究報道，來自荷瘤小鼠和癌癥病人的MDSCs產生了大量的ROS。在病理狀態下，高水平的ROS可廣泛抑制T淋巴細胞遷移，幫助癌細胞存活或延長慢性感染，其主要分子機制是通過Src激酶使磷酸肌醇3激酶(PI3K)信號負調控因子[含有SH2結構的5，肌醇磷酸酶-1(SHIP-1)]磷酸化，從而抑制T細胞遷移[2]。

1.1.3 過氧亞硝酸鹽：腫瘤微環境中，NO和超氧陰離子發生化學反應生成的過氧亞硝酸鹽，是體內最強的氧化劑之一。MDSCs誘導產生的過氧亞硝酸鹽可以使T細胞受體或主要組織相容性抗原亞硝基化，進而損傷抗原表達以及CD8+T細胞識別抗原。此外，過氧亞硝酸鹽還可以抑制T細胞向腫瘤的趨化，促進T細胞凋亡[3]。

1.1.4 其他：細胞介導的抗腫瘤免疫和免疫監視取決于腫瘤引流淋巴結或腫瘤微環境中原始淋巴細胞的活化，這些過程涉及淋巴細胞從血液和淋巴管中的外滲及其向淋巴結和腫瘤部位的歸巢。血源性MDSCs可以誘導CD4+T細胞、CD8+T細胞和脾臟B細胞黏附分子L-選擇素的下調，從而降低淋巴結內CD8+T細胞的歸巢和抗原依賴性活化[4]。

1.2 募集調節性T細胞(Tregs) Tregs可通過細胞間的接觸和促進抗炎細胞因子如IL-10和轉化生長因子-β(TGF-β)的產生來抑制腫瘤特異性CD8+T細胞和CD4+T細胞的功能[5]。MDSCs與Tregs之間CD40/CD40配體(CD40L)的相互作用導致Tregs的克隆性擴增，并誘導幼稚T輔助細胞轉化為Tregs。此外，腫瘤浸潤的M-MDSCs分泌的C-C趨化因子受體5(CCR5)可以招募大量的Tregs，揭示了一種新的MDSCs的抑制作用[6]。

1.3 抑制先天性免疫 MDSCs不僅可以抑制獲得性免疫，對先天性免疫也有負向調控作用。MDSCs可以通過T細胞表面受體(TCR4)增加IL-10的分泌，進而下調巨噬細胞IL-12的分泌，促進巨噬細胞向M2型巨噬細胞分化，而M2型巨噬細胞具有促腫瘤作用。此外，MDSCs可以拮抗自然殺傷(NK)細胞Fc受體(FcR)介導的殺傷功能和信號轉導，該機制可能是通過其產生的NO介導的[7]。

2 MM中MDSCs的非免疫機制——腫瘤的侵襲與轉移

MDSCs不僅可以抑制免疫反應，還可以通過非免疫途徑促進腫瘤進展。

2.1 促進血管生成 MM衍生的PMN-MDSCs通過表達和上調多種血管生成相關因子促進血管生成，且體內血管生成減少與PMN-MDSCs水平降低有關[8]。Bv 8又稱為前動力蛋白2，是髓系細胞動員和髓系細胞依賴性腫瘤血管生成的重要介導因子。有研究發現，CD11b+Gr1+髓系細胞可能通過G-CSF—STAT3—Bv8軸促進血管生成，但該結果仍需要更多的研究來進一步確定[9]。

2.2 促進破骨細胞生成 研究證明，體內外MDSCs均可分化為成熟的破骨細胞，用唑來膦酸(Za)治療MM致敏小鼠，能降低MDSCs分化為破骨細胞的能力。這為MDSCs促進MM的發展、增加腫瘤負擔和骨吸收提供了證據[10]。

3 針對MDSCs作用機制的治療策略

學者們越來越認識到免疫抑制在促進腫瘤的發展中起著至關重要的作用，并可能導致免疫治療的失敗。事實上，成功的免疫治療策略需要消除體內的抑制因子。MDSCs是MM和其他病理狀態下的主要免疫抑制因子之一，而硼替佐米等MM主要治療藥物無法針對MDSCs，因此學者們目前正在探索針對免疫抑制因子的治療方法，并期待這方面的新藥和新治療方法的問世。

3.1 清除MDSCs 在病理狀態下，某些化療藥物可直接清除MDSCs，明顯改善免疫治療的抗腫瘤反應。地西他濱不僅能抑制MM細胞的增殖，還可破壞MM微環境中的M-MDSCs，從而增強T細胞的免疫應答[11]。另外有研究發現，胡桃酮可以通過抑制IL-1β進而下調MDSCs的累積以及減少CD8+T細胞分泌干擾素-γ(IFN-γ)[12]。既往還有許多研究發現，傳統藥物如順鉑、5-氟尿嘧啶、6-硫鳥嘌呤以及熱休克蛋白(HSP)90抑制劑也可通過減少MDSCs細胞來改善免疫抑制微環境。

3.2 促進MDSCs成熟分化 正常生理狀態下，MDSCs可以分化為成熟的髓系細胞(巨噬細胞、樹突狀細胞或粒細胞)從而促進腫瘤細胞的死亡。既往有大量研究證明，全反式維甲酸、維生素D可以誘導未成熟髓系細胞成熟。有些學者發現，組蛋白去乙酰化酶抑制劑可以降低腫瘤微環境中M-MDSCs轉化為G-MDSCs的能力并誘導其向巨噬細胞或樹突狀細胞分化，因此可選擇性靶向這些免疫細胞，為MM的治療提供新的機會[13]。Lee等[14]提出，toll樣受體(TLR)激動劑雷喹莫特與TLR7、TLR8結合，可誘導MDSCs分化為巨噬細胞和樹突狀細胞，揭示雷喹莫特可通過減少MDSCs來改善腫瘤免疫治療的效果。

3.3 抑制MDSCs的負調控作用 Mao等[15]發現前列腺素E2(PGE2)可以誘導MDSCs抑制NK細胞功能，其機制主要是通過EP2/4受體和p38 MAPK/ERK通路激活髓系細胞產生TGF-β，因此聯合靶向環氧合酶-2(COX-2)和過繼性NK細胞治療MM可以取得良好的療效。Tai等[16]研究發現，西地那非通過下調Arg-1、IL-4Ra和ROS的表達，降低G-MDSC功能，使NK細胞具有抗腫瘤細胞毒性，從而降低MM復發率。

3.4 減少MDSCs的增殖及聚集 基質金屬蛋白酶(MMP-9)裂解的骨橋蛋白生成OPN-32kda片段可以促進MDSCs的擴增，這可能有助于腫瘤免疫逃逸，而用單克隆抗體和抑制劑(TIMP-1)抑制MMP-9的作用可以抑制體內MDSCs的擴增[17]。另外有研究發現，抑制STAT3后，MDSCs的凋亡信號通路被激活，表現為促凋亡蛋白Bax基因表達上調、抗凋亡蛋白Bcl-2基因表達下調。并且隨著下游p38 MAPK通路的激活，促生存標志物磷酸化細胞外調節蛋白激酶(pErk)和磷酸化蛋白激酶B(pAkt)水平下降，促凋亡標志物Fas水平增加[18]。目前已有一些STAT3活化抑制劑，如肽類、小分子抑制劑和鉑類藥物被用于減少MDSCs的增殖。

4 結語

隨著新藥時代的到來，尤其是免疫治療的興起，MM病人的預后較之前明顯提高。但由于MM病人免疫功能失調，大多數病人對免疫治療的反應及持續時間達不到預期。在MM微環境中，MDSCs是其重要組成部分，通過對此類細胞的深入了解與研究，可以找到更多更可靠的靶點，為MM病人的治療提供新的有效的治療策略。