髓源抑制性细胞在多发性骨髓瘤发生发展中的作用机制研究进展

朱玉娣 陈兵

髓源抑制性细胞(myeloid derived suppressor cells，MDSCs)是一类具有未成熟性、异质性、可塑性的细胞群体，主要由两大组细胞组成：粒系髓源抑制性细胞(G-MDSCs)或多形核髓源抑制性细胞(PMN-MDSCs)和单核髓源抑制性细胞(M-MDSCs)。人MDSCs主要存在于血液和肿瘤组织中，对于不同组织类型的肿瘤，MDSCs的作用不同[1]。本文主要就目前多发性骨髓瘤(MM)中MDSCs的作用机制以及针对MDSCs的治疗策略进展作一综述。

1 MM中MDSCs的免疫机制——肿瘤发展

生理状态下MDSCs处于静息状态，在癌症、感染性疾病、自身免疫性疾病等病理状态下，MDSCs被激活，在肿瘤组织、骨髓、脾脏、淋巴结以及血液中富集，通过直接接触和释放细胞因子等发挥免疫抑制作用。MDSCs主要通过抑制效应T细胞、抗原提呈细胞等抑制先天性免疫及获得性免疫，下面详细介绍其作用机制。

1.1 抑制T细胞功能

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)通过诱导型iNOS 和Arg-1 在巨噬细胞中分解代谢，而MDSCs高表达Arg-1和iNOS，从而使骨髓微环境中的L-Arg分解增强。L-Arg缺乏可通过多种机制抑制T细胞功能，如降低T细胞增殖所需的肌动蛋白的恢复、选择性地抑制细胞周期蛋白D3和细胞周期素依赖性激酶4(CDK4)的表达、降低T细胞受体CD3(TCR-CD3)ζ链的生成。另外，L-Arg的代谢产物之一一氧化氮(NO)也可通过不同的机制抑制T细胞功能。早在1998年就有学者发现，NO可以通过激活鸟苷酸环化酶,从而减少蛋白酪氨酸激酶3(JAK3)和信号转导转录因子(STAT)5上酪氨酸残基的磷酸化来诱导T细胞失能。

1.1.2 活性氧(ROS)：MDSCs免疫抑制的另一个特点是ROS的累积，主要以过氧化氢(H2O2)的形式存在。目前有许多研究报道，来自荷瘤小鼠和癌症病人的MDSCs产生了大量的ROS。在病理状态下，高水平的ROS可广泛抑制T淋巴细胞迁移，帮助癌细胞存活或延长慢性感染，其主要分子机制是通过Src激酶使磷酸肌醇3激酶(PI3K)信号负调控因子[含有SH2结构的5，肌醇磷酸酶-1(SHIP-1)]磷酸化，从而抑制T细胞迁移[2]。

1.1.3 过氧亚硝酸盐：肿瘤微环境中，NO和超氧阴离子发生化学反应生成的过氧亚硝酸盐，是体内最强的氧化剂之一。MDSCs诱导产生的过氧亚硝酸盐可以使T细胞受体或主要组织相容性抗原亚硝基化，进而损伤抗原表达以及CD8+T细胞识别抗原。此外，过氧亚硝酸盐还可以抑制T细胞向肿瘤的趋化，促进T细胞凋亡[3]。

1.1.4 其他：细胞介导的抗肿瘤免疫和免疫监视取决于肿瘤引流淋巴结或肿瘤微环境中原始淋巴细胞的活化，这些过程涉及淋巴细胞从血液和淋巴管中的外渗及其向淋巴结和肿瘤部位的归巢。血源性MDSCs可以诱导CD4+T细胞、CD8+T细胞和脾脏B细胞黏附分子L-选择素的下调，从而降低淋巴结内CD8+T细胞的归巢和抗原依赖性活化[4]。

1.2 募集调节性T细胞(Tregs) Tregs可通过细胞间的接触和促进抗炎细胞因子如IL-10和转化生长因子-β(TGF-β)的产生来抑制肿瘤特异性CD8+T细胞和CD4+T细胞的功能[5]。MDSCs与Tregs之间CD40/CD40配体(CD40L)的相互作用导致Tregs的克隆性扩增，并诱导幼稚T辅助细胞转化为Tregs。此外，肿瘤浸润的M-MDSCs分泌的C-C趋化因子受体5(CCR5)可以招募大量的Tregs，揭示了一种新的MDSCs的抑制作用[6]。

1.3 抑制先天性免疫 MDSCs不仅可以抑制获得性免疫，对先天性免疫也有负向调控作用。MDSCs可以通过T细胞表面受体(TCR4)增加IL-10的分泌，进而下调巨噬细胞IL-12的分泌，促进巨噬细胞向M2型巨噬细胞分化，而M2型巨噬细胞具有促肿瘤作用。此外，MDSCs可以拮抗自然杀伤(NK)细胞Fc受体(FcR)介导的杀伤功能和信号转导，该机制可能是通过其产生的NO介导的[7]。

2 MM中MDSCs的非免疫机制——肿瘤的侵袭与转移

MDSCs不仅可以抑制免疫反应，还可以通过非免疫途径促进肿瘤进展。

2.1 促进血管生成 MM衍生的PMN-MDSCs通过表达和上调多种血管生成相关因子促进血管生成，且体内血管生成减少与PMN-MDSCs水平降低有关[8]。Bv 8又称为前动力蛋白2，是髓系细胞动员和髓系细胞依赖性肿瘤血管生成的重要介导因子。有研究发现，CD11b+Gr1+髓系细胞可能通过G-CSF—STAT3—Bv8轴促进血管生成，但该结果仍需要更多的研究来进一步确定[9]。

2.2 促进破骨细胞生成 研究证明，体内外MDSCs均可分化为成熟的破骨细胞，用唑来膦酸(Za)治疗MM致敏小鼠，能降低MDSCs分化为破骨细胞的能力。这为MDSCs促进MM的发展、增加肿瘤负担和骨吸收提供了证据[10]。

3 针对MDSCs作用机制的治疗策略

学者们越来越认识到免疫抑制在促进肿瘤的发展中起着至关重要的作用，并可能导致免疫治疗的失败。事实上，成功的免疫治疗策略需要消除体内的抑制因子。MDSCs是MM和其他病理状态下的主要免疫抑制因子之一，而硼替佐米等MM主要治疗药物无法针对MDSCs，因此学者们目前正在探索针对免疫抑制因子的治疗方法，并期待这方面的新药和新治疗方法的问世。

3.1 清除MDSCs 在病理状态下，某些化疗药物可直接清除MDSCs，明显改善免疫治疗的抗肿瘤反应。地西他滨不仅能抑制MM细胞的增殖，还可破坏MM微环境中的M-MDSCs，从而增强T细胞的免疫应答[11]。另外有研究发现，胡桃酮可以通过抑制IL-1β进而下调MDSCs的累积以及减少CD8+T细胞分泌干扰素-γ(IFN-γ)[12]。既往还有许多研究发现，传统药物如顺铂、5-氟尿嘧啶、6-硫鸟嘌呤以及热休克蛋白(HSP)90抑制剂也可通过减少MDSCs细胞来改善免疫抑制微环境。

3.2 促进MDSCs成熟分化 正常生理状态下，MDSCs可以分化为成熟的髓系细胞(巨噬细胞、树突状细胞或粒细胞)从而促进肿瘤细胞的死亡。既往有大量研究证明，全反式维甲酸、维生素D可以诱导未成熟髓系细胞成熟。有些学者发现，组蛋白去乙酰化酶抑制剂可以降低肿瘤微环境中M-MDSCs转化为G-MDSCs的能力并诱导其向巨噬细胞或树突状细胞分化，因此可选择性靶向这些免疫细胞，为MM的治疗提供新的机会[13]。Lee等[14]提出，toll样受体(TLR)激动剂雷喹莫特与TLR7、TLR8结合，可诱导MDSCs分化为巨噬细胞和树突状细胞，揭示雷喹莫特可通过减少MDSCs来改善肿瘤免疫治疗的效果。

3.3 抑制MDSCs的负调控作用 Mao等[15]发现前列腺素E2(PGE2)可以诱导MDSCs抑制NK细胞功能，其机制主要是通过EP2/4受体和p38 MAPK/ERK通路激活髓系细胞产生TGF-β，因此联合靶向环氧合酶-2(COX-2)和过继性NK细胞治疗MM可以取得良好的疗效。Tai等[16]研究发现，西地那非通过下调Arg-1、IL-4Ra和ROS的表达，降低G-MDSC功能，使NK细胞具有抗肿瘤细胞毒性，从而降低MM复发率。

3.4 减少MDSCs的增殖及聚集 基质金属蛋白酶(MMP-9)裂解的骨桥蛋白生成OPN-32kda片段可以促进MDSCs的扩增，这可能有助于肿瘤免疫逃逸，而用单克隆抗体和抑制剂(TIMP-1)抑制MMP-9的作用可以抑制体内MDSCs的扩增[17]。另外有研究发现，抑制STAT3后，MDSCs的凋亡信号通路被激活，表现为促凋亡蛋白Bax基因表达上调、抗凋亡蛋白Bcl-2基因表达下调。并且随着下游p38 MAPK通路的激活，促生存标志物磷酸化细胞外调节蛋白激酶(pErk)和磷酸化蛋白激酶B(pAkt)水平下降，促凋亡标志物Fas水平增加[18]。目前已有一些STAT3活化抑制剂，如肽类、小分子抑制剂和铂类药物被用于减少MDSCs的增殖。

4 结语

随着新药时代的到来，尤其是免疫治疗的兴起，MM病人的预后较之前明显提高。但由于MM病人免疫功能失调，大多数病人对免疫治疗的反应及持续时间达不到预期。在MM微环境中，MDSCs是其重要组成部分，通过对此类细胞的深入了解与研究，可以找到更多更可靠的靶点，为MM病人的治疗提供新的有效的治疗策略。