MDSCs与免疫逃逸及中医药治疗的研究进展

★　胡桃第一作者：胡桃(989—)女，03级硕士研究生。研究方向：中医药防治肿瘤。E-mail:00035598@qq.com。　冯正权通信作者：冯正权(967—)，男，医学博士，硕士生导师。研究方向：中医药防治肿瘤。E-mail:fzhq3@aliyun.com。　(.浙江中医药大学　杭州 30053；.浙江省立同德医院肿瘤科　杭州 3000)

MDSCs与免疫逃逸及中医药治疗的研究进展

★胡桃1*第一作者：胡桃(1989—)女，2013级硕士研究生。研究方向：中医药防治肿瘤。E-mail:1010035598@qq.com。冯正权2*通信作者：冯正权(1967—)，男，医学博士，硕士生导师。研究方向：中医药防治肿瘤。E-mail:fzhq213@aliyun.com。(1.浙江中医药大学杭州 310053；2.浙江省立同德医院肿瘤科杭州 3100012)

摘要：肿瘤免疫逃逸是目前研究的热点也是治疗的难点。近年来研究者在荷瘤鼠及肿瘤患者中都发现髓系来源的抑制细胞(MDSCs)的增多，且其与肿瘤免疫逃逸密切相关。大量体内外实验都证实中医药具有调节MDSCs的作用。本文就近几年来有关MDSCs、MDSCs负向免疫调节作用及中医药治疗研究进展做一综述。

关键词：髓系来源的抑制细胞(MDSCs)；肿瘤免疫逃逸；中医药疗法

肿瘤作为目前严重威胁人类健康的疾病之一，其发病率及病死率呈现出逐年上升的趋势。机体内存在着免疫系统能识别非己成分并做出应答，然而肿瘤仍能在宿主体内进行性生长，这表明机体的免疫系统对肿瘤弱反应或不反应，换一种说法就是肿瘤能够通过某些机制使机体不能产生有效的抗肿瘤免疫应答即我们所说的肿瘤免疫逃逸。肿瘤免疫逃逸机制相当复杂，其中免疫抑制性细胞MDSCs是近年来国内外研究的新热点。

1MDSCs概念与起源

MDSCs是一类由髓系祖细胞和未成熟的骨髓细胞(IMCs)组成的异质性细胞群。在正常的个体未成熟的骨髓细胞会分化为巨噬细胞、树突状细胞或者中性粒细胞等成熟的骨髓细胞，但是当机体发生急慢性炎症、感染或者肿瘤的病理情况下，会阻止IMCs正常分化并且会诱导并激活这类具有抑制功能的所谓髓系抑制细胞(MDSCs)。MDSCs主要包括非成熟的单核/巨噬细胞、树突状细胞、粒细胞和其他处于早期分化的骨髓细胞。早在25年前[1]人们发现癌症患者中有MDSCs,并将其命名为自然抑制细胞，但在上世纪90年代研究者们才将MDSCs与肿瘤联系在一起。1998年Bronte等[2]所做的小鼠研究才引起人们广泛的兴趣，研究发现小鼠体内MDSCs表达CD11b+Gr-1+，正常小鼠脾脏中单核细胞表达CD11b+Gr-1+仅占2%～4%，而荷瘤小鼠可高达50%以上。近年来[3]研究发现小鼠体内MDSCs共同表达CD11b+Gr-1+、CD115、CD32/16、IL-4Ra、CD80。根据Ly6C和Ly6G的表达的不同将小鼠体内MDSCs细分两个主要群体：粒细胞性MDSCs(CD11b++Ly-6G+Ly6ClowMDSC)和W单核细胞MDSCs(CD11b+Ly-6G+Ly6ChighMDSC)。G-MDSCs为多形核，表达高水平的精氨酸酶(Arg),而M-MDSCs为单个细胞核且主要合成精氨酸酶(Arg)及一氧化氮合成酶(iNOS)，还表达特定表面标记ICAM-1(CD54),F4/80[4]。1995年[5]首次报道了在头颈部肿瘤患者中发现了表达CD34+MDSCs,后期研究发现人类MDSCs表面表达标志复杂。目前人类[6-7]MDSCs通常被定义为共同表达CD33+CD11b+HLA-DRLOW表面标记，粒细胞性MDSCs主要表达CD14_CD15+CD66b+,而单核性MDSCs主要表达CD14+CD15LOW,此外还表达CD66b和VEGFR1。研究人员[8]还发现人类早幼粒细胞性MDSCs表达CD33+HLA-DR_CD11blow/-CD16-。小鼠与人类MDSCs的都以粒细胞性为主，几乎所有的肿瘤病人和荷瘤鼠模型体内粒细胞性MDSCs占75%，而单核性占25%[9-10]，值得注意的是所有表面标记的MDSC都具有抑制免疫反应的能力。

2MDSC与肿瘤免疫逃逸

MDSCs通过扩增与激活获得免疫抑制功能，首先肿瘤微环境中炎症因子(如IL-1β,IL-12,TNF-α,IFN-γ等)、肿瘤细胞产生的细胞因子(如COX2、M-CSF、GM-CSF、IL-6、VEGF等)、肿瘤间质细胞分泌Toll样受体、补体C5a等通过不同信号途径促进MDSCs的扩增，其次促炎性细胞因子(如IFN-γ，IL-1，IL-13等)通过激活STAT6、NF-κB和STAT1等不同信号转导通路促使MDSCs活化。体内外实验都证实了活化后的MDSCs能通过众多途径发挥负向免疫作用。

MDSCs主要通过抑制T细胞发挥免疫抑制作用，不同群体的MDSCs发挥作用的机制不同。M-MDSCs通过表达高水平的一氧化氮合成酶(iNOS)降解L-精氨酸产生免疫抑制剂NO,NO可干预JAK/STAT/NF-kB信号通路的传导，下调MHCII的表达水平来抑制T细胞活化[11]。而G-MDSCs则通过激活STAT3信号通路上调NADPH氧化酶(NOX2)促进活性氧族(ROS)释放，活性氧族主要成分过氧亚硝基和过氧化氢通过使T细胞受体硝酸化，从而抑制其与MHCII分子的结合，T细胞活化受阻[12]。其中M-MDSCs与G-MDSCs都能通过表达精氨酸酶(Arg)，分解代谢L-精氨酸(L-Arg)。L-精氨酸是T细胞活化所必须的氨基酸，当MDSCs表面高表达精氨酸时，微环境中的L-精氨酸被MDSCs大量消耗，使得T细胞因缺乏L-精氨酸而下调CD3ζ的表达，上调细胞周期素D3、细胞周期素依赖激酶4(CDK4)，导致细胞增殖处于G0～G1期[13-15]，T细胞数量减少，其发挥免疫效应相应的降低。

半胱氨酸是T细胞激活和活化最基本的氨基酸，有两条合成通路，其一[16]运用转化的方式将甲硫氨酸转化为半胱氨酸，胱硫醚酶是其转化过程的关键酶，其二[17]通过胱氨酸转运体Xc转运蛋白将胱氨酸还原成半胱氨酸。MDSCs与T细胞都需要半胱氨酸合成蛋白质及维持细胞的增殖，但他们都不能通过上述两种途径合成，必须依靠胞外摄取[18]。一般情况下，T细胞获取半胱氨酸主要是通过抗原提呈细胞(APC)如树突状细胞、巨噬细胞将胱氨酸还原成半胱氨酸。而MDSCs只能通过竞争获取T细胞半胱氨酸来提供自身所需，这样T细胞的增殖和活化就受到了抑制。此外[19]半胱氨酸也是细胞内氧化还原分子-谷光氨肽(GSH)合成所必须的底物，它具有是细胞不受氧化应激的作用。半胱氨酸的缺乏使其作用得不到发挥，即便缺乏半胱氨酸的T细胞能被激活，但由于缺乏谷光氨肽保护作用，它在向肿瘤组织的趋化过程中，也会因为氧化应激而凋亡。

初始T细胞[20]迁移至外周淋巴器官接受抗原刺激后活化，并最终分化为效应性和记忆性T细胞，而其迁移至外周淋巴器官或效应部位的前提就是高表达L-选择素。L-选择素[21]是选择素家族中的一员，能诱导血液和淋巴系统中白细胞趋化至外周淋巴结和炎症部位，当L-选择素表达减低时，T细胞则不会被趋化至病变部位。MDSCs抑制L-选择素主要通过表达浆膜分子解聚素-金属蛋白酶17(ADAM17)裂解L-选择素的胞外结构域，从而下调其表达[22]。研究发现[23]荷瘤鼠和肿瘤患者外周血中CD4和CD8+T细胞表面低表达L-选择素(CD62L)，且L-选择素与MDSCs成反比，MDSCs在体内大量积聚的小鼠，其CD4和CD8+T细胞表面表达L-选择素的水平明显下降。手术切除原位瘤患者减少了其肿瘤组织中MDSCs的数量，相应的，外周循环T细胞表面L-选择素的表达水平提高[24]，表明MDSCs能通过抑制T细胞归巢发挥免疫抑制作用。

MDSCs还对一系列的免疫细胞具有一定的作用，其中包括调节性T细胞、巨噬细胞和NK细胞。调节性T细胞是一类肿瘤细胞诱导的具有负向免疫调节作用的细胞群体，其表面特异性的标达CD4+CD25+Foxp3+表面标记。MDSCs诱导的调节性T细胞的扩增需要肿瘤特异性T细胞的活化和细胞因子IL-10及IFNγ的参与，在荷瘤鼠中MDSCs主要通过MDSCs表面表达的CD40与调节性T细胞表达的CD40L的相互作用及IL-10和TGF-β的参与来完成[25-26]。MDSCs分泌产生的IL-10能够抑制巨噬细胞表达IL-12从而使肿瘤机体发挥免疫作用呈Th2漂移[27]。NK细胞的活性也受到了MDSCs的抑制。研究发现[28-30]，MDSCs能通过膜结合型TGF-β介导的细胞和细胞之间的直接接触阻止NK细胞表面活化受体NKG2D的表达，进而抑制NK细胞的杀伤活性和IFN-γ的产生。此外，MDSCs还能与NK细胞受体NKp30相互作用抑制NK细胞的功能。最新研究证实[31]肿瘤源性乳酸能促进MDSCs的扩增并能发挥抑制NK细胞的溶胞能力，这样肿瘤源性乳酸不仅能起直接抑制作用，还可通过促进MDSCs的增殖在一定程度上发挥间接抑制功能。总之MDSCs发挥免疫抑制途径多种多样，目前研究尚不完备，仍需进一步的研究探讨。

3中医药的研究进展

中医药治疗肿瘤是我国的治疗特色，中医药在提高患者的免疫力，改善患者生存质量，延长患者生存期方面有着不可争议的作用，越来越多的研究证实中医药在抗肿瘤免疫逃逸方面亦有着不可忽视的作用，其中中医药对调节性细胞的作用，国内外学者对其做了充足的研究，并取得可喜的成果，而对近几年兴起的MDSCs的研究尚且不足，但仍有不少学者通过临床及动物实验证明并认识到中医药对MDSCs的调节作用及机制。

3.1中药单体对MDSCs的研究2007年美国NCI分子免疫调节实验室与我国中医科学院广安门医院肿瘤科实验研究表明扶正中药在一定程度上抑制了MDSCs的表型及功能[32]。柴旺等[33]通过建立B16～F10荷瘤鼠模型，观察黄芪多糖对MDSCs细胞的作用及其作用的机制，结果发现黄芪多糖低剂量组、黄芪多糖高剂量组与对照组相比明显降低了荷瘤鼠脾脏中Gr-1+CD11b+髓样抑制细胞，且这两组荷瘤鼠脾脏中调节性T细胞比例、血清中IL-10、TGF-p、VEGF分泌水平均显著下降,而IFN-γ和TNF-α分泌水平显著提升。表明黄芪多糖具有下调MDSCs的免疫抑制作用，其机制与减少调节性T细胞的比列及其分泌的细胞因子有关。体内外研究[34]发现18β-甘草次酸对MDSCs具有免疫抑制功能。研究者以荷鼠源性肝癌细胞H22雄性小鼠模型为研究目标，体外结果显示18β-甘草次酸能下调MDSCs中Arg-1、iNOS和ROS的表达；并有干预MDSCs抑制T细胞增殖的作用。体内实验结果也证明了18β-甘草次酸组MDSCs表面表达的Arg-1、iNOS和ROS是下调的，同时NK细胞的表达较模型组明显升高。该实验证实了18β-甘草次酸能通过明显下调MDSCs功能中Arg-1、iNOS和ROS的表达和上调荷瘤小鼠模型中NK细胞的表达及干预MDSCs对T细胞的抑制作用发挥抗肿瘤免疫抑制作用。

3.2中药成方对MDSCs的研究中药成方通过融合中医药的精髓：辨证论治、整体观念、精心配伍而成，其不仅能做到微观把控，而且能宏观调控机体全身各个方面，从而使机体达到阴阳平衡状态，即所谓阴平阳秘，精神乃治。八宝丹(牛黄、蛇胆、羚羊角、珍珠、三七、麝香等)具有清利湿热,活血解毒,去黄止痛的作用。研究[35]发现其能明显抑制肿瘤的生长，与化疗药物同用能显著减轻化疗药物对机体血液系统、免疫器官的损伤及减轻胃肠道反应，是临床常用的抗肿瘤药物，但其抑瘤机制尚不明确。吴皓等[36]通过将C26荷瘤小鼠模型分为对照组、模型组、吉西他滨组和八宝丹组，结果发现吉西他滨组抑瘤率最高，八宝丹组次之，模型组中C26荷瘤小鼠无论是脾、外周血还是骨髓中，MDSCs细胞比例都明显升高，说明C26结肠癌接种于小鼠体内后可以诱导产生大量的MDSCs细胞。八宝丹组小鼠的外周血、脾和骨髓中的MDSCs均比模型组低。此项实验证实了肿瘤的发生和MDSCs有关，肿瘤能够增加MDSCs的数量，而八宝丹能通过减少MDSCs的数量和比例来抑制肿瘤免疫抑制功能，发挥抗肿瘤的作用。临床研究[37]通过将130例结直肠癌按随机对照方法分为龙木消瘤方(参苓白术散加岭南中药化裁而成)联合FOLFOX组和FOLFOX组，结果发现前者能明显降低结直肠癌患者血清中MDSCs比例及IL-6、TGF-β1的表达水平，并且在临床疗效、中医临床证候疗效及生存质量上都得到显著的提高。表明龙木消瘤方联合化疗能达到减毒的作用，其机制与减少肿瘤微环境中免疫抑制性细胞MDSCs数量和免疫抑制细胞因子的表达有关。

上述的研究表明中医药对MDSCs具有一定的调节作用，能够在一定程度上逆转肿瘤的免疫逃逸，尽管有些作用机制尚未明了，仍需进一步的研究与探索，但是为肿瘤免疫治疗提供了新的思路和方法。

结语：100年前保罗·埃尔利希就提出通过激活宿主免疫系统来达到抗性肿瘤的目的，目前仍是肿瘤免疫学的一个目标。许多创新与创造性的肿瘤免疫治疗的策略在实验中得到可喜的成果，当他们被运用于肿瘤患者时，结果总是令人不满，究其原因不外乎肿瘤细胞的免疫抑制作用。负向免疫调控细胞MDSCs的发现及其作用机制日渐明朗为以后建立有效的免疫疗法有着至关重要的作用。中医药在抗肿瘤逃逸中的作用也逐渐得到人们的认可，大量的体内外实验都证实了它的重要性，正确认识中医药的地位是最大限度发挥其作用的前提。中医药是我国千百年来经验总结的精华，其价值不言而喻，如何更好的发挥其价值造福于人类需要每个人的努力。

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MDSCs and Immune Escape and Research Progress of Chinese Medicine Treatment

HU Tao1，FENG Zheng-quan2

1.ZhejiangChineseMedicalUniversity,Hangzhou310053,China;

2.TumorDepartment,ZhengjiangProvincialTongdeHospital,Hangzhou310053,China.

Abstract:Currently,immunosuppression of tumor is not only the hot point of research but also the difficult point of treatment. Researchers have found that there are a lot of MDSCs with the tumor patients and tumor Bearing Mice, which is bound up with immunosuppression of tumor. a large number of in vivo or vitro experimentations have demonstrated that Chinese medicine can regulate the MDSCs.The paper summarizes the messages about MDSCs ,immunosuppression of tumor and the regulation function of Chinese medicine .

Key words:Myeloid-derived Suppressor Cells; Immune Escape; Chinese Medicine

收稿日期：(2014-12-21)编辑：秦小珑

中图分类号：R730.23

文献标识码：A