MDSCs與免疫逃逸及中醫藥治療的研究進展

★　胡桃第一作者：胡桃(989—)女，03級碩士研究生。研究方向：中醫藥防治腫瘤。E-mail:00035598@qq.com。　馮正權通信作者：馮正權(967—)，男，醫學博士，碩士生導師。研究方向：中醫藥防治腫瘤。E-mail:fzhq3@aliyun.com。　(.浙江中醫藥大學　杭州 30053；.浙江省立同德醫院腫瘤科　杭州 3000)

MDSCs與免疫逃逸及中醫藥治療的研究進展

★胡桃1*第一作者：胡桃(1989—)女，2013級碩士研究生。研究方向：中醫藥防治腫瘤。E-mail:1010035598@qq.com。馮正權2*通信作者：馮正權(1967—)，男，醫學博士，碩士生導師。研究方向：中醫藥防治腫瘤。E-mail:fzhq213@aliyun.com。(1.浙江中醫藥大學杭州 310053；2.浙江省立同德醫院腫瘤科杭州 3100012)

摘要：腫瘤免疫逃逸是目前研究的熱點也是治療的難點。近年來研究者在荷瘤鼠及腫瘤患者中都發現髓系來源的抑制細胞(MDSCs)的增多，且其與腫瘤免疫逃逸密切相關。大量體內外實驗都證實中醫藥具有調節MDSCs的作用。本文就近幾年來有關MDSCs、MDSCs負向免疫調節作用及中醫藥治療研究進展做一綜述。

關鍵詞：髓系來源的抑制細胞(MDSCs)；腫瘤免疫逃逸；中醫藥療法

腫瘤作為目前嚴重威脅人類健康的疾病之一，其發病率及病死率呈現出逐年上升的趨勢。機體內存在著免疫系統能識別非己成分并做出應答，然而腫瘤仍能在宿主體內進行性生長，這表明機體的免疫系統對腫瘤弱反應或不反應，換一種說法就是腫瘤能夠通過某些機制使機體不能產生有效的抗腫瘤免疫應答即我們所說的腫瘤免疫逃逸。腫瘤免疫逃逸機制相當復雜，其中免疫抑制性細胞MDSCs是近年來國內外研究的新熱點。

1MDSCs概念與起源

MDSCs是一類由髓系祖細胞和未成熟的骨髓細胞(IMCs)組成的異質性細胞群。在正常的個體未成熟的骨髓細胞會分化為巨噬細胞、樹突狀細胞或者中性粒細胞等成熟的骨髓細胞，但是當機體發生急慢性炎癥、感染或者腫瘤的病理情況下，會阻止IMCs正常分化并且會誘導并激活這類具有抑制功能的所謂髓系抑制細胞(MDSCs)。MDSCs主要包括非成熟的單核/巨噬細胞、樹突狀細胞、粒細胞和其他處于早期分化的骨髓細胞。早在25年前[1]人們發現癌癥患者中有MDSCs,并將其命名為自然抑制細胞，但在上世紀90年代研究者們才將MDSCs與腫瘤聯系在一起。1998年Bronte等[2]所做的小鼠研究才引起人們廣泛的興趣，研究發現小鼠體內MDSCs表達CD11b+Gr-1+，正常小鼠脾臟中單核細胞表達CD11b+Gr-1+僅占2%～4%，而荷瘤小鼠可高達50%以上。近年來[3]研究發現小鼠體內MDSCs共同表達CD11b+Gr-1+、CD115、CD32/16、IL-4Ra、CD80。根據Ly6C和Ly6G的表達的不同將小鼠體內MDSCs細分兩個主要群體：粒細胞性MDSCs(CD11b++Ly-6G+Ly6ClowMDSC)和W單核細胞MDSCs(CD11b+Ly-6G+Ly6ChighMDSC)。G-MDSCs為多形核，表達高水平的精氨酸酶(Arg),而M-MDSCs為單個細胞核且主要合成精氨酸酶(Arg)及一氧化氮合成酶(iNOS)，還表達特定表面標記ICAM-1(CD54),F4/80[4]。1995年[5]首次報道了在頭頸部腫瘤患者中發現了表達CD34+MDSCs,后期研究發現人類MDSCs表面表達標志復雜。目前人類[6-7]MDSCs通常被定義為共同表達CD33+CD11b+HLA-DRLOW表面標記，粒細胞性MDSCs主要表達CD14_CD15+CD66b+,而單核性MDSCs主要表達CD14+CD15LOW,此外還表達CD66b和VEGFR1。研究人員[8]還發現人類早幼粒細胞性MDSCs表達CD33+HLA-DR_CD11blow/-CD16-。小鼠與人類MDSCs的都以粒細胞性為主，幾乎所有的腫瘤病人和荷瘤鼠模型體內粒細胞性MDSCs占75%，而單核性占25%[9-10]，值得注意的是所有表面標記的MDSC都具有抑制免疫反應的能力。

2MDSC與腫瘤免疫逃逸

MDSCs通過擴增與激活獲得免疫抑制功能，首先腫瘤微環境中炎癥因子(如IL-1β,IL-12,TNF-α,IFN-γ等)、腫瘤細胞產生的細胞因子(如COX2、M-CSF、GM-CSF、IL-6、VEGF等)、腫瘤間質細胞分泌Toll樣受體、補體C5a等通過不同信號途徑促進MDSCs的擴增，其次促炎性細胞因子(如IFN-γ，IL-1，IL-13等)通過激活STAT6、NF-κB和STAT1等不同信號轉導通路促使MDSCs活化。體內外實驗都證實了活化后的MDSCs能通過眾多途徑發揮負向免疫作用。

MDSCs主要通過抑制T細胞發揮免疫抑制作用，不同群體的MDSCs發揮作用的機制不同。M-MDSCs通過表達高水平的一氧化氮合成酶(iNOS)降解L-精氨酸產生免疫抑制劑NO,NO可干預JAK/STAT/NF-kB信號通路的傳導，下調MHCII的表達水平來抑制T細胞活化[11]。而G-MDSCs則通過激活STAT3信號通路上調NADPH氧化酶(NOX2)促進活性氧族(ROS)釋放，活性氧族主要成分過氧亞硝基和過氧化氫通過使T細胞受體硝酸化，從而抑制其與MHCII分子的結合，T細胞活化受阻[12]。其中M-MDSCs與G-MDSCs都能通過表達精氨酸酶(Arg)，分解代謝L-精氨酸(L-Arg)。L-精氨酸是T細胞活化所必須的氨基酸，當MDSCs表面高表達精氨酸時，微環境中的L-精氨酸被MDSCs大量消耗，使得T細胞因缺乏L-精氨酸而下調CD3ζ的表達，上調細胞周期素D3、細胞周期素依賴激酶4(CDK4)，導致細胞增殖處于G0～G1期[13-15]，T細胞數量減少，其發揮免疫效應相應的降低。

半胱氨酸是T細胞激活和活化最基本的氨基酸，有兩條合成通路，其一[16]運用轉化的方式將甲硫氨酸轉化為半胱氨酸，胱硫醚酶是其轉化過程的關鍵酶，其二[17]通過胱氨酸轉運體Xc轉運蛋白將胱氨酸還原成半胱氨酸。MDSCs與T細胞都需要半胱氨酸合成蛋白質及維持細胞的增殖，但他們都不能通過上述兩種途徑合成，必須依靠胞外攝取[18]。一般情況下，T細胞獲取半胱氨酸主要是通過抗原提呈細胞(APC)如樹突狀細胞、巨噬細胞將胱氨酸還原成半胱氨酸。而MDSCs只能通過競爭獲取T細胞半胱氨酸來提供自身所需，這樣T細胞的增殖和活化就受到了抑制。此外[19]半胱氨酸也是細胞內氧化還原分子-谷光氨肽(GSH)合成所必須的底物，它具有是細胞不受氧化應激的作用。半胱氨酸的缺乏使其作用得不到發揮，即便缺乏半胱氨酸的T細胞能被激活，但由于缺乏谷光氨肽保護作用，它在向腫瘤組織的趨化過程中，也會因為氧化應激而凋亡。

初始T細胞[20]遷移至外周淋巴器官接受抗原刺激后活化，并最終分化為效應性和記憶性T細胞，而其遷移至外周淋巴器官或效應部位的前提就是高表達L-選擇素。L-選擇素[21]是選擇素家族中的一員，能誘導血液和淋巴系統中白細胞趨化至外周淋巴結和炎癥部位，當L-選擇素表達減低時，T細胞則不會被趨化至病變部位。MDSCs抑制L-選擇素主要通過表達漿膜分子解聚素-金屬蛋白酶17(ADAM17)裂解L-選擇素的胞外結構域，從而下調其表達[22]。研究發現[23]荷瘤鼠和腫瘤患者外周血中CD4和CD8+T細胞表面低表達L-選擇素(CD62L)，且L-選擇素與MDSCs成反比，MDSCs在體內大量積聚的小鼠，其CD4和CD8+T細胞表面表達L-選擇素的水平明顯下降。手術切除原位瘤患者減少了其腫瘤組織中MDSCs的數量，相應的，外周循環T細胞表面L-選擇素的表達水平提高[24]，表明MDSCs能通過抑制T細胞歸巢發揮免疫抑制作用。

MDSCs還對一系列的免疫細胞具有一定的作用，其中包括調節性T細胞、巨噬細胞和NK細胞。調節性T細胞是一類腫瘤細胞誘導的具有負向免疫調節作用的細胞群體，其表面特異性的標達CD4+CD25+Foxp3+表面標記。MDSCs誘導的調節性T細胞的擴增需要腫瘤特異性T細胞的活化和細胞因子IL-10及IFNγ的參與，在荷瘤鼠中MDSCs主要通過MDSCs表面表達的CD40與調節性T細胞表達的CD40L的相互作用及IL-10和TGF-β的參與來完成[25-26]。MDSCs分泌產生的IL-10能夠抑制巨噬細胞表達IL-12從而使腫瘤機體發揮免疫作用呈Th2漂移[27]。NK細胞的活性也受到了MDSCs的抑制。研究發現[28-30]，MDSCs能通過膜結合型TGF-β介導的細胞和細胞之間的直接接觸阻止NK細胞表面活化受體NKG2D的表達，進而抑制NK細胞的殺傷活性和IFN-γ的產生。此外，MDSCs還能與NK細胞受體NKp30相互作用抑制NK細胞的功能。最新研究證實[31]腫瘤源性乳酸能促進MDSCs的擴增并能發揮抑制NK細胞的溶胞能力，這樣腫瘤源性乳酸不僅能起直接抑制作用，還可通過促進MDSCs的增殖在一定程度上發揮間接抑制功能。總之MDSCs發揮免疫抑制途徑多種多樣，目前研究尚不完備，仍需進一步的研究探討。

3中醫藥的研究進展

中醫藥治療腫瘤是我國的治療特色，中醫藥在提高患者的免疫力，改善患者生存質量，延長患者生存期方面有著不可爭議的作用，越來越多的研究證實中醫藥在抗腫瘤免疫逃逸方面亦有著不可忽視的作用，其中中醫藥對調節性細胞的作用，國內外學者對其做了充足的研究，并取得可喜的成果，而對近幾年興起的MDSCs的研究尚且不足，但仍有不少學者通過臨床及動物實驗證明并認識到中醫藥對MDSCs的調節作用及機制。

3.1中藥單體對MDSCs的研究2007年美國NCI分子免疫調節實驗室與我國中醫科學院廣安門醫院腫瘤科實驗研究表明扶正中藥在一定程度上抑制了MDSCs的表型及功能[32]。柴旺等[33]通過建立B16～F10荷瘤鼠模型，觀察黃芪多糖對MDSCs細胞的作用及其作用的機制，結果發現黃芪多糖低劑量組、黃芪多糖高劑量組與對照組相比明顯降低了荷瘤鼠脾臟中Gr-1+CD11b+髓樣抑制細胞，且這兩組荷瘤鼠脾臟中調節性T細胞比例、血清中IL-10、TGF-p、VEGF分泌水平均顯著下降,而IFN-γ和TNF-α分泌水平顯著提升。表明黃芪多糖具有下調MDSCs的免疫抑制作用，其機制與減少調節性T細胞的比列及其分泌的細胞因子有關。體內外研究[34]發現18β-甘草次酸對MDSCs具有免疫抑制功能。研究者以荷鼠源性肝癌細胞H22雄性小鼠模型為研究目標，體外結果顯示18β-甘草次酸能下調MDSCs中Arg-1、iNOS和ROS的表達；并有干預MDSCs抑制T細胞增殖的作用。體內實驗結果也證明了18β-甘草次酸組MDSCs表面表達的Arg-1、iNOS和ROS是下調的，同時NK細胞的表達較模型組明顯升高。該實驗證實了18β-甘草次酸能通過明顯下調MDSCs功能中Arg-1、iNOS和ROS的表達和上調荷瘤小鼠模型中NK細胞的表達及干預MDSCs對T細胞的抑制作用發揮抗腫瘤免疫抑制作用。

3.2中藥成方對MDSCs的研究中藥成方通過融合中醫藥的精髓：辨證論治、整體觀念、精心配伍而成，其不僅能做到微觀把控，而且能宏觀調控機體全身各個方面，從而使機體達到陰陽平衡狀態，即所謂陰平陽秘，精神乃治。八寶丹(牛黃、蛇膽、羚羊角、珍珠、三七、麝香等)具有清利濕熱,活血解毒,去黃止痛的作用。研究[35]發現其能明顯抑制腫瘤的生長，與化療藥物同用能顯著減輕化療藥物對機體血液系統、免疫器官的損傷及減輕胃腸道反應，是臨床常用的抗腫瘤藥物，但其抑瘤機制尚不明確。吳皓等[36]通過將C26荷瘤小鼠模型分為對照組、模型組、吉西他濱組和八寶丹組，結果發現吉西他濱組抑瘤率最高，八寶丹組次之，模型組中C26荷瘤小鼠無論是脾、外周血還是骨髓中，MDSCs細胞比例都明顯升高，說明C26結腸癌接種于小鼠體內后可以誘導產生大量的MDSCs細胞。八寶丹組小鼠的外周血、脾和骨髓中的MDSCs均比模型組低。此項實驗證實了腫瘤的發生和MDSCs有關，腫瘤能夠增加MDSCs的數量，而八寶丹能通過減少MDSCs的數量和比例來抑制腫瘤免疫抑制功能，發揮抗腫瘤的作用。臨床研究[37]通過將130例結直腸癌按隨機對照方法分為龍木消瘤方(參苓白術散加嶺南中藥化裁而成)聯合FOLFOX組和FOLFOX組，結果發現前者能明顯降低結直腸癌患者血清中MDSCs比例及IL-6、TGF-β1的表達水平，并且在臨床療效、中醫臨床證候療效及生存質量上都得到顯著的提高。表明龍木消瘤方聯合化療能達到減毒的作用，其機制與減少腫瘤微環境中免疫抑制性細胞MDSCs數量和免疫抑制細胞因子的表達有關。

上述的研究表明中醫藥對MDSCs具有一定的調節作用，能夠在一定程度上逆轉腫瘤的免疫逃逸，盡管有些作用機制尚未明了，仍需進一步的研究與探索，但是為腫瘤免疫治療提供了新的思路和方法。

結語：100年前保羅·埃爾利希就提出通過激活宿主免疫系統來達到抗性腫瘤的目的，目前仍是腫瘤免疫學的一個目標。許多創新與創造性的腫瘤免疫治療的策略在實驗中得到可喜的成果，當他們被運用于腫瘤患者時，結果總是令人不滿，究其原因不外乎腫瘤細胞的免疫抑制作用。負向免疫調控細胞MDSCs的發現及其作用機制日漸明朗為以后建立有效的免疫療法有著至關重要的作用。中醫藥在抗腫瘤逃逸中的作用也逐漸得到人們的認可，大量的體內外實驗都證實了它的重要性，正確認識中醫藥的地位是最大限度發揮其作用的前提。中醫藥是我國千百年來經驗總結的精華，其價值不言而喻，如何更好的發揮其價值造福于人類需要每個人的努力。

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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)編輯：秦小瓏

中圖分類號：R730.23

文獻標識碼：A