靶向髓源抑制性细胞的肿瘤免疫治疗研究进展

邢 凯(综述)，刘 苗(审校)

(武汉大学人民医院儿科，湖北 武汉 430060)

在肿瘤治疗过程中，肿瘤免疫逃逸机制的存在使肿瘤细胞能够逃避免疫系统的识别和清除，成为许多肿瘤耐药、复发和转移的重要原因[1]。免疫逃逸涉及多种机制，其中免疫抑制发挥关键作用，髓源抑制性细胞(myeloid-derived suppressor cells,MDSCs)是参与到免疫抑制过程的一种细胞类型。许多研究表明，MDSCs在黑色素瘤、胃肠道肿瘤、泌尿系统肿瘤以及血液系统肿瘤中表达增加[2-3]，并参与免疫检查点抑制剂和化疗药物的耐药过程，长期随访显示MDSCs增多与多种肿瘤患者总体生存率(overall survival,OS)缩短存在相关性[4]。因此，开发靶向MDSCs的药物有望成为改善肿瘤预后和克服耐药的新型治疗策略。近年来，MDSCs研究始终保持着较高的热度，因此本文拟将靶向MDSCs的相关临床试验进行综述。

1 MDSCs定义与功能

MDSCs起源于骨髓造血祖细胞，是具有免疫抑制功能的一群异质性细胞的统称。根据其细胞表面的白细胞分化抗原通常被分为多形核MDSCs(polymorphonucler MDSCs,PMN-MDSCs)和单核MDSCs(monocytic MDSCs,M-MDSCs)，PMN-MDSCs形态上类似于中性粒细胞，其免疫表型为CD33+CD11b+HLA-DR+/lowCD14-CD15+，M-MDSCs形态上类似于单核细胞，其免疫表型为CD33+CD11b+HLA-DR+/lowCD14+CD15-[2,5-6]。MDSCs通过负性调节免疫应答来保护肿瘤细胞免受宿主免疫攻击，其机制包括耗竭T细胞活化所必须氨基酸如精氨酸、半胱氨酸等和产生大量的活性氧和氮类物质来抑制T细胞的功能[2]。MDSCs也能通过招募诱导调节性T细胞和Th17细胞来诱导肿瘤的免疫耐受，这与MDSCs分泌TGF-β、IL-10、IFN-γ等细胞因子和上调CD86等配体有关[7]。研究表明，MDSCs分泌的外泌体能够重塑肿瘤微环境，促进肿瘤的生长、侵袭和转移[8]。此外，MDSCs也可以通过诱导巨噬细胞向M2表型极化和抑制NK细胞介导的细胞毒性作用来抑制机体的先天性免疫[6]。除免疫抑制功能外，MDSCs还能够上调血管内皮生长因子促进血管生成来加快肿瘤生长[6,9]。

2 靶向MDSCs的临床研究

鉴于MDSCs在诱导肿瘤免疫耐受中的作用，靶向MDSCs成为肿瘤免疫治疗的新策略。目前，靶向MDSCs的临床研究主要聚焦在四个方向：抑制MDSCs的扩张和募集如癌症疫苗等、抑制MDSCs功能如磷酸二酯酶5抑制剂等、耗竭MDSC如常规化疗等以及诱导MDSCs向成熟的髓样细胞分化如全反式维甲酸等。

2.1抑制MDSCs的扩张和募集

2.1.1癌症疫苗 癌症疫苗在近年多项试验中展现出良好的抗肿瘤效果，它能特异性地识别肿瘤相关蛋白，阻止肿瘤细胞生长[10]。一些研究者，探索多种不同的癌症疫苗在常规化疗耐药的恶性肿瘤患者中对MDSC的作用。在Kongsted等[11]设计的临床试验中，接受树突状细胞癌疫苗联合多西紫杉醇治疗的患者被检测到MDSCs明显减低，而仅接受多西紫杉醇治疗的患者的MDSCs没有明显变化。虽然2组患者的临床预后没有显著性差别，但这仍能说明DCvac疫苗具有减少MDSCs的作用。有 临床试验也表明了GM-CSF转基因疫苗可能具有减少MDSCs的作用，接受米托蒽醌治疗后接种GVAX疫苗的患者比未接种疫苗的患者的无复发生存率(progress-free survival,PFS)从1.6个月提升至5.9个月，并且接种疫苗后DC细胞与MDSCs之比升高[12]。接受多西紫杉醇治疗后接种GVAX疫苗的患者与未接种疫苗的患者间未发现有统计学意义的结果。此外，Kongsted等[11-12]的两项试验共同提示多西紫杉醇可能不具有降低MDSCs的作用，见表1。

表1 抑制MDSCs扩张和募集的药物

2.1.2趋化因子受体拮抗剂 虽然MDSCs在外周血、骨髓和肿瘤微环境(tumor microenvironment,TME)中都有分布，但TME中的MDSCs在协助肿瘤转移、免疫逃逸和耐药方面更为重要。因此，阻止MDSCs向TME迁移聚集也是靶向MDSCs的治疗策略之一。现有的研究表明，MDSCs主要被趋化因子CC亚家族和CXC亚家族招募到TME[6]。所以针对CXCR2、CXCR4、 CXCL5等的拮抗剂被开发用于阻止MDSCs迁移。Bockorny等[13]研发一种名为“BL-8040”的CXCR4拮抗剂，两个队列的胰腺癌患者均接受BL-8040联合pembrolizumab治疗。在37人的队列中，疾病控制率为34.5%，另一个22人的队列中疾病控制率为77%。Bockorny等[13]对肿瘤组织活检显示T细胞密度增加，而PMN-MDSCs密度减少。这表明BL-8040减少MDSCs在TME中的募集，改善T细胞功能。

2.1.3其他 除了癌症疫苗和趋化因子拮抗剂之外，多种不同类型的药物在临床试验中被发现具有抑制MDSCs扩增和募集的作用。大豆异黄酮是一种天然化合物，研究表明大豆异黄酮可以预防多种疾病的发生[17]。Lesinski等[14]实施的Ⅱ期临床试验发现前列腺癌患者使用特制面包(含大豆异黄酮)后，M-MDSCs显著减少，并且IL-6、GM-CSF、G-CSF和M-CSF等减少。这提示大豆异黄酮可能通过调节MDSCs和炎症因子对前列腺癌患者发挥保护作用。Madan等[15]的临床试验报道雄激素受体拮抗剂恩杂鲁胺在前列腺癌中的疗效，接受恩杂鲁胺治疗的患者被检测到PMN-MDSCs减少，并且大部分患者的前列腺特异性抗原在首个疗程后下降超过90%。除了实体瘤，Cubillos-Zapata等[16]研究沙利度胺类似物CC-122在弥漫性大B细胞淋巴瘤中的作用。3例弥漫性大B细胞淋巴瘤患者接受CC-122治疗后MDSCs减少，这可能与干扰素调节因子7增加抑制了MDSCs的聚集有关。

2.2抑制MDSCs的功能

2.2.1磷酸二酯酶5抑制剂 抑制MDSCs的免疫抑制功能也在较多的临床试验中开展。自磷酸二酯酶5抑制剂被发现具有抗肿瘤活性后[18]，已有多项研究其对MDSCs影响的临床试验开展。Califano等[19]实施了一项Ⅱ期临床试验，头颈部鳞癌患者在接受他达拉非治疗后体内MDSCs明显降低，T细胞增殖增强。他们还发现诱导型一氧化氮酶和精氨酸酶1减少，前者参与NO的合成，后者参与精氨酸的耗竭[9]。这表明他达拉非可能通过增加精氨酸和减少NO来增强抗肿瘤免疫。除了头颈部鳞癌外，他达拉非也被试用于转移性黑色素瘤的治疗。Hassel等[20]报道12例黑色素瘤患者接受他达拉非后获得4.6个月的中位PFS和8.5个月的中位OS，流式细胞计数检测发现M-MDSCs减少。

2.2.2酪氨酸激酶抑制剂 Zahoor等[21]发现接受血管生长因子受体靶向药舒尼替尼治疗的膀胱癌患者MDSCs有所降低，且获得了4.7个月的中位PFS，这提示通过抑制MDSCs的促血管生成作用来抗肿瘤是可行的。Chen等[22]发现接受舒尼替尼联合放疗的患者比仅接受放疗的患者体内的MDSCs表达磷酸化的STAT3和精氨酸酶1减少，这说明舒尼替尼结合VEDFR后可能通过抑制胞内STAT3通路发挥作用。另一种酪氨酸激酶抑制剂类药物acalabrutinib对肿瘤患者MDSCs影响也在两项临床试验中被报道。Acalabrutinib是一种Bruton酪氨酸激酶抑制剂，Zhang等[23]在一项Ⅱ期临床试验中对比了PD-1抑制剂pembrolizumab联合acalabrutinib与单用pembrolizumab在尿路上皮癌中的疗效。虽然MDSCs在治疗后减少，联合治疗组客观缓解率较单用pembrolizumab组升高(25%比20%)，但相关性分析表明MDSCs的变化与临床疗效无关。Overman等[24]的Ⅱ期临床试验则对比acalabrutinib联合pembrolizumab与单用acalabrutinib在胰腺导管腺癌中的疗效，两个治疗组的PMN-MDSCs和M-MDSCs都减少，这说明抗MDSCs作用可能主要来自acalabrutinib而非pembrolizumab。Overman等[24]的研究也表明联合用药组显著高于单用acalabrutinib组(7.9%比0)，这提示pembrolizumab虽然不具有减少MDSC的作用，但联合用药能够改善患者预后，见表2。

表2 抑制MDSCs功能的药物

2.2.3CTLA-4抗体和三萜类化合物 除了磷酸二酯酶5抑制剂外，CTLA-4的单克隆抗体ipilimumab在黑色素瘤中也被证实具有抑制MDSCs表达ARG-1的作用。Coaa等[25]设计了一项双盲对照试验，5例黑色素瘤患者在接受ipilimumab治疗后被检测到PMN-MDSCs下降，并且ARG-1产生减少[25]。而Tarhini等[26]的临床试验纳入了更多的患者，在接受ipilimumab的35例黑色素瘤患者中，3例患者获得客观反应，21例患者病情稳定。与Pico de Coaa等[25]的结果不同的是，Tarhini等[26]发现ipilimumab治疗后以M-MDSCs减少最明显而非PMN-MDSCs。此外，Tarhini等[26]取肿瘤组织活检发现CD8+T细胞浸润增加，这表明ipilimumab一定程度上解除MDSCs对T细胞的抑制。

三萜类化合物是一种抗氧化炎症调节剂[28]，在Hong等[27]实施的Ⅰ期临床试验中，47例患者接受了合成三萜类化合物甲基巴多酚酮的治疗，其中1人获得疾病的完全缓解，10例疾病部分缓解，10例疾病稳定没有继续进展。

2.3直接耗竭MDSCs

2.3.1常规化疗 常规化疗方案不仅对肿瘤细胞具有损伤作用，同时也能破坏MDSCs等免疫细胞。Wang等[29]在接受来那度胺联合环磷酰胺治疗的前列腺癌患者中发现治疗后的MDSCs较基线下降了64%，接受治疗的患者获得20个月的中位生存时间。Bonomi等[30]的临床试验分析化疗在非小细胞肺癌中对MDSCs的作用，在PD-1单抗pembrolizumab的基础上联用卡铂和紫杉醇后MDSCs明显下降，而单用pembrolizumab的患者MDSCs没有明显变化，这说明MDSCs减少应归因于化疗而不是pembrolizumab。结合前文的分析，紫杉醇类可能不具有减少MDSCs的作用，因此MDSCs的减少可能是由卡铂引起的。Bonomi等[30]发现加用化疗药物组有9例疾病得到控制，而未接受化疗组仅有6例，这提示化疗减少MDSCs对预后的价值。Spehner等[31]在肛门鳞癌患者的临床试验中发现了DCF方案(紫杉醇、顺铂、5-氟尿嘧啶)同样具有减少MDSCs的作用。

2.3.2抗CD33 抗体CD33在造血祖细胞和成熟血细胞不表达，主要表达在急性髓系白血病细胞上，同时也是MDSCs的重要标志[32]。因此，CD33抗体是靶向MDSCs的特异性抗体，被作为近年来药物开发的重点。Westervelt等[33]报道CD33抗体AMV564的Ⅰ期试验结果，接受AMV564治疗的19例患者中的12例患者骨髓原始细胞减少，并且白细胞介素6、白细胞介素8、白细胞介素10等显著增加，活化T细胞数量增加。这表明AMV564通过减少MDSCs细胞挽救了T细胞的功能。

2.4诱导MDSCs向成熟的髓样细胞分化 如前文所述，MDSCs的产生与髓系细胞成熟受阻有关，因此诱导MDSCs发育为粒细胞和单核细胞等成熟细胞是可行的方案。全反式维甲酸在急性早幼粒细胞白血病的治疗中被证实具有诱导原始细胞向髓样细胞分化的作用[34]，因此研究人员希望通过全反式维甲酸诱导MDSCs的分化成熟来解除免疫抑制。Tobin等[35]设计一个Ⅱ期临床试验对比ipilimumab联合全反式维甲酸在晚期黑色素瘤患者中的疗效。单用ipilimumab的患者的平均随访时间为318 d，而接受ipilimumab 联合全反式维甲酸治疗的患者的平均随访时间延长到365 d。在随访期间单用ipilimumab组的两例患者出现疾病进展，而ipilimumab 联合ATRA治疗组无疾病进展发生。流式细胞计数检测也证实ipilimumab 联合ATRA治疗组的MDSCs低于单用ipilimumab组[35]。全反式维甲酸在小细胞肺癌中同样表现出靶向MDSCs的治疗效果。Iclozan等[36]实施的临床试验发现接受p53疫苗联合全反式维甲酸治疗的小细胞肺癌患者外周血中的MDSCs降低至治疗前的一半，而单用p53疫苗并不影响MDSCs水平。这表明在治疗方案中增加全反式维甲酸能有效减少MDSCs，推测其机制与ATRA诱导MDSCs分化成熟有关，见表3。

表3 耗竭MDSCs和诱导MDSCs向髓样细胞分化的药物

3 总 结

本综述按照靶向MDSCs的策略对相关临床试验结果进行总结。在肿瘤类型上，大部分临床试验的受试者为实体瘤患者，尤其是黑色素瘤、头颈部鳞癌、前列腺癌、卵巢癌最多，淋巴瘤、白血病以及胶质母细胞瘤等仅在个别试验被研究。在肿瘤分期上，几乎全部肿瘤都处于复发、转移、或一线治疗耐药阶段。绝大部分试验结果表明研究者所选择的药物能够减少MDSCs计数，并在一定程度上解除对T细胞的免疫抑制，这表明靶向MDSCs策略是可行的。但当前的临床试验存在一些不足。首先，不同药物或治疗方案的临床疗效是参差不齐的，部分药物虽然可以减少MDSCs但不能改善临床预后。其次，许多试验都是探索性的，并且受试者数量较少。此外，大部分研究者主要关注在外周血液中的MDSCs计数，只有个别试验检测了用药后肿瘤微环境中的MDSCs变化。总之，临床试验表明靶向MDSCs有望成为复发性、难治性肿瘤的可行方案，但需要开展更多的更大规模的临床试验来验证。