肿瘤微环境中单核细胞样髓源抑制细胞M-MDSCs 的免疫抑制作用及其相关治疗的研究进展①

苏 琳 朱杨壮壮 焦肖宁 侯怡飞 邹纯朴 胥孜杭 （上海中医药大学基础医学院，上海201203）

肿瘤微环境（tumor microenvironment ，TME）是肿瘤细胞增殖、分化和转移的主要场所，髓源抑制细胞（myeloid derived immunosuppressive cells，MD‐SCs）是TME 中一群具有免疫抑制作用的异质性细胞，存在多种亚型，而又因其不同亚型在免疫调控上呈多样性，故MDSCs 成为肿瘤免疫治疗的重点和难点。

单核细胞样髓源抑制细胞（monocytic-myeloid derived immunosuppressive cells，M-MDSCs）是 MD‐SCs 主要亚型之一，在TME 中属阻碍抗肿瘤免疫效应的重要组分［1］。最新研究揭示，M-MDSCs 具有广谱免疫抑制作用，包括干扰T 细胞活化，抑制NK 细胞细胞毒性作用及募集调节性T 细胞（Treg）等。此外，M-MDSCs 具有高度可塑性，可分化为肿瘤相关巨噬细胞（tumor-associated macrophage，TAM）、炎症性树突状细胞（Inf-DCs）及MDSCs 另一主要亚型中性粒细胞样髓源抑制细胞（neutrophils and polymor‐phonucler-myeloid derived immunosuppressive cells，PMN-MDSCs）。虽然PMN-MDSCs 在数量上占主导地位，但其生命周期短、不具有分化能力，且其免疫抑制活性相对局限［2］。而M-MDSCs 虽所占比重低，但因其高度可塑性和广谱免疫抑制活性，故研究者已开始逐渐将目光由PMN-MDSCs 转向M-MDSCs，并将其用于肿瘤早期诊断、靶向治疗及预后评估［3］。但目前聚焦于M-MDSCs 的中文综述鲜有报道。因此，本文将首次剖析M-MDSCs 在TME 中可能发挥的免疫抑制作用，阐述其免疫逃逸过程，并总结现有的靶向M-MDSCs免疫治疗手段，以期为肿瘤免疫治疗提供新思路。

1 M-MDSCs的直接免疫抑制作用

T细胞直接免疫抑制能力是定义TME中M-MDSCs的主要标准之一，此外，M-MDSCs还可干扰NK 细胞杀伤功能、诱导Treg 发挥持续免疫抑制作用等多样化免疫抑制活性，抑制B细胞增殖和功能，发挥快速直接的免疫抑制作用，为肿瘤细胞分化和转移提供条件［4］。

1.1 抑制效应T 细胞免疫应答 效应T 细胞是抗肿瘤过程中的核心效应细胞，也是M-MDSCs发挥免疫抑制作用的主要靶细胞，这种抑制作用包括：表达高水平精氨酸酶Arg-1 消耗精氨酸，同时，剥夺胱氨酸，减少巨噬细胞和树突状细胞对胱氨酸的吸收，导致其为效应T细胞呈递的半胱氨酸减少，最终影响效应T 细胞活化和功能表达［5］；通过诱导型一氧化氮合酶（iNOS）激活释放一氧化氮（NO），引起T细胞受体（TCR）及趋化因子硝酸盐化，阻止T细胞迁移并诱导其凋亡［6］；产生IL-10 和转化生长因子（TGF-β）抑制T细胞功能［7］；表达高水平的吲哚-2，3-双加氧酶（indoleamine-2，3-dioxygenase，IDO）以降解L-色氨酸［8-9］，引起 T 细胞细胞周期停滞或使 T 细胞分化为具有免疫抑制作用的Treg，导致免疫无效。

BAYIK 等［10］发现，M-MDSCs 分布和对 T 细胞抑制作用在胶质母细胞瘤中具有性别偏性：M-MDSCs在男性肿瘤原发灶中积累（5.5~6.5 倍）是T 细胞免疫抑制的主要原因，也是雄性胶质母细胞瘤小鼠相较于雌性预后更差的因素之一，这种M-MDSCs性别偏性为肿瘤免疫性别差异提供了新思路。高盐饮食则在最近研究中被证实降低M-MDSCs 免疫抑制功能相关的Arg-1 和IL-10 表达，增加肿瘤部位T 细胞浸润，提示局部渗透压的升高可能对M-MDSCs免疫抑制具有拮抗作用［11］。

1.2 抑制NK 细胞的杀伤作用 NK 细胞通过识别并杀伤MHCⅠ低表达的细胞实现免疫监视，在肿瘤监测中起关键作用［12］。虽然NK细胞与M-MDSCs亚型具体交互作用的相关报道较少，但值得确定的是，M-MDSCs 对L-精氨酸的消耗会下调NK 细胞中CD247表达，从而抑制其增殖发育和细胞毒性［13］；高表达 iNOS 使 TME 中 NO 水平升高，从而促进 NK 细胞中信号转导及转录激活蛋白1（STAT1）硝酸盐化，抑制其分泌IFN-γ、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）等细胞因子，下调其脱颗粒水平，从而削弱其对肿瘤细胞的杀伤作用［14］。

1.3 诱导Treg 免疫抑制 Treg 是功能成熟的T 细胞亚群，生理情况下，为维持机体稳态，防止过度免疫，Treg 通过抑制效应性T 细胞活性调节异常免疫反应［15］。但癌症发生时，Treg 被 M-MDSCs 募集至TME，在 IL-10 及转 TGF-β 刺激下大量增殖，并通过IDO-1 依赖性机制诱导更高百分比的FoxP3+功能性Treg 发挥持续免疫抑制作用，加剧肿瘤部位局部免疫效应失调，促进肿瘤细胞免疫逃逸［16-17］。

1.4 抑制B 细胞增殖和功能 T 细胞激活下，B 细胞发育为能够分泌抗体的浆细胞，借助免疫球蛋白（Ig）受体识别抗原，通过产生抗肿瘤抗体，分泌多种细胞因子及抗原提呈等途径正向调控抗肿瘤免疫进程［18］。关于 M-MDSCs 与 B 细胞相互作用的报道较少，JAUFMANN 等［8］首次明确 M-MDSCs 对 B 细胞的作用方式：发现 M-MDSCs 通过 IDO、Arg-1 和 iNOS表达以浓度依赖方式有效抑制B 细胞增殖，并通过降低抗体IgM 产生抑制其主要免疫功能，且不依赖于细胞间直接接触。另外，M-MDSCs 还可诱导B 细胞表型改变，干扰其抗原呈递能力，通过B细胞表面FAS 密度降低，推测M-MDSCs 上表达的FAS 配体还可与B细胞上的FAS受体结合，诱导B细胞凋亡。

1.5 促进肿瘤干细胞（cancer stem cells，CSCs）分化、转移 CSCs 是指具有干细胞性质的癌细胞，能够自我复制促进肿瘤发生发展。通过NO/NOTCH、IL-6/STAT3 和趋化因子 CCL2、CCL5 等募集至 TME的M-MDSCs，动员骨髓来源内皮祖细胞（EPC）进入外周循环并诱导肿瘤血管生成，分泌基质金属蛋白酶 9（MMP9），激活 CSCs 侵袭能力，帮助 CSCs 进入基质和外周血以发生进一步扩增和转移［5，19-20］。根据S.PAGET 提出的“种子与土壤”概念，OUZOUNOVA等［21］验证 了 M-MDSCs 通 过激 活上 皮-间 质转 化（EMT），构建适宜肿瘤生存的“土壤”，促进种子——CSCs 播散；同时，CSCs 分泌的促炎细胞因子如M-CSF、IL-6等能够进一步促进M-MDSCs增殖分化，持续其免疫抑制作用［22-23］。

1.6 参与TME中的免疫代谢 M-MDSCs进入TME后，受肿瘤细胞有氧糖酵解产生的乳酸和低氧环境等影响，表现出广泛代谢异质性，发挥多样的免疫抑制作用。除参与T 细胞氨基酸代谢外，乳酸诱导的 HIF-1α 显著增加 TME 中 M-MDSCs Arg-1 和 iNOS表达，该过程受糖皮质激素受体（GR）信号调节［24］。最新研究发现，单磷酸腺苷活化蛋白激酶（AMPK）是细胞能量代谢的另一个关键传感器，其催化亚基AMPKα1 在 M-MDSCs 中优先表达，通过 GM-CSF 和STAT5 介导激活的AMPKα1 可显著提高M-MDSCs免疫活性和Arg-1水平，诱导对T细胞的直接免疫抑制作用［25］。

2 M-MDSCs在TME中的可塑性

生理环境下，M-MDSCs 可分化为成熟的巨噬细胞、树突状细胞或中性粒细胞，但TME 中，缺氧、高浓度氧化剂（ROS、NO、ONOO-等）和大量炎症因子可刺激M-MDSCs 异常分化，并导致M-MDSCs 分化具有高度可塑性，进而增加肿瘤靶向治疗难度。

2.1 分化为肿瘤相关巨噬细胞（tumor-associated macrophages，TAM） 迁移至肿瘤部位的M-MDSCs可分化TAM，并不再向成熟的巨噬细胞（Mφ）分化，逆转正向免疫效应［26］。FRANKLIN 等［27］验证了在M-MDSCs 过继性转移后48 h，脾中供体细胞产生等量树突状细胞和巨噬细胞，而TME 中绝大多数MMDSCs 则被诱导分化为TAM，强调了TME 在MMDSCs分化驱动中的作用。MOVAHEDI 等［28］发现，M-MDSCs 分化的巨噬细胞也可通过产生大量的NO抑制T 细胞活化，与M-MDSCs 的免疫抑制功能高度一致。此外，缺氧的 TME 中，HIF-1-α 上调也可进一步加快M-MDSCs向TAM分化［29］。

2.2 分化为Inf-DCs 炎症性树突状细胞（inflam‐matory DCs，Inf-DCs）是炎症、癌症等特定环境中出现的树突状细胞，不再为T细胞呈递抗原，而是刺激肿瘤相关细胞分泌促瘤因子IL-8、TNF-α 和GM-CSF等，加速肿瘤进程［30］。最近研究发现，M-MDSCs 可分化为具有免疫抑制活性的Inf-DCs，并促进肿瘤相关DC（TADC）聚集，增多的TADC 可上调巨噬细胞清道夫受体1（Msr1）表达，导致脂质无法被吞噬而积聚，进一步降低免疫应答效率，加重对T 细胞耐受，进一步影响肿瘤治疗效果［31-32］。

(2) 节点应具有足够的强度，能承担相应的弯矩、剪力、轴力。刚性节点要保证在弹性阶段梁柱连接处的抗剪抗弯能力必须大于框架梁的抗剪抗弯能力，即“强节点弱构件”。

2.3 分化为PMN-MDSCs PMN-MDSCs 是MDSCs的另一主要亚型，主要通过PD-1 直接抑制T 细胞免疫应答，或借助ROS 分泌干扰T 细胞和NK 细胞功能，具有免疫抑制活性。虽然PMN-MDSCs 在MD‐SCs 数量上占主导（达80%），但却不具有类似MMDSCs 的增殖和分化能力［33-34］。YOUN 等［35］在体外培养人和荷瘤小鼠M-MDSCs 发现，M-MDSCs 数减少40%而PMN-MDSCs 比重提高，而Fas 配体（FasL）和视网膜母细胞瘤基因（Rb1）是M-MDSCs 向PMNMDSCs 分化的关键因素，FasL 缺失时，PMN-MDSCs显著减少而M-MDSCs则相对积累（图1）。

图1 TME中M-MDSCs免疫抑制作用和可塑性Fig.1 Immunosuppressive functions and differentiation of M-MDSCs in TME

3 靶向M-MDSCs免疫治疗

M-MDSCs 被募集至 TME 后，产生 Arg-1、iNOS并可分化为TAM、Inf-DCs和PMN-MDSCs等，呈现多样化免疫抑制作用，为肿瘤增殖和转移提供适宜环境，也是癌症临床治疗过程中出现抗药性的主要原因。针对TME 中M-MDSCs 特点，目前靶向疗法主要分为耗竭数量、干扰分化和抑制功能3方面（表1）。

表1 M-MDSCs的免疫治疗Tab.1 M-MDSCs-targeted immunotherapy

3.1 M-MDSCs 耗竭 肿瘤趋化因子CCL2 和CCL5是将M-MDSCs 募集至TME 的主要趋化因子。CCL2拮抗剂（BHC）可阻断M-MDSCs 向肿瘤部位募集，阻止其助力肿瘤免疫逃逸过程，有效抑制荷瘤小鼠肺癌发展［36］。BAN 等［37］发现，CCL5 基因缺陷乳腺癌小鼠中M-MDSCs 比例减少并向功能缺陷的PMNMDSCs分化，对乳腺癌有一定治疗效果，推测CCL5是Rb1激活的关键调节因子，与YOUN等［35］结果一致。

放射性疗法是肿瘤常规治疗方法，可诱导并促进先天性和适应性免疫应答，有效削弱M-MDSCs功能，恢复细胞毒性T（CD8+T）细胞对肿瘤细胞的免疫效应。研究发现，局部消融辐射治疗依赖的途径之一是通过CCR2 募集骨髓细胞增强肿瘤中免疫抑制性炎症，同时诱导M-MDSCs 向肿瘤部位聚集，导致疗效减弱［38］。而联合抗CCR2 抗体治疗则抑制M-MDSCs向肿瘤部位的趋化作用，从而减轻TME 局部免疫抑制，增强放射疗法抗肿瘤作用［39］。

化学疗法是肿瘤主要治疗手段之一，但部分化疗药物如阿霉素和环磷霉素不仅对M-MDSCs 无明显抑制作用，甚至会上调PMN-MDSCs 数，导致临床抗癌治疗无效［40］。而紫杉醇、吉西他滨和5-氟尿嘧啶等则可直接减少M-MDSCs数，补充上述化疗药物无法靶向M-MDSCs的不足，如阿霉素和紫杉醇联用疗法在临床肝癌和乳腺癌治疗中均显示出更好治疗效果［40-44］。

抗Gr1 抗体可直接耗竭包括M-MDSCs 在内的MDSCs，但由于这种抗体同样耗竭部分嗜中性粒细胞，故特异性不强，应进一步区分MDSCs 与嗜中性粒细胞差异，提高抗体治疗精准性［45］。

3.2 针对M-MDSCs 分化的干预 全反式维甲酸（ATRA）作为诱导分化剂可提高实体瘤化疗敏感性。研究提示，ATRA 可刺激包括M-MDSCs 在内的未成熟免疫抑制性髓样细胞（InCs）向成熟巨噬细胞、树突状细胞和粒细胞分化，纠正其负向免疫调控，恢复机体对肿瘤的免疫抗性［46］。

组蛋白修饰也可影响骨髓来源免疫细胞分化，部分组蛋白修饰因子已进入临床试验阶段，如组蛋白去乙酰化酶抑制剂HDACI 可上调PMN-MDSCs 中Rb1 启动子组蛋白乙酰化，有效阻断M-MDSCs 分化为 PMN-MDSCs，减少 PMN-MDSCs 数，提高 T 细胞免疫活性［35］。

阿西替尼是第二代酪氨酸激酶抑制剂，可阻断VEGFR-1、VEGFR-2、VEGFR-3 及血小板源性生长因子受体（PDGFR）磷酸化。阿西替尼治疗可诱导M-MDSCs分化为具有抗原提呈表型的成熟Mφ和树突状细胞，增加CD3+、CD8+T细胞表达［47］。

Toll样受体7（TLR7）是单链病毒RNA 的识别受体，存在于单核细胞、Mφ 和树突状细胞内体膜，调控炎症并激活免疫系统。TLR7 激动剂雷西莫德（R848）可直接作用于M-MDSCs，诱导其分化成熟并激活抗原呈递能力，消除其对肿瘤生长的支持作用［48］。

此外，提取自酵母的β-葡聚糖颗粒（WGP）作为调节先天免疫应答和自身免疫的天然化合物，可诱导M-MDSCs 分化为高表达MHCⅡ的抗原呈递细胞（APC），并通过C 型凝集素受体dectin-1 激活提高免疫应答效应，从而逆转M-MDSCs免疫抑制活性［49］。

3.3 促使M-MDSCs 免疫抑制作用无效化 iNOS和Arg-1 是M-MDSCs 发挥免疫抑制作用的主要介质。环氧合酶2（COX2）通过上调Arg-1 介导M-MD‐SCs的免疫抑制功能，COX2抑制剂恩替司他可恢复T 细胞免疫活性［50］。另一方面，西地那非作为磷酸二酯酶抑制剂可同时下调iNOS 和Arg-1 表达，使T细胞和NK 细胞免疫功能正常化，延长荷瘤小鼠生存期［51］。

舒尼替尼是一种广谱酪氨酸激酶抑制剂，在Ⅰ/Ⅱ期临床试验基础上，UHEN 等［52］发现舒尼替尼联合立体定向放射疗法可靶向M-MDSCs 并下调Arg-1表达，恢复Treg 正常免疫调控作用，从而有效增强肿瘤免疫治疗效果并预防肿瘤放疗后复发。

STAT3 作为M-MDSCs 的主要转录因子，其激活是M-MDSCs 发挥免疫抑制作用的重要基础［53］。髓样细胞受体酪氨酸激酶（MERTK）通过调节STAT3丝氨酸磷酸化及核定位调控M-MDSCs，使其对T 细胞的免疫抑制作用丧失，同时增加CD8+T 细胞浸润及杀伤活性［54］。

3.4 中医药对M-MDSCs的调控 近年中药有效成分靶向M-MDSCs 治疗策略备受关注。白藜芦醇可通过下调肺癌细胞HMGB1表达促进M-MDSCs成熟并向正常免疫细胞分化［55］；姜黄素抑制COX2 和脂氧合酶表达并下调Arg-1 和ROS 水平，从而降低TME中M-MDSCs比例［56］；黄芪多糖则诱导巨噬细胞产生 TNF-α、GM-CSF 并促进 NO 生成，从而明显下调M-MDSCs 数，促进树突状细胞成熟，重塑肿瘤微环境［57］。

4 讨论与展望

M-MDSCs 是TME 中阻碍抗肿瘤免疫的主要细胞群体之一，具备广谱免疫抑制活性和多样分化能力，为肿瘤细胞增殖和转移提供条件，是癌症治疗中出现抗药性和耐药性的关键限速因素。肿瘤早期，M-MDSCs 即被募集至肿瘤部位，如将其作为检测指标，可提高诊断敏感性和准确性；而作为TME中主要的免疫抑制性细胞，通过辅助恩替司他、西地那非等对M-MDSCs功能进行治疗，可促使免疫正常化，提升疗效；由于M-MDSCs 分化的多样性还使其成为多种肿瘤相关免疫细胞供体，在靶向TAM、Inf-DCs、PMN-MDSCs 等免疫治疗时，联用阿西替尼、雷西莫德等，通过诱导M-MDSCs 向正常免疫细胞分化阻止肿瘤进程，可作为抗肿瘤免疫治疗的方向。最新研究表明，胶质母细胞瘤中M-MDSCs性别差异表达与肿瘤发病和预后的性别差异呈正相关［10］。在其他具有性别差异的肿瘤中是否也出现这种M-MDSCs性别偏向性值得进一步研究，而TME渗透压同样影响M-MDSCs 功能表达，引发高盐、高糖、高脂饮食生活方式是否也通过影响M-MDSCs促进癌症发生发展的思考［10-11］。另外，M-MDSCs 在TME 中的作用复杂多样，可与TME 中肿瘤相关细胞如TAM、肿瘤相关纤维细胞（CAFs）及MC 等间接交互作用［58-60］。因此，靶向 M-MDSCs 免疫疗法可能不仅缓解免疫抑制微环境，还能有效阻止M-MDSCs与其他肿瘤相关细胞联动，从而产生多方面抑瘤效果。

中医药是我国瑰宝，其抗肿瘤疗效逐渐被肯定，虽然目前中医药对M-MDSCs 的研究较少，复方对MDSCs 亚型的针对性研究报道更是空白，但对MDSCs 有效的复方在治疗其亚型上仍有指导意义：最新报道的健脾化瘀汤可在体外促进MDSCs 向成熟的巨噬细胞和树突状细胞分化［61］；保元解毒汤则可逆转肿瘤转移前微环境形成，减少MDSCs 向转移灶积累［62］。以上复方可能是治疗MDSCs 具体亚型的潜在有效方剂，但能否引导M-MDSCs分化成熟或抑制其向肿瘤部位募集仍需进一步研究。从中药复方层面出发，对MDSCs 具有调控作用的复方中展开进一步探索，明确复方所调节的细胞亚型，并针对M-MDSCs的有效方剂进行方内药物成分筛选，最后确定对M-MDSCs有靶向效应的化合物，或从中药有效成分出发，利用已有天然成分单体库，或自行提纯分选中药化合物筛选对M-MDSCs 的特异性标记如S100A9等进行靶点筛药，均可能为中医药抗肿瘤新药研发提供思路［63-64］。M-MDSCs是抗肿瘤治疗重要靶标，应发挥中医药抗肿瘤多组分、多靶点和毒副作用小的治疗优势，纠正TME 缺氧、偏酸、炎症的适瘤环境为前提，进一步探究如何遣方以纠正TME 中受肿瘤细胞“教育”而具有免疫抑制性的MMDSCs，诱导其分化为具有正向免疫调控作用的成熟细胞，实现对M-MDSCs的“再教育”［65］。相信在未来的肿瘤免疫和精准治疗中，M-MDSCs 会成为提高肿瘤诊断率、完善治疗方案和延长患者生存期的突破口。