孫海燕，弓磊，于振濤，潘戰(zhàn)宇

0 引言

在過去的十年中，免疫療法已經(jīng)成為腫瘤治療的新希望[1]，目前正在研究的新型腫瘤免疫療法將影響未來腫瘤患者的生存預后。在免疫治療方法中，免疫檢查點抑制劑（immune checkpoint inhibitors,ICI）是最有前途的免疫療法。而其他類型的免疫療法，如抗腫瘤相關(guān)抗原的單克隆抗體、腫瘤疫苗、過繼性細胞療法以及免疫系統(tǒng)的非特異性增強劑如白細胞介素（interleukins,IL）、干擾素（interferons,IFN）或Toll樣受體（toll-like receptor,TLR）配體也正在研究中[2]。

免疫檢查點途徑對于限制過度免疫反應很重要。然而，在腫瘤微環(huán)境下，腫瘤細胞可利用這些機制來削弱或阻止靶向腫瘤的免疫應答，通過免疫檢查點如程序性細胞死亡蛋白1（programmed cell death protein 1,PD-1）或細胞毒性T淋巴細胞相關(guān)蛋白4（cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4,CTLA-4）傳遞給T細胞的信號促進T細胞無反應性，從而關(guān)閉免疫應答。因此，這些免疫檢查點的分子阻斷劑已被用于恢復針對腫瘤的免疫應答，以提高患者存活率。盡管這些免疫檢查點抑制劑已被證明是有效的，大多數(shù)患者仍發(fā)生治療耐藥，導致腫瘤進展?？赡艿慕忉屖巧婕捌渌庖吣褪軝C制，如免疫抑制微環(huán)境，而髓源性抑制細胞（myeloid-derived suppressor cells,MDSCs）是腫瘤免疫抑制微環(huán)境的主要細胞之一[3-5]，已有報道腫瘤免疫療法的療效與MDSCs比例的增加呈負相關(guān)[6-7]。

髓源性抑制細胞在各種腫瘤類型的免疫抑制中起主導作用。近年來積累的證據(jù)都證實他們在免疫抑制腫瘤微環(huán)境起主要作用[3-5]。因此，MDSCs可能是腫瘤免疫治療中的一個有前途的靶點，特別是與ICI聯(lián)合使用。本文討論了MDSCs的表型和功能特性以及它們的靶向治療策略，說明了MDSCs在免疫檢查點抑制中的作用，并分析了MDSCs和ICI的組合靶向策略，以提高后者在腫瘤治療中的療效。

1 MDSCs的表型、功能特性與免疫檢查點抑制劑的耐藥

MDSCs來源于骨髓祖細胞和未成熟髓細胞，是一類處于未分化成熟狀態(tài)的具有免疫抑制功能的異質(zhì)性細胞群體，是樹突狀細胞、巨噬細胞和粒細胞的前體[8]。MDSCs通過降低先天性免疫應答來抑制抗腫瘤免疫應答。MDSCs可通過消耗T細胞增殖和功能所必需的氨基酸（色氨酸、精氨酸和半胱氨酸），減少T細胞向腫瘤組織的聚集、誘導T細胞凋亡，產(chǎn)生活性氧和活性氮、干擾抗原呈遞以抑制T細胞功能。MDSCs還可以促進免疫抑制細胞如Treg細胞和腫瘤相關(guān)巨噬細胞的積累。此外，MDSCs可通過降低NK細胞的功能以引起免疫耐受[9]。MDSCs已確定在各種腫瘤類型中起免疫抑制作用。

1.1 MDSCs表型

小鼠MDSCs基于其Ly6C、Ly6G的差異表達，分為單核細胞亞群M-MDSCs和粒細胞亞群G-MDSCs。這兩個MDSCs的亞類被認為在腫瘤、感染性和自身免疫性疾病中具有不同的功能。它們具有粒細胞或單核細胞表型，但缺乏單核細胞、巨噬細胞或樹突狀細胞的特異性細胞表面標志物。例如，與嗜中性粒細胞相比，G-MDSCs具有更少的顆粒，CD16和CD62L表達減少，漂浮能力改變[10]；在癌癥患者中，MDSCs表達一種或兩種常見骨髓標志物CD33或CD11b，Lin陰性和（或）MHC-Ⅱ類分子HLA-DR陰性，外周血中的MDSCs表型分型一般被認為是HLA-DR陰性、CD11b陽性、CD33陽性的細胞。根據(jù)表面標志物CD14及CD15的表達和功能差異，分為M-MDSCs和PNMMDSCs。PMN-MDSCs高表達CD15，M-MDSCs高表達CD14。最近提出了含有更多未成熟HLA-DRCD33+CD15-CD14-MDSCs的人MDSCs的三分之一亞型，稱為早期MDSCs（eMDSCs）[11]。

1.2 MDSCs聚集和激活

穩(wěn)態(tài)條件下髓源性抑制細胞在循環(huán)中不存在，但可在慢性炎性反應和腫瘤等病理條件下聚集和激活。MDSCs的聚集和激活具有不同的機制。真正的MDSCs的聚集需要兩套信號。第一個信號是支持未成熟骨髓細胞的擴增，并且主要由粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子（granulocyte-macrophage colony stimulating factor,GM-CSF）、巨噬細胞集落刺激因子（macrophage colony stimulating factor,M-CSF）、粒細胞集落刺激因子（granulocyte colony stimulating factor,G-CSF）和由腫瘤細胞及腫瘤基質(zhì)產(chǎn)生的其他生長因子介導。盡管這些因子的表達足以導致具有MDSCs樣表型細胞的擴增與聚集，但是這些細胞并不具有的免疫抑制表型，這需要第二信號。第二信號為促炎性細胞因子（IL-6、IL-1β、TNF-α、IL-13/4、IFN-γ等）。然而，這些細胞因子的作用主要是在體外祖細胞的延長培養(yǎng)過程中觀察到的。通過基因敲除或體內(nèi)阻斷一種或幾種介質(zhì)顯示其對MDSCs抑制T細胞反應的能力是有限的。此外，由吸煙或皮膚刺激引起的慢性炎性反應模型顯示，這些模型不足以產(chǎn)生真正的功能性MDSCs。因此，控制擴增的未成熟骨髓細胞轉(zhuǎn)化為有功能的MDSCs的機制是復雜的，需要進一步的研究。

STAT轉(zhuǎn)錄因子家族（STAT3、STAT5和STAT6）的成員長期以來一直被認為是調(diào)控MDSCs擴增和活性的關(guān)鍵因素。STAT3可以通過由C/EBPβ和IFN調(diào)節(jié)因子-8（IRF8）介導直接結(jié)合ARG1啟動子來調(diào)節(jié)精氨酸酶的產(chǎn)生而影響MDSCs集聚和抑制功能 。

HIF-1α是MDSCs分化和產(chǎn)生功能的另一個重要調(diào)節(jié)因子。在腫瘤部位，HIF-1α促進MDSCs分化為腫瘤相關(guān)巨噬細胞（tumour-associated macrophages,TAMs），并通過iNOS和精氨酸酶的上調(diào)以及NADPH氧化酶復合物成分的下調(diào)，促進MDSCs的抑制活性。HIF-1α還可以與程序性細胞死亡配體-1（PD-L1）的啟動子結(jié)合，上調(diào)其在髓樣細胞上的表達，影響MDSCs的免疫抑制功能。

ER應激反應也涉及MDSCs介導的免疫抑制。ER應激誘導劑毒胡蘿卜素增加MDSCs在腫瘤部位的抑制能力，但不增加外周血中MDSCs的作用。

調(diào)節(jié)MDSCs功能的炎性反應介質(zhì)還包括高遷移率組盒1蛋白（high mobility group box-1 protein,HMGB1）和PPARγ。HMGB1促進MDSCs的生成，并促進其抑制T細胞的抗原活化的能力。PPARγ的過度表達通過激活STAT3、NF-κB、Erk1/2和p38導致具有免疫抑制活性的PMN-MDSCs的擴增。

1.3 MDSCs功能

MDSCs通過細胞內(nèi)表達iNOS和精氨酸酶Ⅰ，降低腫瘤微環(huán)境中鳥氨酸和精氨酸水平，產(chǎn)生NO、過氧化氫和尿素等代謝產(chǎn)物，從而產(chǎn)生免疫抑制作用。MDSCs在腫瘤生長和轉(zhuǎn)移中的作用大致分為四種：（1）抑制免疫功能，保護腫瘤細胞免受免疫介導的殺傷；如懷孕小鼠的NK細胞功能的降低依賴于MDSCs積聚。此外，MDSCs的免疫抑制潛力的增加也顯示與乳腺癌患者的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)。（2）腫瘤微環(huán)境的重塑。MDSCs可以產(chǎn)生VEGF、bFGF、VEGF類似物Bv8和MMP9等細胞因子，這些是腫瘤部位產(chǎn)生新生血管和組織浸潤所必需的介質(zhì)。這些介質(zhì)的表達與MDSCs介導的轉(zhuǎn)移有關(guān)，并且與其免疫抑制能力有關(guān)。（3）參與建立腫瘤預轉(zhuǎn)移微環(huán)境[12]。轉(zhuǎn)移前微環(huán)境的概念是指骨髓來源的細胞為腫瘤細胞到達遠端器官在器官內(nèi)聚集的情況。小鼠MDSCs在轉(zhuǎn)移前兩周出現(xiàn)在肺部，這些細胞的存在與肺部免疫功能下降有關(guān)。（4）與腫瘤細胞的相互作用后誘導細胞產(chǎn)生“干細胞特性”并促進上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition,EMT）。Toh等[13]研究了MDSCs在EMT中的作用，發(fā)現(xiàn)PMN-MDSCs的體內(nèi)耗竭可減少表達EMT標志物（S100A4和Vimentin）的細胞數(shù)量。MDSCs在體內(nèi)和體外誘導鼻咽癌細胞中的EMT。研究發(fā)現(xiàn)，MDSCs增加了卵巢腫瘤組織中腫瘤干細胞的數(shù)量。MDSCs通過升高miRNA101水平，降低輔阻遏物C末端結(jié)合蛋白-2（CtBP2）表達，CtBP2表達的減少刺激了干性。當M-MDSCs與胰腺癌細胞共培養(yǎng)時，具有干性和EMT特征的腫瘤細胞增多[14]。

1.4 MDSCs作為免疫檢查點抑制劑治療腫瘤的預測標記

髓源性抑制細胞是ICI治療的重要預后標志物。與非應答者相比，對Ipilimumab治療有臨床應答的患者外周血中Lin-CD14+HLA-DR-M-MDSCs的百分比顯著降低，這一發(fā)現(xiàn)表明可以使用外周循環(huán)血中M-MDSCs比例作為治療反應的標志物[15]。較高比例的M-MDSCs可阻止Ipilimumab誘導的腫瘤特異性T細胞的激活和擴增，導致臨床療效降低；研究證實較低比例的基線循環(huán)MDSCs可以被用來作為惡性黑色素瘤患者Ipilimumab治療的預測性標志物[16]。此外，在使用腫瘤疫苗與Ipilimumab聯(lián)合治療的前列腺癌患者中，較低比例的循環(huán)MDSCs與患者的總生存增加相關(guān)。

2 靶向MDSCs治療逆轉(zhuǎn)免疫檢查點抑制劑耐藥性的策略與應用

2.1 靶向MDSCs治療逆轉(zhuǎn)免疫檢查點抑制劑耐藥性的策略

由于MDSCs在腫瘤誘導的免疫抑制中的重要作用，這些細胞可能成為與ICI聯(lián)合治療的有希望的靶標。靶向MDSCs有三種不同的方法；（1）消除MDSCs；（2）使骨髓細胞中MDSCs積累減少；（3）使MDSCs功能失活，即抑制MDSCs介導的免疫抑制。

2.1.1 消除MDSCs 某些化學藥物顯示可以影響攜帶腫瘤的宿主中的MDSCs，用相對較低劑量的化療可以去除MDSCs。吉西他濱可以消耗MDSCs，而對T細胞沒有不良影響，導致腫瘤生長減慢并延長生存期以及增強對免疫治療的反應。順鉑和5-氟尿嘧啶可優(yōu)先消耗MDSCs，增加CD8+T細胞應答能力。在結(jié)直腸癌患者中，F(xiàn)OLFOX（亞葉酸，5-氟尿嘧啶和奧沙利鉑）方案化療可通過降低MDSCs數(shù)量和恢復抗腫瘤免疫延長患者生存。

超低非細胞毒性劑量的紫杉醇可以降低RET轉(zhuǎn)基因小鼠MDSCs數(shù)量及其免疫抑制活性，導致攜帶黑素瘤的小鼠的存活率增加，目前低劑量化療增加疫苗誘導的免疫應答能力的幾項試驗正在進行中。小鼠MDSCs選擇性上調(diào)TRAIL受體DR5和下調(diào)人MDS112 Cs中誘餌受體DCR1和DCR2，這使靶向TRAIL受體成為消耗MDSCs的具體可行的方法，可以通過CD8+T細胞依賴的方式抑制小鼠的腫瘤生長。由抗體Fc片段綴合的S100A9衍生肽組成的新工程化抗體已經(jīng)在小鼠模型中顯示出去除MDSCs的潛力，然而，需要確定這種靶向抗體的特異性及其對人類腫瘤的適用性。

全反式視黃酸（all-trans retinoic acid,ATRA）通過阻斷視黃酸信號轉(zhuǎn)導導致MDSCs分化成巨噬細胞和DC。ATRA可降低轉(zhuǎn)移性腎細胞癌和晚期小細胞肺癌患者MDSCs比例并改善患者的生存期。

2.1.2 使MDSCs在腫瘤部位募集積累減少 MDSCs要發(fā)揮作用，必須到達腫瘤部位。此過程主要由腫瘤微環(huán)境分泌趨化因子與MDSCs細胞的趨化因子受體相互作用而介導[17]。C-C趨化因子基序配體（C-C motif chemokine ligand,CCL）2與其M-MDSCs相應受體C-C趨化因子受體（C-C chemokine receptor,CCR）2和4在MDSCs招募中具有重要作用。此外，最近發(fā)現(xiàn)CCR5在RET基因黑色素瘤荷瘤小鼠和黑色素瘤患者MDSCs上表達，通過與腫瘤微環(huán)境中的CCR5配體相互作用，在MDSCs的招募中發(fā)揮了重要作用[18]。并且，據(jù)報道CCR5+MDSCs比陰性者具有更強的免疫抑制作用。通過mCCR5-Ig融合蛋白阻斷CCR5與其配體的相互作用可顯著改善黑素瘤荷瘤動物的存活率[19]。此外，CD11b+Gr1+MDSCs的募集可被CCR2拮抗劑阻斷，從而增強化療藥物多西紫杉醇的治療效果。

Nod樣受體蛋白3（Nod-like receptor protein 3,NLRP3）炎性體是一種關(guān)鍵的先天免疫途徑，在人頭頸部鱗癌（head and neck squamous cell carcinoma,HNSCC）組織中過表達，負責產(chǎn)生活性白細胞介素IL-1β，NLRP3炎性體活化阻斷劑MCC950顯著降低了HNSCC小鼠IL-1β的產(chǎn)生，并可減少MDSCs和腫瘤相關(guān)巨噬細胞（TAM）的數(shù)量[20]。

2.1.3 抑制MDSCs介導的免疫抑制 ROS和NO是MDSCs發(fā)揮抑制功能的重要因子。Nf-E2相關(guān)因子2（NRF2）是一種在保護細胞免于自由基損傷中發(fā)揮重要作用的轉(zhuǎn)錄因子。NRF2調(diào)節(jié)幾種抗ROS和NO的抗氧化酶的表達，合成三萜類化合物可以上調(diào)NRF2，減少MDSCs產(chǎn)生ROS，并降低其免疫抑制功能。已經(jīng)顯示磷酸二酯酶-5（PDE-5）抑制后精氨酸酶和iNOS表達都下調(diào)。最近的一項臨床報告指出，用PDE-5抑制劑他達拉非治療頭頸部癌患者和轉(zhuǎn)移性黑色素瘤可以降低循環(huán)MDSCs細胞表達iNOS和精氨酸酶水平，并且產(chǎn)生更多的腫瘤特異性T細胞[21]。磷酸二酯酶-5抑制劑西地那非可下調(diào)MDSCs中的ARG-1和iNOS表達，增強腫瘤內(nèi)浸潤和活化的T細胞抗腫瘤免疫作用，從而減慢腫瘤生長。此外，在炎性反應依賴性小鼠結(jié)腸癌模型中，西地那非通過抑制腫瘤浸潤MDSCs來預防腫瘤發(fā)生[22]。

另一種可能抑制MDSCs功能的方法是靶向STAT3，它是MDSCs發(fā)揮免疫抑制活性的主要信號通路。已經(jīng)在Ⅰ期臨床試驗中應用STAT3反義寡核苷酸抑制劑AZD9150治療肺癌和淋巴瘤患者。旨在通過將STAT3抑制劑與TLR9配體CpG偶聯(lián)而將STAT3抑制劑特異性靶向骨髓細胞，從而降低ARG-1表達，可恢復急性髓性白血病患者的T細胞功能。

2.2 靶向MDSCs治療逆轉(zhuǎn)免疫檢查點抑制劑耐藥性的應用

近年來，靶向MDSCs與ICI治療聯(lián)合應用于臨床前腫瘤模型，抗PD-1抗體本身對來自腫瘤患者的外周血單個核細胞（peripheral blood mononuclear cells,PBMC）也具有直接作用?？筆D-1抗體可刺激抗CD3抗體誘導的體外PBMC增殖，并抑制MDSCs的產(chǎn)生。

2.2.1 ICI聯(lián)合消除MDSCs藥物的應用 組蛋白去乙?；敢种苿┒魈嫠舅c抗CTLA-4和PD-1抗體聯(lián)合應用可減少小鼠MDSCs，消除80%的腫瘤，而單獨應用這些ICI未能產(chǎn)生抗腫瘤效應。在Lewis肺癌和腎細胞癌小鼠模型中，與單獨的抗PD-1治療相比，恩替司他與PD-1抗體聯(lián)合應用可消除MDSCs，顯著增加小鼠存活率[23]。此外，在BRAF V600E/PTEN無突變黑色素瘤小鼠中，雙胍類抗糖尿病藥物苯乙雙胍通過對MDSCs的抑制作用增加CD8+T細胞浸潤，從而增加PD-1抗體的療效[20]。

2.2.2 ICI聯(lián)合阻止MDSCs聚集的藥物 C-X-C趨化因子受體4型（C-X-C chemokine receptor type 4,CXCR4）的拮抗劑AMD3100與PD-1抗體聯(lián)合治療可降低腫瘤內(nèi)MDSCs，增強抗腫瘤效果[24]；MEK抑制劑Trametinib與PD-1或PD-L1抗體聯(lián)用可降低MDSCs比例，特別是PMN-MDSCs比例，增強CD8+T細胞作用，增強抗腫瘤療效，改善小鼠生存[25]。Sema4D單抗通過減少腫瘤細胞產(chǎn)生MAPK依賴性趨化因子來消除PMN-MDSCs的募集，并且通過降低精氨酸酶表達降低PMN-MDSCs抑制能力，Sema4D單抗與CTLA-4或PD-1抗體聯(lián)用可增強抗腫瘤反應，延長口腔癌荷瘤小鼠的存活時間[26]。此外，糖尿病藥物苯乙雙胍可通過對MDSCs的抑制作用增加BRAF V600E/PTEN無突變黑色素瘤小鼠的CD8+T細胞浸潤，增強PD-1抗體的療效[27]。BCG和抗PD-L1聯(lián)合治療可增強T細胞免疫應答、減少腫瘤微環(huán)境中MDSCs的積累，從而增強宿主抗腫瘤免疫功能、抑制能腫瘤生長并且延長小鼠存活率[28]。

在小鼠口腔癌模型中，應用抗Ly6G抗體消耗PMN-MDSCs，可恢復抗原特異性T細胞的應答作用，但未能提高小鼠存活率。然而，Ly6G抗體和CTLA-4抗體聯(lián)合可使腫瘤達到完全緩解[29]。

2.2.3 ICI與抑制MDSCs功能藥物的聯(lián)合 在表達IDO的B16黑色素瘤小鼠模型中，激酶抑制劑PLX647可通過阻斷集落刺激因子1受體（CSF-1R）抑制腫瘤浸潤MDSCs的功能并增強抗腫瘤T細胞應答。此外，該療法增敏PD-1抗體和CTLA-4抗體的抗腫瘤療效，與單獨使用ICI相比，聯(lián)合治療可促進腫瘤消退，延長小鼠存活期。在CT26結(jié)腸癌和4T1乳腺癌小鼠模型中也可以顯示相同的效果，CTLA-4抗體與阻斷CSF-1/CSF-1R的聯(lián)合治療通過重編程MDSCs增強了治療效果。此外，CSF-1在黑素瘤和NSCLC患者腫瘤細胞中的表達與MDSCs的聚集相關(guān)，可通過阻斷CSF-1/CSF-1R信號轉(zhuǎn)導抑制MDSCs的聚集。BLZ945通過阻斷M-CSF/CSF-1R相互作用抑制神經(jīng)母細胞瘤小鼠的MDSCs功能，從而改善PD-1抗體的功效。

組胺二鹽酸鹽（histamine dihydrochloride,HDC）是一種NADPH氧化酶（NADPH oxidase,NOX2）抑制劑，可降低腫瘤內(nèi)MDSCs的ROS表達，HDC可降低EL-4荷瘤小鼠腫瘤內(nèi)MDSCs的積累并且降低MDSCs的T細胞抑制作用，HDC可增強PD-1抗體對EL-4和MC-38荷瘤小鼠的抗腫瘤作用[30]。據(jù)報道，由于MDSCs的聚集導致ICI治療頭頸部腫瘤無效[31]。然而，IPI-145（一種磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸3-激酶（PI3K）δ和PI3Kγ同種型的抑制劑）與PD-L1抗體聯(lián)合治療小鼠頭頸部腫瘤，可抑制MDSCs活性，提高CD8+T細胞活性，提高小鼠存活率[32]。

人肝細胞細胞周期相關(guān)激酶（cell cycle-related kinase,CCRK）通過NFκB/IL-6依賴性機制刺激CD11b+CD33+HLA-DR-MDSCs的擴增。在CCRK轉(zhuǎn)基因小鼠中，PMN-MDSCs比例和活性顯著增加，而在抑制CCRK后，PMN-MDSCs數(shù)量減少，IFNγ+TNF-α+CD8+T細胞的浸潤增加，抑制CCRK藥物與PD-L1抗體聯(lián)合后，抗腫瘤療效增加[33]。

3 結(jié)論

用于腫瘤治療的免疫檢查點抑制劑已被批準用于治療皮膚黑色素瘤、NSCLC、腎癌、膀胱癌、頭頸癌、Merkel細胞癌、胃癌和霍奇金淋巴瘤等腫瘤，并且可以顯著改善腫瘤患者的生存。然而，仍有不少患者在初始有效之后耐藥或完全缺乏療效。這種耐藥部分可以通過MDSCs介導，使MDSCs聯(lián)合ICI療法成為有希望的治療方式。在各種臨床前腫瘤模型中，靶向MDSCs可加強ICI的作用并可提高患者生存率甚至出現(xiàn)腫瘤完全消退，這可能是逆轉(zhuǎn)免疫檢查點抑制劑耐藥的有效途徑，但是仍需要更多的聯(lián)合治療試驗來證實兩者聯(lián)合抗腫瘤免疫治療的有效性。