髓系来源抑制细胞与肝脏疾病

徐跃元(综述)，向晓星(审校)

(扬州大学临床医学院 苏北人民医院消化内科307病区，江苏 扬州 225001)



髓系来源抑制细胞与肝脏疾病

徐跃元△(综述)，向晓星※(审校)

(扬州大学临床医学院 苏北人民医院消化内科307病区，江苏 扬州 225001)

摘要：髓系来源抑制细胞(MDSC)是一群异质性细胞，其免疫抑制功能的重要性首先在肿瘤患者和荷瘤小鼠的研究中被提出。近年研究显示，MDSC和许多非肿瘤性疾病的发生、发展有关。MDSC可通过多种机制调节天然免疫和适应性免疫，其数量的改变常与肿瘤负荷、远处转移、分期和患者的预后密切相关。MDSC在肝细胞癌、病毒性肝炎、自身免疫性肝炎发病机制中作用的研究对阐述MDSC在肝脏疾病发生、发展及预后中的作用具有重要意义。

关键词：髓系来源抑制细胞；免疫抑制；肝脏疾病；发病机制；预后

髓系来源抑制细胞(myeloid derived suppressor cells，MDSC)是一群来源于骨髓的异质性细胞，由髓系祖细胞和未成熟髓系细胞组成。生理状态下，未成熟髓系细胞很快分化为成熟的粒细胞、巨噬细胞、树突状细胞，但在肿瘤等病理状态下，未成熟髓系细胞的进一步分化受到部分阻滞，导致该群细胞数量异常增多，并获得免疫抑制能力[1-3]。MDSC能抑制适应性免疫应答和固有免疫应答。MDSC数量不仅在肿瘤状态下显著增高，在其他病理条件下，如各种急慢性感染、移植物抗宿主反应、败血症、超抗原引起的免疫应激、创伤患者，均可检测到MDSC数量增多[4-5]。对MDSC的研究最早来自肿瘤，而对非肿瘤病理因素方面的研究较少。目前有关MDSC在肝脏疾病领域的研究较少，尤其是非肿瘤性肝脏疾病。现就MDSC的表型分群、免疫抑制机制及其在肝脏疾病领域的研究进展予以综述。

1MDSC的表型与分群

小鼠来源的MDSC目前公认的表型特征为Gr-1+CD11b+，根据Gr-1抗原及其表位(Ly6G和Ly6C)的表达可将其分为两大类：具有CD11b+Gr-1high或CD11b+Ly6G+Ly6Clow表型特征的为粒细胞型MDSC(G-MDSC)，形态学上与粒细胞相似；具有CD11b+Gr-1low或CD11b+Ly6G-Ly6Chigh表型特征的为单核细胞型MDSC(M-MDSC)，形态学上与单核细胞相似[6]。研究发现，CD124可能与MDSC免疫调节功能有关，建议可作为标志分子[7]。但Sinha等[8]的研究结果表明，CD124的表达不影响MDSC的积累以及对T细胞的抑制作用。CD49d可作为MDSC新的标志分子替代Gr-1对MDSC进行分群。在体外实验中CD11b+CD49d+MDSC能显著抑制抗原特异性T细胞增殖，其机制是通过一氧化氮(nitric oxide，NO)实现，而CD11b+CD49d-MDSC只有微弱的抑制作用[9]。

人来源的MDSC无Gr-1抗原及其同源物表达，表型特征更为复杂，目前尚无通用表型。人MDSC大致也分为M-MDSC和G-MDSC两大群，两群细胞均表达髓系标志分子CD33和CD11b。目前学术界普遍认为M-MDSC为CD14+，G-MDSC为CD15+，且两群均需为HLA-DRlow/neg和CD33+。目前出现了一些新的标志分子，如CD16和CD66b，这些分子与CD14结合应用有助于对MDSC的分群和研究[10-11]。

2MDSC的免疫抑制机制

MDSC介导免疫抑制依赖细胞间相互接触和(或)分泌免疫抑制性的可溶性介质。MDSC的免疫抑制活性主要与精氨酸酶1、诱导型一氧化氮合酶和活性氧类有关。不同表型的MDSC作用机制不同，在小鼠，G-MDSC主要为活性氧类途径，而M-MDSC主要依赖精氨酸酶1、诱导型一氧化氮合酶及免疫抑制性细胞因子[6]。人MDSC亚群作用机制差异不如小鼠显著，已有报道人不同表型的MDSC作用机制相同，如CD14+M-MDSC和CD14-G-MDSC均可通过活性氧类途径抑制T细胞增殖[12-13]。诱导型一氧化氮合酶分解L-精氨酸酶形成NO，而精氨酸酶1分解L-精氨酸生成尿素和L-鸟氨酸。L-精氨酸的耗竭使T细胞增殖受阻。NO通过抑制Janus激酶3/信号转导和转录活化蛋白5信号途径及抗原呈递细胞主要组织相容性复合体Ⅱ类分子表达阻止效应T细胞活化。Gehad等[14]证实，在人皮肤鳞状细胞癌组织内有MDSC浸润，这些细胞通过释放NO抑制毛细血管内皮细胞E选择素表达，进而阻止T细胞向肿瘤迁移，降低免疫反应。活性氧类和NO反应生成过氧亚硝酸盐使T细胞受体硝基化，进而抑制T细胞应答。

此外，MDSC与T调节细胞(T regulatory cells，Treg)之间存在一定联系。Huang等[15]研究发现，MDSC诱导Treg的产生与NO无关。MDSC释放CC类趋化因子4和5与Treg表面CC类趋化因子受体5相互作用，募集Treg到肿瘤微环境中，加重免疫抑制[16]。另外，MDSC抑制T细胞及对Treg的诱导需要MDSC表面CD40的参与[17]。

3MDSC在肝脏疾病领域的研究进展

3.1MDSC与肝细胞癌(heptocellular carcinoma，HCC)在HCC形成过程中，抗肿瘤免疫抑制是肿瘤发展的主要标志。Hoechst等[18]研究发现，CD14+MDSC在HCC患者外周血单个核细胞中的比例及肿瘤组织中显著升高，并有效抑制T细胞增殖和干扰素γ产生，诱导CD4+CD25+Foxp3+Treg的生成。Hu等[19]研究发现，HCC小鼠来源的MDSC能降低树突状细胞产生白细胞介素12的能力，进而抑制其对T细胞的激活能力，其机制依赖于MyD88核因子κB信号途径。Hoechst等[20]研究HCC时发现，CD14+MDSC通过自然杀伤细胞激活受体NKp30抑制自然杀伤细胞活性，但MDSC表面相应NKp30配体目前尚不清楚。Kalathil等[21]对晚期HCC患者免疫功能障碍进行研究后发现，CD14-MDSC和GARP+CTLA-4+Foxp3+Treg在外周血中数量均显著增加，且两者呈正相关，表明两者协同抑制抗肿瘤免疫应答。Arihara等[22]对123例HCC患者、30例慢性肝脏疾病及13例健康对照者进行研究，发现HCC患者MDSC比例显著升高，MDSC频率只与肿瘤进展相关，而与肝硬化及肝脏炎症活动度无关，提示MDSC的扩增主要由肿瘤组织本身引起。此外，HCC患者外周血白细胞介素10、白细胞介素13、血管内皮细胞生长因子水平显著升高，与MDSC频率呈正相关，提示这些细胞因子可能参与MDSC的扩增。其中33例HCC患者接受射频消融治疗后，MDSC的频率与患者无复发生存率及预后呈负相关。射频消融术后高MDSC患者应密切关注，抑制患者MDSC的功能或清除患者体内MDSC可改善这类患者的预后。Mizukoshi等[23]对69例行射频消融术后的HCC患者进行免疫应答分析发现，外周血CD14+MDSC的频率除3例外均有显著下降，并且与肿瘤相关抗原特异性T细胞的数量呈负相关。Chen等[24]通过对小鼠HCC模型研究发现，放射治疗后的HCC再生与白细胞介素6水平和MDSC募集显著相关，阻断白细胞介素6可减少放射治疗后引起的MDSC募集和肿瘤再生，因此认为放射治疗结合抑制白细胞介素6可作为提高HCC治疗效果的潜在措施。

3.2MDSC与丙型肝炎病毒感染丙型肝炎病毒(hepatitis C virus，HCV)感染后容易慢性化，持续的HCV感染常导致肝硬化和HCC。研究证实,T细胞免疫功能受损是HCV感染者不能将其清除的主要原因[25]。Tacke等[13]研究发现,HCV核心蛋白是MDSC的潜在诱导者，HCV核心蛋白能够诱导健康人外周血单个核细胞中出现一群CD14+MDSC，该群细胞依靠活性氧类抑制T细胞的增殖及干扰素γ的产生。且该群细胞能在丙型肝炎患者外周血检测到，进一步证实核心蛋白在体内能够诱导MDSC的产生。Cai等[26]研究发现，初治慢性丙型肝炎患者外周血MDSC频率显著升高，其水平与HCV载量和肝损伤指标(丙氨酸转氨酶、天冬氨酸转氨酶)呈正相关，提示MDSC与疾病进展有关。在观察慢性丙型肝炎患者用聚乙二醇干扰素和利巴韦林治疗48周过程中MDSC的变化时，发现治疗开始后第4周MDSC的数量开始下降，但12周后又开始缓慢上升。治疗中MDSC的动态变化与激活的CD38+CD4+T细胞的变化保持基本一致。以上观察到的结果表明，治疗开始后MDSC数量的立刻下降可能与HCV载量迅速下降有关，后期MDSC的反弹可能与炎症状态所致的持续高免疫激活状态有关。激活的CD38+CD4+T细胞可能是MDSC扩增的另一个机制。

3.3MDSC与乙型肝炎病毒感染目前，已有研究涉及免疫抑制性细胞(如Treg等)及免疫因子在慢性乙型肝炎中的作用，但仍不能完全解释病理状态下的免疫应答。MDSC作为免疫调节细胞，可能在肝脏局部免疫微环境中扮有重要角色。有关MDSC与乙型肝炎的研究目前较少。为了解慢性乙型肝炎病毒(hepatitis B virus，HBV)感染过程中MDSC的作用，Chen等[27]检测了HBV转基因小鼠和正常小鼠体内MDSC的频率和功能，发现小鼠体内MDSC主要由CD11b+Gr-1dim和CD11b+Gr-1high两群组成，脾脏中两群细胞所占百分比相似，但在肝脏中CD11b+Gr-1dim群更占优势。HBV转基因小鼠肝内MDSC的比例较正常小鼠显著升高。功能上，从HBV转基因小鼠及正常小鼠肝内分离出的MDSC均以剂量依赖的方式抑制同种异体混合淋巴细胞反应中T细胞增殖。进一步研究证实，正常小鼠及HBV转基因小鼠肝内分离出的MDSC也能抑制乙型肝炎表面抗原特异性T细胞增殖能力，但来自HBV转基因小鼠的MDSC抑制作用更强。因此，针对MDSC的治疗可能成为清除HBV的新方法[27]。

3.4MDSC与自身免疫性肝炎(autoimmune hepatitis，AIH)目前有关MDSC与自身免疫性疾病关系的研究较少，而且多停留在动物模型阶段。AIH是一种肝脏特异性自身免疫性疾病，以分泌高水平干扰素γ的CD4+Th1细胞在肝内大量积聚为特征。Cripps等[28]用剔除转化生长因子β1基因的BALB/c小鼠成功建立AIH模型。在转化生长因子β1-/-小鼠肝脏内，CD4+T细胞的积聚伴随CD11b+Gr-1+MDSC的增加，由肝内分离的CD11b+Gr-1+细胞具有免疫抑制活性，体外能抑制T细胞增殖。进一步研究证实，转化生长因子β1-/-小鼠肝内CD11b+Gr-1+细胞的免疫抑制功能依赖于T细胞的接触以及干扰素γ的存在，并且主要与M-MDSC有关。基于以上研究结果得出结论，Th1细胞介导的肝脏炎症动员MDSC应答，抑制T细胞增殖，减轻肝脏炎症损伤，当MDSC生成不足或活性异常时可造成肝脏炎症病理损伤。李海文等[29]研究发现，AIH非肝硬化组外周血Lin-CD11b+CD33+HLA-DR-MDSC频率显著高于AIH肝硬化组和健康对照组，但肝硬化组与健康对照组差异无统计学意义。故认为，AIH非肝硬化期，外周血MDSC频率呈反馈性增高，抑制体内自身免疫反应；在AIH肝硬化期，各种原因致使MDSC数量下调，加速肝细胞损伤和肝硬化进程。Hegde等[30]研究发现，大麻二酚通过活化辣椒素受体瞬时受体电位香草酸亚型1诱导CD11b+Gr-1+MDSC的形成，这类MDSC能显著改善实验性AIH。大麻二酚的此作用可能使其成为治疗AIH的新药物。

4展望

MDSC作为免疫系统的负调节成分，在维持机体的免疫平衡中有重要意义，肝脏疾病的发生与其密切相关。目前对MDSC的研究主要借助于小鼠模型，关于人MDSC的研究也多局限于外周血，对人肝脏内MDSC研究较少。迄今为止，虽然对MDSC的研究已经取得了较大的进展，但仍存在一些问题。由于MDSC是一群异质细胞群，由处于不同分化阶段的髓系细胞构成，有必要探索新的标志分子来区分和定义各亚群，并研究其具体作用机制。MDSC及其相关作用分子的免疫调控可能成为肝脏疾病治疗的新靶点，为肝脏疾病提供新的治疗思路。MDSC在肝脏疾病领域的研究目前多集中于HCC，在病毒性肝炎、AIH和肝移植等其他肝脏疾病的研究极少，有待进一步深入研究。

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Myeloid Derived Suppressor Cells and Liver DiseasesXUYue-yuan,XIANGXiao-xing.(307WardAreaofDepartmentofGastroenterology,SubeiPeople′sHospital/ClinicalMedicineCollegeofYangzhouUniversity,Yangzhou225001,China)

Abstract:Myeloid derived suppressor cells(MDSC) represent a heterogenous population of cells.The importance of the suppressive function of MDSC was first suggested by studies involving cancer patients and cancer-bearing mice.In addition,recent studies have demonstrated that MDSC can also be involved in many other pathological conditions.MDSC can modulate innate and adaptive immune responses through a variety of mechanisms.The number of MDSC is closely related with tumor burden,remote metastasis,tumor stage and prognosis.Research about MDSC function in the pathogenesis of hepatocellular carcinoma,viral hepatitis and autoimmune hepatitis is of great importance to elaborate the role of MDSC in the development and prognosis of liver diseases.

Key words:Myeloid derived suppressor cells; Immunosuppression; Liver diseases; Pathogenesis; Prognosis

收稿日期：2014-01-16修回日期：2014-07-17编辑：鲍淑芳

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.02.009

中图分类号：R735.7; R512.6

文献标识码：A

文章编号：1006-2084(2015)02-0216-03