骨髓來源抑制性細(xì)胞在肝臟疾病中的研究進(jìn)展

徐麗君， 安秀琴， 李 悅， 劉近春

1 山西醫(yī)科大學(xué) 研究生院， 太原 030001； 2 山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院 消化內(nèi)科， 太原 030001

慢性肝臟病是臨床常見病，給患者和公共衛(wèi)生系統(tǒng)帶來巨大的社會和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。據(jù)報(bào)道[1]2017年全球肝臟相關(guān)死亡人數(shù)相比2012年增長了11.4%，約214萬例。肝硬化和肝癌分別占肝臟死亡的38.3%和61.7%，而肝癌和肝硬化的死亡與慢性病毒性肝炎、酒精性肝病(ALD)、非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)等密切相關(guān)。與日益增長的疾病負(fù)擔(dān)相對應(yīng)的是，當(dāng)前慢性肝臟病的診斷和治療方面存在局限性，例如隨著病毒性肝炎的有效防控，NAFLD及嚴(yán)重類型的非酒精性脂肪性肝炎(NASH)成為終末期肝病的重要原因[2]，NAFLD診治的重點(diǎn)需要聚焦在肝病炎癥活動度和肝纖維化程度，但肝纖維化診斷的金標(biāo)準(zhǔn)依然是肝組織活檢，尚無非侵入檢測手段可以準(zhǔn)確評估炎癥及纖維化程度。在治療方面臨床上尚無有效的藥物。此外許多肝硬化、肝癌的預(yù)后指標(biāo)也多在終末期不可逆轉(zhuǎn)。因此，探索新的早期診斷手段、預(yù)后指標(biāo)、治療藥物等仍是當(dāng)今要?jiǎng)?wù)。

Gabrilovich等[3]在2007年引入了骨髓來源抑制性細(xì)胞(myeloid derived suppressor cells，MDSC)的概念，它是指處于不同分化階段的髓系祖細(xì)胞和前體細(xì)胞組成的異質(zhì)性群體，包括單核細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、粒細(xì)胞等分化的不同階段，正常機(jī)體狀態(tài)下主要集中在骨髓中，而外周血和外周血淋巴組織中數(shù)量較少[4]。在炎癥狀態(tài)下，MDSC可在骨髓中增殖，并迅速轉(zhuǎn)入骨髓外周血，最終被招募到相應(yīng)的靶器官和組織，通過一定條件可以抑制效應(yīng)T淋巴細(xì)胞，誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T淋巴細(xì)胞(Treg)或調(diào)節(jié)性B淋巴細(xì)胞(Breg)免疫來負(fù)性調(diào)控身體的免疫功能[5]。MDSC在小鼠中被定義為CD11b+Gr1+細(xì)胞，Gr1+子集基于Ly6C和Ly6G標(biāo)記被更準(zhǔn)確的識別，分別為CD11b+Ly6G-Ly6Chigh單核MDSC (M-MDSC) 和CD11b+Ly6G-Ly6Clow/-多形核MDSC (PMN-MDSC)。還有一些研究發(fā)現(xiàn)，MDSC的某些亞群表達(dá)IL-4和IL-13(IL-4Rα)受體的α鏈，巨噬細(xì)胞相關(guān)標(biāo)志物F4/80，M-CSF-1R或c-fms(CD115)以及共刺激分子CD80。人的MDSC，包括單核細(xì)胞(CD14+) MDSC和PMN (CD15+) MDSC[6]。隨著研究的進(jìn)一步深入，更多的MDSC表型被發(fā)現(xiàn)，包括高表達(dá)的 CD66b，低表達(dá)的CD62L和CD16，血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子受體1及S100A9。

近年來MDSC在炎癥、腫瘤、自身免疫方面的作用已經(jīng)進(jìn)行了廣泛的研究。例如：在非精神活性藥物大麻二酚(CBD)治療實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎小鼠的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，CBD治療可導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎小鼠中MDSC的大量增加，過繼轉(zhuǎn)移CBD誘導(dǎo)的MDSC可改善實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎，而MDSC耗竭則逆轉(zhuǎn)了這一效果[7]。在慢性淋巴細(xì)胞白血病小鼠模型中，B淋巴細(xì)胞分泌的IgM可上調(diào)小鼠MDSC數(shù)量增多，下調(diào)T淋巴細(xì)胞數(shù)量減少，導(dǎo)致小鼠生存時(shí)間縮短，推測IgM通過MDSC加快此種癌癥的進(jìn)展[8]。MDSC在自身免疫性關(guān)節(jié)炎中也起著重要作用，與健康對照相比，強(qiáng)直性脊柱炎患者PMN和M-MDSC數(shù)量明顯升高[9]。大量研究表明，MDSC在肝病的形成、進(jìn)展和修復(fù)中起著關(guān)鍵作用。本文就MDSC在各類肝病中的研究進(jìn)展作一綜述，以期為臨床診斷、預(yù)后或治療各類慢性肝病提供新思路。

1 MDSC與病毒性肝炎

慢性乙型肝炎(CHB)是引起肝硬化和肝細(xì)胞癌(HCC)主要病因之一，影響著全球3.5億多人口[10]。慢性HBV感染的特點(diǎn)是T淋巴細(xì)胞對病毒的耐受，研究發(fā)現(xiàn)：M-MDSC的顯著增加與CHB患者HBsAg水平呈正相關(guān)，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)HBsAg在體外通過激活ERK/IL-6/STAT3信號通路能有效促進(jìn)M-MDSC的分化，從而維持病毒感染的持久性[11]，最近Pal等[12]也同樣證明體內(nèi)高水平的HBsAg促進(jìn)了MDSC的生成和功能，同時(shí)發(fā)現(xiàn)MDSC削弱了機(jī)體的有效抗病毒反應(yīng)能力，這一過程主要是通過促進(jìn)FOXP3+iTreg和IL-10+Tr1細(xì)胞的擴(kuò)增來實(shí)現(xiàn)的，與TGF-β和IL-10相關(guān)的信號通路在這一過程中起到關(guān)鍵作用。這一發(fā)現(xiàn)提示MDSC靶向治療聯(lián)合核苷酸類似物治療可能更有效地抑制HBV持續(xù)存在和疾病進(jìn)展。與此相一致，MDSC與ALT水平以及HBV DNA負(fù)荷呈正相關(guān)，擴(kuò)增的外周MDSC可能導(dǎo)致慢性HBV感染時(shí)病毒清除率降低，加快疾病進(jìn)展，這可能與MDSC抑制輔助性T淋巴細(xì)胞1的功能有關(guān)[13]。MDSC還可通過程序性死亡受體1誘導(dǎo)的IL-10調(diào)節(jié)CHB患者的免疫反應(yīng)，體外實(shí)驗(yàn)中，MDSC可抑制HBV特異性CD8+T淋巴細(xì)胞反應(yīng),包括減少CD8+T淋巴細(xì)胞的擴(kuò)增和IFNγ產(chǎn)生，同時(shí)抑制CD8+T淋巴細(xì)胞脫顆粒，包括減少顆粒酶B和穿孔素的產(chǎn)生[14]。此外，在HBV誘導(dǎo)免疫耐受中，MDSC介導(dǎo)的CD8+T淋巴細(xì)胞的耗竭與γδT細(xì)胞的驅(qū)動有關(guān)[15]，過繼轉(zhuǎn)移γδT細(xì)胞可恢復(fù)HBV的持續(xù)表達(dá)。Yang等[16]進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)HBeAg的高水平與M-MDSC的聚集相一致。健康者外周血單個(gè)核細(xì)胞暴露于HBeAg后，M-MDSC聚集，吲哚胺-2，3-雙加氧酶(IDO)數(shù)量明顯上升。抑制IDO可以有效地抑制M-MDSC降低CD4+、CD8+T淋巴細(xì)胞增殖和IFNγ產(chǎn)生的能力，表明HBeAg誘導(dǎo)的M-MDSC擴(kuò)增通過IDO途徑損害T淋巴細(xì)胞功能，提示了M-MDSC可能與HBV持續(xù)感染相關(guān)。粒細(xì)胞MDSC (G-MDSC)只是在有HBV復(fù)制而沒有免疫病理損傷的患者中聚集，這類患者的G-MDSC可產(chǎn)生精氨酸酶1，而T淋巴細(xì)胞需要精氨酸來維持其正常功能，L-精氨酸缺失的T淋巴細(xì)胞上調(diào)L系統(tǒng)氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)體，以增加必需營養(yǎng)素的吸收并嘗試代謝重編過程，G-MDSC介導(dǎo)的精氨酸減少會抑制T淋巴細(xì)胞反應(yīng)[17-18]。實(shí)驗(yàn)[19]發(fā)現(xiàn)，在HBV相關(guān)的慢加急性肝衰竭(ACLF)中，患者外周血CD14、CD33、CD11b、HLA-DR MDSC明顯高于CHB患者和健康對照組。較低的MDSC水平與較好的短期預(yù)后呈正相關(guān)，提示MDSC的擴(kuò)增與HBV相關(guān)ACLF的疾病嚴(yán)重程度和進(jìn)展密切相關(guān)，可作為近期預(yù)后的指標(biāo)。

慢性丙型肝炎(CHC)是一個(gè)嚴(yán)重的全球健康問題，全球估計(jì)有超過1.85億的人感染了HCV[20]。Tacke等[21]發(fā)現(xiàn)，與健康對照組相比，CHC患者外周血中檢測到CD33+HLA-DR-/lowCD11b+MDSC的百分比較高，慢性HCV感染可促進(jìn)MDSC積累，而MDSC促進(jìn)和維持HCV持續(xù)性感染，MDSC可通過活性氧的產(chǎn)生抑制T淋巴細(xì)胞活化[21]，與此相一致，慢性HCV感染者病毒負(fù)載的外泌體可促進(jìn)單核髓細(xì)胞向MDSC分化，此過程也使調(diào)節(jié)性T淋巴細(xì)胞顯著增加，輔助性T淋巴細(xì)胞顯著減少[22]。Wang等[23]發(fā)現(xiàn)G-MDSC頻率與血清HCV核心蛋白(HCVc)濃度呈正相關(guān)，循環(huán)高濃度HCVc水平(HCVc誘導(dǎo)IL-10自分泌)是G-MDSC擴(kuò)增的必要條件，而與CD4+和CD8+T淋巴細(xì)胞呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，耗盡G-MDSC后，CD4+和CD8+T淋巴細(xì)胞數(shù)量增多。Goh等[24]發(fā)現(xiàn)，自然殺傷細(xì)胞(NK細(xì)胞)與HCV條件下CD33(+)外周血單個(gè)核細(xì)胞共培養(yǎng)，MDSC通過依賴精氨酸酶1抑制哺乳動物雷帕霉素激活靶標(biāo)來改變細(xì)胞代謝，使得IFNγ產(chǎn)生減少，表明MDSC是抑制抗病毒NK細(xì)胞反應(yīng)的有效免疫逃避策略。雖然目前沒有針對HCV的疫苗，但隨著直接抗病毒藥物的問世，CHC已經(jīng)可以被治愈，Telatin等[25]發(fā)現(xiàn)，患者在直接抗病毒藥物治療后，其MDSC部分或晚期恢復(fù)，這提示MDSC在CHC患者免疫系統(tǒng)重建中扮演相關(guān)角色，有待進(jìn)一步探索。

2 MDSC與ALD

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及乙型肝炎的預(yù)防和控制，ALD在我國肝臟疾病中已占有相當(dāng)高的比例[26]。眾所周知，乙醇的攝入會對機(jī)體健康產(chǎn)生多方面的危害，其中最重要的是對肝臟的危害，可由酒精性脂肪變性逐漸進(jìn)展為酒精性肝炎、酒精性肝硬化甚至HCC。酒精性肝炎(ASH)進(jìn)展過程是微生物失調(diào)、腸道屏障完整性喪失、肝細(xì)胞的應(yīng)激等共同作用的復(fù)雜過程，ASH進(jìn)展中，肝細(xì)胞可表達(dá)大量趨化因子和炎癥介質(zhì)，從而參與先天和適應(yīng)性免疫反應(yīng)[27]。急性乙醇暴露后，血液、肝臟、脾臟中的G-MDSC數(shù)量較M-MDSC明顯增多，此外，乙醇還會影響前體細(xì)胞向這兩個(gè)髓細(xì)胞亞群的分化，其中，粒系-巨噬系祖細(xì)胞(Granulocyte macrophage progenitor，GMP)可能是G-MDSC群體的前體，單核-巨噬細(xì)胞(mononuclear phagocyte，MP)可能是M-MDSC的前體，而乙醇通過促進(jìn)髓系祖細(xì)胞(Common myeloid progenitor，CMP)和GMP的生成，并阻礙GMP向MP的分化，使得更多的前體優(yōu)先產(chǎn)生G-MDSC群體，從而對酒精應(yīng)激狀態(tài)下的肝臟產(chǎn)生保護(hù)，這個(gè)與過繼轉(zhuǎn)移G-MDSC后肝臟炎癥明顯改善、炎癥因子TNFα減少相一致，G-MDSC可能是通過CD8+細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞和CD4+輔助性T淋巴細(xì)胞為靶點(diǎn)起保護(hù)作用[28]。Gao等[29]試驗(yàn)則顯示G-MDSC可能加劇ALD的進(jìn)展，與健康對照組相比，酒精性肝硬化患者外周血中G-MDSC增多，精氨酸酶1的產(chǎn)生能力增強(qiáng)，而精氨酸酶1與總膽紅素和國際標(biāo)準(zhǔn)化比值這兩個(gè)與肝損傷相關(guān)的參數(shù)呈負(fù)相關(guān)，外周血G-MDSC和肝內(nèi)G-MDSC數(shù)量增加，可能加劇肝硬化的嚴(yán)重程度。此外，體外富集的G-MDSC可顯著抑制NK細(xì)胞的功能，而NK細(xì)胞通過殺死肝星狀細(xì)胞(HSC)在減輕肝硬化中發(fā)揮重要作用，G-MDSC可能通過阻止NK誘導(dǎo)的HSC凋亡來加快ALD的進(jìn)展。

3 MDSC與NAFLD

NAFLD是目前世界范圍內(nèi)最常見的肝病之一，可包括單純性脂肪變性、NASH、肝纖維化和肝硬化。在NAFLD小鼠模型中，可發(fā)現(xiàn)MDSC數(shù)量隨著脂質(zhì)積累而明顯增加，并與NASH小鼠炎癥分級相關(guān)，炎癥改變還可誘導(dǎo)肝MDSC表型和功能改變[30]。研究[31]發(fā)現(xiàn)，在肥胖小鼠含有大量脂肪的肝臟中，MDSC通過CCL2-CCR2通路在肝臟中積累，從而參與NAFLD的免疫微環(huán)境，這些細(xì)胞被鑒定為CD11b+Gr1+細(xì)胞，進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證實(shí)SSClowCD11b+Gr1dimMDSC對T淋巴細(xì)胞增殖有抑制作用，此過程依賴于iNOS產(chǎn)生的NO。NAFLD的第一次打擊與脂質(zhì)過量沉積和胰島素抵抗密切相關(guān)，而小分子抑制劑含sh2的肌醇5′磷酸酶1通過增加交替活化的巨噬細(xì)胞和MDSC來減輕熱量過剩的小鼠體質(zhì)量和脂肪含量，并可控制血糖和改善胰島素抵抗[32]。NAFLD的第二次打擊與氧化應(yīng)激密切相關(guān)，活性氧(ROS)分子通過參與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路來控制一系列的生物活性，MDSC可釋放ROS，ROS反過來調(diào)控MDSC的功能和命運(yùn)，此外，MDSC釋放ROS分子還可作為抑制T淋巴細(xì)胞反應(yīng)的主要機(jī)制的一部分[33]。

4 MDSC與自身免疫性肝病

自身免疫性肝炎(AIH)是機(jī)體對肝細(xì)胞產(chǎn)生自身抗體及自身反應(yīng)性T淋巴細(xì)胞致肝臟炎癥性改變，以高γ球蛋白和循環(huán)中自身抗體為特征，組織學(xué)表現(xiàn)為界面性肝炎[34]。MDSC與AIH密切相關(guān)，HSC可以通過大量擴(kuò)增MDSC并廣布于原發(fā)性和繼發(fā)性淋巴器官，協(xié)調(diào)先天免疫和適應(yīng)性免疫來發(fā)揮其免疫調(diào)節(jié)能力，誘導(dǎo)免疫耐受[35]。在Tgfb1-/-自身免疫性肝病小鼠模型中，CD11b+Gr-1+的MDSC與肝臟輔助性T淋巴細(xì)胞數(shù)量呈正相關(guān)。在AIH患者中發(fā)現(xiàn)，非肝硬化AIH患者的循環(huán)MDSC明顯高于肝硬化AIH患者，MDSC水平與肝臟炎性指標(biāo)ALT、AST呈顯著正相關(guān)，而接受激素治療的緩解期患者M(jìn)DSC水平降低，后續(xù)實(shí)驗(yàn)[36]還發(fā)現(xiàn)MDSC在體外可抑制T淋巴細(xì)胞增殖。與此一致的發(fā)現(xiàn)還有：在免疫性肝損傷中，來自MDSC的mTOR信號通路通過低氧誘導(dǎo)因子-1-α依賴的糖酵解途徑抑制T淋巴細(xì)胞活化和調(diào)節(jié)T淋巴細(xì)胞分化[37]。動物實(shí)驗(yàn)[38]發(fā)現(xiàn)：M-MDSC可緩解刀豆蛋白誘導(dǎo)的AIH，而將對照組小鼠MDSC轉(zhuǎn)移到肝炎小鼠中，其肝炎將恢復(fù)至正常小鼠水平。Lian等[39]研究表明MDSC是IL-35的靶細(xì)胞，因?yàn)镸DSC的標(biāo)志物CD33與IL-35受體(gp130和IL-12Rβ2)有良好的共定位。在實(shí)驗(yàn)中AIH來源的MDSC可被IL-35擴(kuò)增，且表現(xiàn)出更高IL-35受體的豐度。深入研究IL-35調(diào)節(jié)MDSC這條途徑可能為AIH的治療提供新方向。

5 MDSC與肝癌

HCC是全球第五大癌癥和全球癌癥相關(guān)死亡的第二大原因，2018年全球癌癥統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，每年有超過70萬人死于肝癌[40]。在荷瘤小鼠的肝臟中，MDSC數(shù)量升高，腫瘤活化的肝基質(zhì)細(xì)胞促進(jìn)MDSC向肝臟部位遷移，進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證明，暴露于腫瘤條件下的上清液后，肝臟基質(zhì)細(xì)胞中細(xì)胞因子和趨化因子的表達(dá)水平也更高[41]。臨床實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)：在肝硬化組和HCC組外周血中，MDSC的相對數(shù)量和平均數(shù)量均較對照組顯著增加，其中HCC組更多，在肝癌組，MDSC計(jì)數(shù)與IFNγ水平呈負(fù)相關(guān)，MDSC百分比與AFP呈正相關(guān)[42]。Nan等[43]也發(fā)現(xiàn)LOX-1、CD15、PMN-MDSC在HCC患者中升高，并通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的ROS/Arg- I通路抑制T淋巴細(xì)胞增殖及IFNγ的產(chǎn)生，與肝癌患者的預(yù)后呈正相關(guān)，此過程為劑量依賴方式，并可被活性氧抑制和精氨酸酶抑制劑所逆轉(zhuǎn)。

MDSC具有顯著的多樣性和可塑性，可以在不同細(xì)胞因子和生長因子的作用下改變其狀態(tài)及功能。MDSC促進(jìn)肝癌發(fā)生、發(fā)展的機(jī)制可能有：MDSC能有效降低細(xì)胞因子誘導(dǎo)的殺傷細(xì)胞對兩種不同鼠肝癌細(xì)胞系的細(xì)胞毒性[44]；Kupffer細(xì)胞是清除腫瘤細(xì)胞的關(guān)鍵細(xì)胞，它們具有清除小鼠循環(huán)腫瘤細(xì)胞的能力，MDSC亞群通過改變Kupffer細(xì)胞的功能來減少肝臟中抗癌效應(yīng)細(xì)胞的遷移和活化[45]；腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞通過基質(zhì)細(xì)胞來源因子(SDF)-1a/CXCR4通路吸引單核細(xì)胞，并通過IL-6介導(dǎo)的STAT3激活誘導(dǎo)其分化為MDSC，進(jìn)而損害人類抗腫瘤免疫反應(yīng)，為HCC的進(jìn)展創(chuàng)造有利條件[46]；Xu等[47]報(bào)道了HSC在HCC中誘導(dǎo)MDSC擴(kuò)增。隨后又證實(shí)了HSC通過SDF-1/CXCR4軸促進(jìn)MDSC的遷移，這一發(fā)現(xiàn)為HCC靶向治療提供又一新方向；據(jù)報(bào)道MDSC可以誘導(dǎo)腫瘤血管生成，進(jìn)一步改變腫瘤微環(huán)境，例如MDSC產(chǎn)生的Bv8被證明可以促進(jìn)血管生成和造血細(xì)胞動員，這一過程是通過粒細(xì)胞集落刺激因子依賴的STAT3信號通路完成的[48]。Hsieh等[49]發(fā)現(xiàn)MDSC可以在腫瘤微環(huán)境中由HSC通過IL-6信號誘導(dǎo)下產(chǎn)生抑制酶，從而降低T淋巴細(xì)胞免疫功能，促進(jìn)HCC的進(jìn)展。

6 小結(jié)

MDSC通過調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)、免疫細(xì)胞、微環(huán)境等在各類肝病的發(fā)生、發(fā)展中起到重要作用。以MDSC指導(dǎo)臨床診斷及預(yù)后或是開發(fā)以MDSC及其作用靶點(diǎn)的新藥物將具有很大的臨床應(yīng)用價(jià)值和研究前景。然而，由于MDSC是一組異質(zhì)性的未成熟髓系細(xì)胞，其亞型眾多，在不同類型的肝病中，究竟是哪類MDSC通過何種免疫調(diào)節(jié)機(jī)制和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路來影響疾病尚需進(jìn)一步研究。未來的研究方向可深入研究MDSC特定的標(biāo)記、不同類型MDSC、各類亞型及其分化條件、以及準(zhǔn)確有效的檢測方法，為各類慢性肝病的臨床診斷、預(yù)后或治療提供新思路。

作者貢獻(xiàn)說明：徐麗君負(fù)責(zé)收集文獻(xiàn)，撰寫文章；安秀琴負(fù)責(zé)分析文獻(xiàn)，修改文章；李悅負(fù)責(zé)收集、篩選文獻(xiàn)；劉近春負(fù)責(zé)擬定寫作思路，指導(dǎo)撰寫文章并最后定稿。