MDSCs清除策略联合免疫检查点抑制剂

MDSCs清除策略联合免疫检查点抑制剂演讲人01MDSCs清除策略联合免疫检查点抑制剂02引言：肿瘤免疫治疗的现状与MDSCs的核心地位引言：肿瘤免疫治疗的现状与MDSCs的核心地位肿瘤免疫治疗已成为继手术、放疗、化疗后的第四大治疗模式，其中免疫检查点抑制剂（ImmuneCheckpointInhibitors,ICIs）通过阻断PD-1/PD-L1、CTLA-4等免疫抑制通路，重新激活机体抗肿瘤免疫应答，在多种肿瘤中取得了突破性进展。然而，临床数据显示，仅部分患者能从ICIs治疗中持久获益，而原发性耐药和继发性耐药仍是限制其疗效的主要瓶颈。深入研究发现，肿瘤微环境（TumorMicroenvironment,TME）中存在多种免疫抑制细胞群，其中髓源性抑制细胞（Myeloid-DerivedSuppressorCells,MDSCs）通过其强大的免疫抑制功能，是导致T细胞功能耗竭、ICI疗效不佳的关键因素。引言：肿瘤免疫治疗的现状与MDSCs的核心地位MDSCs是一类异质性髓系细胞群体，在肿瘤、慢性感染、炎症等病理状态下异常扩增，通过分泌精氨酸酶1（Arg1）、诱导型一氧化氮合酶（iNOS）、活性氧（ROS）等分子，以及表达PD-L1、CD80/CD86等免疫检查点分子，抑制T细胞、NK细胞活化，促进调节性T细胞（Treg）分化，形成免疫抑制网络。因此，单纯依赖ICIs解除T细胞“刹车”难以完全逆转免疫抑制状态，而联合MDSCs清除策略，有望打破TME的免疫抑制屏障，为ICIs治疗增效。本文将从MDSCs的生物学特性、免疫抑制机制、清除策略分类、联合ICIs的理论基础与协同效应、临床转化挑战及未来方向等方面，系统阐述这一联合治疗策略的研究进展与应用前景。03MDSCs的生物学特性与免疫抑制机制1MDSCs的来源、分类与表型特征MDSCs起源于骨髓造血干细胞，在正常生理状态下，髓系祖细胞分化为成熟的粒细胞、巨噬细胞、树突状细胞（DCs）；但在肿瘤微环境（TME）中，肿瘤细胞及基质细胞分泌的粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）、白细胞介素-6（IL-6）、血管内皮生长因子（VEGF）、前列腺素E2（PGE2）等细胞因子，可髓系祖细胞分化阻滞，异常扩增为MDSCs。根据细胞形态和表面标志物，MDSCs可分为两大类：-粒细胞样MDSCs（GranulocyticMDSCs,G-MDSCs）：在人类中表型为CD11b+CD33+CD14-CD15+CD66b+，在小鼠中为CD11b+Ly6G+Ly6Clow；其形态与中性粒细胞相似，但功能上具有更强的免疫抑制活性。1MDSCs的来源、分类与表型特征-单核细胞样MDSCs（MonocyticMDSCs,M-MDSCs）：人类表型为CD11b+CD33+CD14+CD15-CD66b-，小鼠为CD11b+Ly6G-Ly6Chigh；形态与单核细胞相似，可通过分化为肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）进一步加剧免疫抑制。此外，根据成熟程度，MDSCs还可分为早期MDSCs（EarlyMDSCs,eMDSCs），包括人类CD11b+CD33+HLA-DR-和小鼠CD11b+Gr-1low细胞，其免疫抑制能力相对较弱，但具有更高的可塑性。2MDSCs的免疫抑制分子机制MDSCs通过多重机制抑制抗肿瘤免疫应答，其核心作用在于“阻断T细胞活化”与“诱导免疫细胞耗竭”：-精氨酸酶1（Arg1）与精氨酸耗竭：Arg1将L-精氨酸分解为鸟氨酸和尿素，导致局部微环境中L-精氨酸耗竭。L-精氨酸是T细胞受体（TCR）信号转导关键分子CD3ζ链合成所必需，其缺乏会导致T细胞增殖受阻、功能缺陷。-诱导型一氧化氮合酶（iNOS）与一氧化氮（NO）：iNOS催化L-精氨酸生成NO，高浓度NO可通过抑制线粒体呼吸链、诱导T细胞DNA损伤及促进Treg分化，导致CD8+T细胞凋亡和功能耗竭。-活性氧（ROS）与过氧亚硝酸盐（ONOO-）：MDSCs高表达NADPH氧化酶，产生大量ROS，可与NO反应生成ONOO-，后者通过硝化T细胞受体和共刺激分子（如CD8），破坏T细胞活化信号转导。2MDSCs的免疫抑制分子机制-免疫检查点分子表达：MDSCs高表达PD-L1、CD80、CD86等免疫检查点分子，通过与T细胞表面的PD-1、CD28结合，传递抑制性信号，直接抑制T细胞活化。-调节性T细胞（Treg）诱导：MDSCs通过分泌TGF-β、IL-10等细胞因子，促进初始T细胞分化为Treg，而Treg进一步通过分泌IL-10、TGF-β抑制效应T细胞功能，形成“MDSCs-Treg”正反馈免疫抑制环路。-NK细胞与DCs功能抑制：MDSCs通过分泌ROS、NO及表达NK细胞抑制性受体配体（如HLA-E），抑制NK细胞的细胞毒性；同时，通过产生IL-10和TGF-β，抑制DCs的成熟和抗原呈递功能，削弱抗肿瘤免疫的启动环节。12304MDSCs在肿瘤微环境中的动态变化与临床意义1MDSCs的动态扩增与肿瘤进展关系MDSCs的扩增程度与肿瘤负荷、分期及预后密切相关。早期肿瘤患者外周血和组织中MDSCs水平即可轻度升高，随着肿瘤进展，MDSCs数量呈指数级增长；在转移性肿瘤患者中，MDSCs占比可外周血单个核细胞（PBMCs）的30%-50%（正常人群<5%）。值得注意的是，MDSCs的扩增具有“器官特异性”：例如，在肝癌患者中，肝内MDSCs浸润水平显著高于外周血，且与肿瘤血管生成和肝内转移正相关；而在肺癌患者中，肺门淋巴结MDSCs密度与纵隔淋巴结转移呈正相关。2MDSCs与ICI耐药性的关联ICIs耐药的机制复杂，其中MDSCs介导的免疫抑制是重要原因。临床研究表明，对抗PD-1/PD-L1治疗耐药的黑色素瘤、非小细胞肺癌（NSCLC）患者，外周血及肿瘤组织中MDSCs水平显著高于治疗敏感患者。机制上，MDSCs可通过以下途径促进ICI耐药：-物理屏障形成：MDSCs在肿瘤组织浸润形成“免疫抑制屏障”，阻碍CD8+T细胞向肿瘤核心区渗透，导致ICIs无法有效作用于T细胞。-免疫检查分子补偿：当PD-1/PD-L1通路被阻断后，MDSCs高表达的CTLA-4、TIM-3、LAG-3等免疫检查点分子可发挥代偿性抑制作用，维持T细胞功能耗竭状态。-免疫抑制性细胞因子网络：MDSCs分泌的IL-10、TGF-β可诱导Treg扩增，而Treg可通过消耗IL-2、直接杀伤T细胞等机制抵消ICIs的疗效。05MDSCs清除策略的分类与作用机制MDSCs清除策略的分类与作用机制基于MDSCs的分化、募集及功能抑制机制，目前MDSCs清除策略可分为五大类，其核心目标为“减少MDSCs数量”或“抑制其免疫抑制功能”。1靶向MDSCs分化与成熟的策略MDSCs的分化异常依赖于髓系祖细胞中关键信号通路的激活，如STAT3、NF-κB、PI3K/Akt等。通过抑制这些通路，可促进MDSCs向成熟髓系细胞（DCs、巨噬细胞）分化，恢复其抗原呈递功能。12-维生素D3类似物：1,25-二羟基维生素D3可通过维生素D受体（VDR）信号，抑制GM-CSF和IL-6诱导的MDSCs扩增，促进其向巨噬细胞分化。在前列腺癌模型中，维生素D3联合抗CTLA-4抗体可减少肿瘤内MDSCs浸润，增加CD8+T细胞比例。3-全反式维甲酸（ATRA）：作为维生素A衍生物，ATRA可通过激活维甲酸受体（RAR），下调STAT3和NF-κB信号，促进M-MDSCs分化为成熟DCs。临床前研究表明，ATRA联合抗PD-1抗体可显著增强黑色素瘤小鼠模型的肿瘤控制率，且未见明显毒性。1靶向MDSCs分化与成熟的策略-干扰素-γ（IFN-γ）：IFN-γ可通过诱导一氧化氮合酶（iNOS）表达，促进MDSCs凋亡；同时，IFN-γ可增强MHC-II分子和共刺激分子（如CD80/CD86）的表达，促进MDSCs向抗原呈递细胞分化。临床研究显示，IFN-γ联合ICIs在晚期肾癌患者中显示出一定的疗效，但需关注其流感样副作用。2抑制MDSCs募集的策略MDSCs从骨髓向肿瘤微环境的募集依赖于趋化因子-趋化因子受体轴，其中CXCL1/2-CXCR2、CCL2-CCR2、CXCL8-CXCR1/2等轴是关键调控通路。通过阻断这些通路，可减少MDSCs向肿瘤部位的迁移。-CXCR2拮抗剂：G-MDSCs高表达CXCR2，其配体CXCL1/2/5/7/8由肿瘤细胞和基质细胞分泌，介导G-MDSCs向肿瘤微环境募集。CXCR2拮抗剂（如SB225502、AZD5069）可显著减少小鼠模型中肿瘤内G-MDSCs浸润，增强CD8+T细胞抗肿瘤活性。在I期临床研究中，CXCR2拮抗剂联合抗PD-1抗体在晚期NSCLC患者中显示出良好的安全性，且部分患者肿瘤标志物下降。2抑制MDSCs募集的策略-CCR2拮抗剂：M-MDSCs主要依赖CCR2-CCL2轴募集，CCL2由肿瘤细胞和成纤维细胞分泌。CCR2拮抗剂（如MLN1202、PF-04136309）可阻断M-MDSCs向肿瘤转移灶的迁移。在胰腺癌模型中，CCR2拮抗剂联合吉西他滨可减少肝转移灶中M-MDSCs浸润，延长生存期。-CXCL12-CXCR4轴抑制剂：CXCL12由肿瘤细胞分泌，CXCR4高表达于MDSCs，介导其向肿瘤高转移部位（如淋巴结、骨髓）募集。CXCR4抑制剂（如plerixafor）可减少乳腺癌模型中淋巴结MDSCs浸润，联合抗PD-L1抗体显著抑制肿瘤转移。3诱导MDSCs凋亡的策略MDSCs的凋亡抵抗是其持续扩增的关键，通过靶向其抗凋亡通路可促进MDSCs清除。-PI3Kγ抑制剂：PI3Kγ是MDSCs存活的关键信号分子，其激活可通过Akt通路抑制促凋亡蛋白（如Bad、Bim）的表达。PI3Kγ抑制剂（如IPI-549）可诱导MDSCs凋亡，在黑色素瘤模型中，单药使用即可减少肿瘤内MDSCs数量，联合抗PD-1抗体可完全消退部分肿瘤。-COX-2抑制剂：COX-2催化产生PGE2，PGE2通过EP2/EP4受体激活STAT3和NF-κB信号，促进MDSCs存活和扩增。COX-2抑制剂（如塞来昔布）可降低PGE2水平，诱导MDSCs凋亡。在结肠癌模型中，塞来昔布联合抗CTLA-4抗体可显著抑制肿瘤生长。3诱导MDSCs凋亡的策略-TRAIL受体激动剂：TNF相关凋亡诱导配体（TRAIL）通过与DR4/DR5受体结合，激活caspase级联反应诱导凋亡。MDSCs高表达DR4/DR5，TRAIL受体激动剂（如conatumumab）可选择性诱导MDSCs凋亡，联合ICIs在肝癌模型中显示出协同抗肿瘤效应。4抑制MDSCs免疫抑制功能的策略除了清除MDSCs，直接抑制其免疫抑制分子活性也是重要的联合策略。-Arg1抑制剂：CB-1158是选择性Arg1抑制剂，可阻断L-精氨酸分解，恢复T细胞增殖和功能。临床前研究表明，CB-1158联合抗PD-1抗体在黑色素瘤和肺癌模型中可显著增强CD8+T细胞的细胞毒性，且与单药相比无叠加毒性。-iNOS抑制剂：L-NMMA是iNOS非选择性抑制剂，可减少NO产生，改善T细胞功能。在胶质母细胞瘤模型中，L-NMMA联合抗PD-L1抗体可减少肿瘤内Treg比例，增加IFN-γ+CD8+T细胞浸润。-抗氧化剂：N-乙酰半胱氨酸（NAC）是ROS清除剂，可中和MDSCs产生的ROS，保护T细胞免受ROS介导的功能抑制。在肺癌模型中，NAC联合抗PD-1抗体可显著延长小鼠生存期，且外周血CD8+T细胞功能显著恢复。5免疫调节剂重编程MDSCs的策略部分免疫调节剂可逆转MDSCs的免疫抑制表型，将其“再教育”为具有免疫刺激功能的细胞。-低剂量环磷酰胺（CTX）：低剂量CTX（50mg/m2）可选择性抑制Treg扩增，促进Th1细胞分泌IFN-γ，而IFN-γ可抑制MDSCs的免疫抑制功能，促进其分化为成熟DCs。在晚期卵巢癌患者中，低剂量CTX联合抗PD-1抗体可外周血MDSCs比例下降，T细胞功能恢复。-沙利度胺及其类似物：沙利度胺可通过降解TNF-α和IL-6，抑制MDSCs的扩增和免疫抑制功能。在多发性骨髓瘤患者中，沙利度胺联合泊马度胺（免疫调节剂）可减少外周血MDSCs，增强ICIs疗效。5免疫调节剂重编程MDSCs的策略-Toll样受体（TLR）激动剂：TLR激动剂（如TLR4激动剂LPS、TLR9激动剂CpG）可激活MDSCs的抗原呈递功能，诱导其分化为成熟DCs。在黑色素瘤模型中，CpG联合抗PD-1抗体可显著增强肿瘤抗原特异性T细胞应答。06MDSCs清除策略联合ICIs的理论基础与协同效应1协同效应的核心机制：打破“免疫抑制-激活”失衡ICIs的作用机制是“解除T细胞抑制”，而MDSCs清除策略是“减少免疫抑制细胞”，二者联合可实现“双管齐下”：-改善T细胞浸润与功能：MDSCs清除可减少TME中Arg1、ROS、NO等抑制性分子，解除T细胞活化抑制；同时，减少MDSCs物理屏障，促进CD8+T细胞向肿瘤核心区浸润。临床前研究表明，联合治疗后，肿瘤浸润CD8+T细胞比例可从10%-20%提升至40%-50%，且IFN-γ+TNF-α+双阳性T细胞（功能性T细胞）显著增加。-逆转T细胞耗竭表型：MDSCs高表达PD-L1、TIM-3、LAG-3等免疫检查点，与T细胞表面的抑制性受体结合，诱导T细胞耗竭（表现为PD-1hiTIM-3hiLAG-3hi）。MDSCs清除后，可减少这些抑制性分子的表达，使耗竭T细胞向“干细胞样记忆T细胞（Tscm）”分化，形成持久的抗肿瘤免疫记忆。1协同效应的核心机制：打破“免疫抑制-激活”失衡-促进ICI诱导的免疫记忆形成：ICIs通过清除肿瘤抗原特异性T细胞克隆，形成免疫记忆；而MDSCs清除可减少Treg和MDSCs对记忆T细胞的抑制，延长免疫记忆维持时间。在结肠癌模型中，联合治疗组小鼠在停药后100天内无肿瘤复发，而单药组在60天内出现复发。2不同联合策略的临床前研究证据-小分子抑制剂联合ICIs：CXCR2拮抗剂（SB225502）联合抗PD-1抗体在NSCLC模型中，肿瘤体积较单药组减少60%，生存期延长50%；PI3Kγ抑制剂（IPI-549）联合抗CTLA-4抗体在黑色素瘤模型中，完全缓解率从20%提升至60%。-抗体类药物联合ICIs：抗CCR2抗体（MLN1202）联合抗PD-L1抗体在胰腺癌模型中，肝转移灶数量减少70%，且肿瘤组织中CD8+/Treg比值从2:1提升至8:1；抗PD-L1抗体联合抗Arg1抗体（CB-1158）在肝癌模型中，显著降低血清AFP水平，延长生存期。2不同联合策略的临床前研究证据-免疫调节剂联合ICIs：低剂量CTX联合抗PD-1抗体在晚期NSCLC患者中，客观缓解率（ORR）从20%提升至45%，且PFS显著延长；沙利度胺联合抗PD-1抗体在多发性骨髓瘤患者中，总缓解率（ORR）达到60%，且3年生存率提升至40%。07临床转化挑战与应对策略临床转化挑战与应对策略尽管MDSCs清除联合ICIs在临床前研究中展现出巨大潜力，但其临床转化仍面临多重挑战，需针对性制定解决方案。1MDSCs异质性与靶向精准性不足MDSCs的表型因肿瘤类型、分期、患者个体差异而高度异质性，例如，在肝癌中G-MDSCs占比为主，而在乳腺癌中M-MDSCs更显著；同一患者不同转移灶中MDSCs亚型也存在差异。这种异质性导致单一靶点清除策略难以覆盖所有MDSCs亚型，疗效受限。应对策略：开发“多靶点联合清除”方案，如同时靶向CXCR2（G-MDSCs）和CCR2（M-MDSCs），或开发“泛MDSCs清除剂”（如靶向共同标志物CD33、S100A9的抗体）；基于单细胞测序技术，构建MDSCs分型图谱，实现个体化靶向治疗。2联合方案的剂量与疗程优化MDSCs清除药物（如PI3Kγ抑制剂、COX-2抑制剂）与ICIs联用时，可能叠加毒性（如肝毒性、免疫相关不良反应），且最佳剂量和疗程尚无统一标准。例如，高剂量CXCR2拮抗剂可能导致中性粒细胞减少，而低剂量则难以有效清除MDSCs。应对策略：通过“剂量爬坡试验”确定安全剂量范围；利用治疗药物监测（TDM）技术，检测药物血药浓度和MDSCs清除效果，实现精准给药；探索“间歇性给药”方案（如MDSCs清除药物每周1次，ICIs每2周1次），在保证疗效的同时减少毒性。3生物标志物缺乏与疗效预测困难目前尚无公认的MDSCs清除联合ICIs疗效预测生物标志物，外周血MDSCs比例、肿瘤组织MDSCs密度等指标与临床反应的相关性尚不明确。例如，部分患者外周血MDSCs显著下降，但肿瘤未缩小，可能与MDSCs清除后T细胞功能未完全恢复有关。应对策略：建立“多维度生物标志物体系”，包括外周血MDSCs亚型比例、肿瘤浸润CD8+/Treg比值、血清Arg1/iNOS水平、T细胞受体库（TCR）多样性等；利用人工智能（AI）技术，整合临床病理特征、基因组学和免疫组学数据，构建疗效预测模型。4安全性管理与免疫相关不良反应（irAEs）MDSCs清除联合ICIs可能增加irAEs风险，原因在于：MDSCs正常生理状态下参与免疫耐受，其清除可能导致自身免疫反应激活；ICIs本身可打破免疫耐受，二者联用可能叠加效应。例如，临床前研究中，CXCR2拮抗剂联合抗PD-1抗体可导致小鼠出现结肠炎，发生率较单药组升高30%。应对策略：加强irAEs监测（如定期肝肾功能、甲状腺功能、肠道镜检）；建立“分级管理”策略，轻度irAEs（如皮疹）对症处理，中度irAEs（如肝炎）暂停治疗并使用糖皮质激素，重度irAEs（如肺炎）永久停用ICIs；开发“组织特异性MDSCs清除剂”，减少对正常组织的免疫损伤。08未来展望与方向未来展望与方向MDSCs清除联合ICIs是肿瘤免疫治疗的重要发展方向，未来研究需聚焦以下方向：1新型MDSCs清除策略的开发-靶向MDSCs代谢通路：MDSCs的增殖和功能依赖糖酵解、氧化磷酸化等代谢途径，例如，G-MDSCs主要依赖糖酵解，而M-MDSCs依赖脂肪酸氧化。开发糖酵解抑制剂（如2-DG）、脂肪酸氧化抑制剂（如etomoxir）可特异性抑制MDSCs代谢，实现“代谢重编程”。-CAR-T细胞靶向MDSCs：构建靶向MDSCs特异性标志物（如S100A9、CD33）的CAR-T细胞，可在体内特异性清除MDSCs。临床前研究表明，S100A9-CAR-T细胞在黑色素瘤模型中可减少80%肿瘤内MDSCs，联合抗PD-1抗体完全消退肿瘤。1新型MDSCs清除策略的开发-纳米药物递送系统：利用纳米载体（如脂质体、高分子纳米粒）包裹MDSCs清除药物（如PI3Kγ抑制剂、Arg1抑制剂），可实现肿瘤部位靶向富集，提高药物浓度，减少全身毒性。例如，CXCR2拮抗剂纳米粒在肺癌模型中，肿瘤药物浓度较游离药物提高5倍，而外周血药物浓度降低60%。2联合其他免疫治疗模式的探索-联合癌症疫苗：MDSCs清除联合肿瘤疫苗（如Neo-Vac疫