肿瘤相关的免疫抑制细胞

肿瘤相关的免疫抑制细胞尹丙姣华中科技大学同济医学院免疫学系2015.1.23本文档共83页；当前第1页；编辑于星期一\19点18分主要内容一、肿瘤免疫的概述二、调节性树突状细胞(regDC)三、肿瘤相关的巨噬细胞（TAM）四、髓样来源的抑制细胞（MDSC）五、调节性T细胞（Treg）本文档共83页；当前第2页；编辑于星期一\19点18分1.癌基因/抑癌基因学说2.细胞周期/细胞凋亡学说3.端粒和端粒酶学说4.肿瘤干细胞学说5.肿瘤相关的免疫学理论

肿瘤发生相关机制

本文档共83页；当前第3页；编辑于星期一\19点18分

机体免疫系统通过细胞免疫识别并特异地杀伤突变细胞，使突变细胞在未形成肿瘤之前即被清除，但当机体免疫监视功能不能清除突变细胞时，则可形成肿瘤。

——肿瘤免疫监视学说（Burnetin1967）本文档共83页；当前第4页；编辑于星期一\19点18分本文档共83页；当前第5页；编辑于星期一\19点18分肿瘤发生的阶段（从监视→逃逸）(1)肿瘤清除阶段天然/适应性免疫机制清除部分肿瘤细胞。(2)肿瘤平衡阶段

在多种肿瘤监视压力下，某些肿瘤细胞发生突变并逃逸而生存下来，即“适者生存”。(3)肿瘤逃逸阶段逃逸的肿瘤细胞无控制生长。本文档共83页；当前第6页；编辑于星期一\19点18分

肿瘤本身具有不稳定性和异质性→逃逸；肿瘤生存环境中的多种因素（如生长因子、营养供给和免疫压力等）形成外界选择压力，使瘤细胞发生突变，获得某种有利其生存的基因而得以存活。肿瘤微环境有利于TAM、MDSC、Treg和regDC等免疫抑制性细胞产生→逃逸。（以增强机体免疫应答为基础的免疫治疗，亦有可能引起肿瘤逃逸）

自然选择→肿瘤逃逸本文档共83页；当前第7页；编辑于星期一\19点18分AnnualReviewsCancerImmunoediting本文档共83页；当前第8页；编辑于星期一\19点18分AnnualReviewsTumorEscapeMechamism本文档共83页；当前第9页；编辑于星期一\19点18分生理条件下髓系细胞的分化本文档共83页；当前第10页；编辑于星期一\19点18分肿瘤微环境下髓系细胞的不正常分化

RegDC本文档共83页；当前第11页；编辑于星期一\19点18分主要内容一、肿瘤免疫的概述二、调节性树突状细胞（regDC）三、肿瘤相关的巨噬细胞（TAM）四、髓样来源的抑制细胞（MDSC）五、调节性T细胞（Treg）本文档共83页；当前第12页；编辑于星期一\19点18分DC的分类及命名根据DC来源分类*髓样DC（myeloidDC,mDC)或传统DC(conventionalDC,cDC）*浆细胞样DC(plasmacytoidDC,pDC)根据DC成熟状态分类：成熟DC和未成熟DC（iDC）根据DC功能状态分类

*耐受性DC：表达IDO的DC、高表达ILT4的DC；*调节性DC：可诱导高表达IL-10的Tr1细胞

（二者均为浆细胞样iDC）根据DC分布部位分类*淋巴组织中DC：括滤泡DC、并指状DC和胸腺DC*非淋巴组织中DC：朗格汉斯细胞和间质DC*循环DC：外周血DC和隐蔽细胞本文档共83页；当前第13页；编辑于星期一\19点18分MenuFB树突状细胞的分化、发育和迁移本文档共83页；当前第14页；编辑于星期一\19点18分DendriticCellMaturation

MHCII↑B7-1/B7-2↑本文档共83页；当前第15页；编辑于星期一\19点18分组织中未成熟DC-强吞噬和吞饮作用-处理抗原能力强-低水平的MHC-缺乏共刺激分子-递呈抗原能力弱淋巴组织中成熟DC-不再有吞噬能力-表达共刺激分子(B7-1/B7-2)-高表达MHC和黏附分子-抗原递呈能力强本文档共83页；当前第16页；编辑于星期一\19点18分

DC的生物学功能*强的吞饮作用*受体介导的内吞(FcR/CR/

甘露糖受体）*吞噬作用*表面捕获(FDC)(FcR和C3bR)抗原提呈免疫调节*

激活初始T细胞，启动免疫应答；*分泌细胞因子，调节免疫细胞分化、发育；*分泌趋化性细胞因子，趋化T/B细胞；*利用未成熟DC诱导免疫耐受。本文档共83页；当前第17页；编辑于星期一\19点18分DCDC本文档共83页；当前第18页；编辑于星期一\19点18分本文档共83页；当前第19页；编辑于星期一\19点18分T细胞活化增殖本文档共83页；当前第20页；编辑于星期一\19点18分影响DC分化成熟的因素微生物产物、炎性细胞因子是诱导DC成熟的重要因子；2.刺激DC的抗原种类，如自身抗原、肿瘤抗原（TA）等抑制DC的成熟；3.DC所处环境中的抑制性免疫细胞(如Treg、M2、MDSC等)和细胞因子（IL-10、TGF-）等。本文档共83页；当前第21页；编辑于星期一\19点18分肿瘤微环境对DC的影响

肿瘤微环境中除了免疫抑制性细胞和细胞因子干扰DC分化成熟外，还有很多因素干扰成熟DC的功能：低氧胞外高水平的腺苷高水平乳酸低pH值本文档共83页；当前第22页；编辑于星期一\19点18分怎样理解调节性DC(regDC)1.cDCs,includingtissue-residentDCs,migratoryDCsandinflammatoryDCsmightexhibitimmunosuppressivepropertiesundercertaincircumstancesorinimmaturestage.2.

pDCshavealsobeenreportedtoexhibitpotentimmunosuppressiveandtolerogenicproperties3.

AcommonlyacceptedparadigmisthatfunctionalpropertiesofDCsarematuration-dependent.

However,existingevidencesuggeststhatDCscanexistinamultitudeoffunctionalstatesotherthansimplyimmatureormature.本文档共83页；当前第23页；编辑于星期一\19点18分regDCscanexistasimmature,semi-matureandfullymatureDCsubpopulationsthatusedifferentmechanismsforinductionofimmunetoleranceandimmunesuppression.怎样理解调节性DC(regDC)即表型成熟或不成熟DC均可被肿瘤微环境“调教”为免疫抑制性DC（即regDC）。本文档共83页；当前第24页；编辑于星期一\19点18分regDC的诱导及其免疫抑制途径Tumor-derivedIL-10,TGF-βandPGE2诱导regDC。主要通过STAT3、MAPK等信号途径。regDC通过分泌IL-10,TGF-β诱导TregregDC产生ARG1、IDO或iNOS等抑制T细胞功能regDC的细胞膜上表达抑制性共刺激分子如B7-H1等诱导T细胞无能。本文档共83页；当前第25页；编辑于星期一\19点18分肿瘤微环境中的DC→免疫抑制本文档共83页；当前第26页；编辑于星期一\19点18分主要内容一、肿瘤免疫的概述二、调节性树突状细胞（regDC）三、肿瘤相关的巨噬细胞（TAM）四、髓样来源的抑制细胞（MDSC）五、调节性T细胞（Treg）本文档共83页；当前第27页；编辑于星期一\19点18分肿瘤相关的巨噬细胞（TumorAssociatedMacrophage,TAM）巨噬细胞不是均一的细胞群，其表型和功能表现出高度的异质性和可塑性。本文档共83页；当前第28页；编辑于星期一\19点18分

（一）Mφ表达丰富的表面分子表面受体：模式识别受体(PRR):Toll样受体、甘露糖受体、清道夫受体等LPS/LBP复合物受体即CD14免疫球蛋白的Fc受体（FcRⅠ、FcRⅡ、FcRⅢ）补体受体（CR1、CR3）多种细胞因子、激素、神经肽的受体等表面抗原：

MHC分子、黏附分子（LFA-1、ICAM-1）、共刺激分子（B7、CD40）等特征标志分子

F4/80和巨噬细胞集落刺激因子受体是小鼠Mφ的表面标识本文档共83页；当前第29页；编辑于星期一\19点18分（二）Mφ亚群根据Mφ活化方式、表面分子、分泌细胞因子及生物学功能不同将其分为两大类：1.经典活化的MΦ（classicalactivatedmacrophages，orM1）

M1由IFN-、TNF-，或PAMPs(如LPS、dsRNA)以及一些内源性的危险信号（如HSP)所诱导。2.可选择活化的MΦ

(alternativelyactivatedmacrophages,AAMsorM2）

其中M2又可细分为三群M2a（由IL-4/IL-13诱导）M2b（由免疫复合物和TLR配体诱导）M2c（由IL-10、糖皮质激素诱导）本文档共83页；当前第30页；编辑于星期一\19点18分巨噬细胞极化（Polarization）的一般概念一般认为极化Mφ是单核细胞活化后一系列功能状态两个极端。Mφ分化受各种微环境信号的诱导与调节。极化的Mφ能够进一步影响局部免疫反应,与各种因子协同作用，调节病原体微生物感染结局、肿瘤免疫、参与免疫调节和组织修复过程。本文档共83页；当前第31页；编辑于星期一\19点18分（三）极化的巨噬细胞的一般概念与特征本文档共83页；当前第32页；编辑于星期一\19点18分反映M1与M2细胞表型和功能的指标及意义表面分子：

M2型高表达DECIN-1、CD206、SR-A，低表达CD16/32M1型高表达CD16/32，低表达DECIN-1、CD206、SR-A酶活性：

M2型Arg-1酶活性高，iNOS活性低，反映其杀瘤能力弱

M1型iNOS活性高，Arg-1酶活性低，反映其杀瘤能力强吞噬指数：

M2型吞噬指数低，反映其吞噬功能弱

M1型吞噬指数高，反映其吞噬功能强本文档共83页；当前第33页；编辑于星期一\19点18分

M1/M2与免疫平衡M1主要抵抗胞内病原体、控制急性感染，然而，M1的过渡极化会引起多种病理损伤；M2多与感染性疾病的慢性进展有关。巨噬细胞的极化与Q热病原体（伯纳特立克次体）本文档共83页；当前第34页；编辑于星期一\19点18分

M1/M2与免疫平衡Whipple’sdisease（惠普尔病）isassociatedwithanM2macrophageprofile本文档共83页；当前第35页；编辑于星期一\19点18分有研究表明，体内M1型巨噬细胞可以相当迅速地转变为M2型巨噬细胞：

一群血液中巡逻的单核细胞，在李斯特菌感染的第1~2小时内，渗入炎症组织并分化成巨噬细胞，释放促炎介质（TNF-α、IL-1β）；但到感染的后期（8小时），这些巨噬细胞终止了相应的功能，开始表达M2表面标志，如ARG-1等。(四)炎症过程中Mφ的可塑性本文档共83页；当前第36页；编辑于星期一\19点18分（五）肿瘤进程中巨噬细胞的可塑性本文档共83页；当前第37页；编辑于星期一\19点18分肿瘤组织中细胞因子参与M极化本文档共83页；当前第38页；编辑于星期一\19点18分TAM就是肿瘤组织中的M2本文档共83页；当前第39页；编辑于星期一\19点18分肿瘤微环境诱导M1细胞向M2细胞极化（分化）本文档共83页；当前第40页；编辑于星期一\19点18分广义的肿瘤相关巨噬细胞（TAM）分类Classicallyactivated,M1macrophageswithananti-tumourfunctionImmunosuppressivemacrophages:M2AngiogenicMacrophages:Tie2-expressingMo/MφInvasiveMacrophages:WhichcanhelptumorcellsinvadingtheTEMMetastaticMacrophages:Assistingtheseedingoftumorcellsatdistantsites本文档共83页；当前第41页；编辑于星期一\19点18分主要内容一、肿瘤免疫的概述二、调节性树突状细胞（regDC）三、肿瘤相关的巨噬细胞（TAM）四、髓样来源的抑制细胞（MDSC）五、调节性T细胞（Treg）本文档共83页；当前第42页；编辑于星期一\19点18分OriginofMyeloid-derivedsuppressorcells

(MDSC)本文档共83页；当前第43页；编辑于星期一\19点18分OriginofMyeloid-derivedsuppressorcells(MDSC)感染外伤肿瘤本文档共83页；当前第44页；编辑于星期一\19点18分（一）MDSC的表型特征及亚群MDSC是一群异质性的细胞群体，它包括髓系细胞前体、未成熟的粒细胞、单核细胞和树突状细胞，由于其具有免疫抑制功能，所以，也曾被称为未成熟的免疫抑制细胞.小鼠的MDSC表型为Gr-1+CD11b+

根据其与Gr-1分子中不同表位(Ly6G、Ly6C)的抗体结合特异性不同分两亚群

单核细胞样的MDSC亚群：CD11b+Ly6G–Ly6Chi粒细胞样的MDSC亚群：CD11b+Ly6G+Ly6Clow

人的MDSC表型为Lin-HLA-DR-CD33+CD11b+

本文档共83页；当前第45页；编辑于星期一\19点18分

小鼠MDSC形态和细胞亚群粒细胞样的MDSC→单核细胞样MDSC→本文档共83页；当前第46页；编辑于星期一\19点18分人MDSC的表型和亚群早幼粒本文档共83页；当前第47页；编辑于星期一\19点18分人MDSC的表型和亚群PromyelocyticMDSC:lin-HLA-DR-CD33+CD11b+CD14-MonocyticMDSC:lin-HLA-DR-/lowCD33+CD11b+CD14+GranulocyticMDSC:lin-HLA-DR-/lowCD33+CD11b+

CD15+本文档共83页；当前第48页；编辑于星期一\19点18分ThefrequencyofCD33+CD11b+HLA-DR-cellsincirculatingmonocytepopulationispositivelyassociatedwithHBVinfection.

Results10本文档共83页；当前第49页；编辑于星期一\19点18分ThefrequencyofCD33+CD11b+HLA-DR-cellsingranulocytepopulation

isnotassociatedwithHBVinfection,Results9本文档共83页；当前第50页；编辑于星期一\19点18分MDSCExpantionMDSCActivition本文档共83页；当前第51页；编辑于星期一\19点18分MDSC的信号转导Notchsignaling----MDSCaccumulationStat3signaling----MDSCproliferationStat6signaling----MDSCactivation本文档共83页；当前第52页；编辑于星期一\19点18分SchematicsofpossiblesignalingpathwayinvolvedinMDSCexpansion本文档共83页；当前第53页；编辑于星期一\19点18分SchematicsofpossiblesignalingpathwaysinvolvedinMDSCactivation本文档共83页；当前第54页；编辑于星期一\19点18分MDSC的免疫抑制功能MDSC既能抑制适应性免疫，又能抑制固有免疫。

抑制CD4+T细胞和CD8+T细胞增殖和归巢；促进M就向促进肿瘤生长的M2转化；阻断NK细胞分泌IFN-而抑制其胞毒活性。本文档共83页；当前第55页；编辑于星期一\19点18分MDSCssuppressacquiredandinnateanti-tumorimmunity

本文档共83页；当前第56页；编辑于星期一\19点18分1.产生iNOS和Argnase消耗精氨酸，导致TCRCD3合成受阻；精氨酸短缺导致增殖的T细胞G0-G1期阻滞；通过NO直接抑制T细胞功能。2.产生ROS和ONOO-（Peroxynitrite，过氧化亚硝酸盐）ONOO-导致TCR、CD8硝基化，抑制CD8+T细胞增殖ROS也可直接抑制T细胞增殖MDSC免疫抑制机制（1）本文档共83页；当前第57页；编辑于星期一\19点18分Suppressivemechanismsmediated

bydifferentsubsetsofMDSCsROS↑Peroxynitrite↑NOlowNO↑ROSlow单核细胞样的MDSC亚群粒细胞样的MDSC亚群本文档共83页；当前第58页；编辑于星期一\19点18分

ThemechanismsofMDSC-mediatedimmunesuppressioninperipherallymphoidorgans

ROS↑Peroxynitrite↑Arginase↑

NOlowNoResponse本文档共83页；当前第59页；编辑于星期一\19点18分

ThemechanismsofMDSC-mediatedimmunessuppressionatthesiteofatumour本文档共83页；当前第60页；编辑于星期一\19点18分MDSC免疫抑制机制（2）3.诱导Treg产生；4.促进M1细胞向M2细胞转化；5.可分化为TAM和血管内皮细胞；6.隔绝胱氨酸，阻止T细胞获得半胱氨酸；

7.影响T细胞归巢到淋巴结或肿瘤组织。本文档共83页；当前第61页；编辑于星期一\19点18分MDSCpreventTcellactivationbysequesteringcystine

and

limitingtheavailabilityofcysteine胱氨酸本文档共83页；当前第62页；编辑于星期一\19点18分MDSCsuppressantitumorimmunity

throughavarietyofdiverse

mechanisms本文档共83页；当前第63页；编辑于星期一\19点18分本文档共83页；当前第64页；编辑于星期一\19点18分TherapeuticStrategiestoTargetMDSC

本文档共83页；当前第65页；编辑于星期一\19点18分TherapeuticStrategiestoTargetMDSC

本文档共83页；当前第66页；编辑于星期一\19点18分针对MDSC的靶向性治疗策略促进MDSC分化

如ATRA、VitD3诱导MDSC向DC和M

分化

抑制MDSC扩增

如阻断VEGF、MMP等炎症因子、Stat3抑制剂等抑制MDSC的功能Arg1和iNOS的抑制剂

如COX2抑制剂清除MDSC

如吉西他滨（gemcitabines）似乎能特异性清除MDSC

本文档共83页；当前第67页；编辑于星期一\19点18分MDSCs与其他髓系细胞之间的关系G-MDSC与neutrophils之间的区别与联系

G-MDSCNeutrophils免疫抑制作用++-吞噬功能-+

Arg1

MPOROS

CD115和CD244趋化因子

CXCR1和CXCR2但是，G-MDSC在体外培养24小时后可分化为neutrophils。本文档共83页；当前第68页；编辑于星期一\19点18分M-MDSCs与M1之间的区别与联系

1.M-MDSC具有免疫抑制功能，同时表达iNOS和Arg1，且iNOS具有促进肿瘤的作用；

2.体外培养或转输给tumor-free小鼠体内可分化为M1和DC。

M-MDSCs与M2之间的区别与联系

1.均具有免疫抑制作用，但二者的表型不同，且M2仅表达Arg1。

2.在具有肿瘤衍生因子的培养基中培养或荷瘤小鼠体内可分化为M2或/和血管内皮细胞。MDSCs与其他髓系细胞之间的关系本文档共83页；当前第69页；编辑于星期一\19点18分MDSC与M之间Cross-talk加速肿瘤进程本文档共83页；当前第70页；编辑于星期一\19点18分MDSC与DC之间Cross-talk促进肿瘤进程本文档共83页；当前第71页；编辑于星期一\19点18分主要内容一、肿瘤免疫的概述二、调节性树突状细胞（regDC）三、肿瘤相关的巨噬细胞（TAM）四、髓样来源的抑制细胞（MDSC）五、调节性T细胞（Treg）本文档共83页；当前第72页；编辑于星期一\19点18分CD4+CD25+

调节性T细胞（Treg）（一）T细胞亚群及Treg概述（二）肿瘤Treg的来源（三）肿瘤Treg抑制作用的机制

（四）针对肿瘤Treg的免疫治疗策略本文档共83页；当前第73页；编辑于星期一\19点18分（一）T细胞亚群及Treg概述本文档共83页；当前第74页；编辑于星期一\19点18分（一）调节性T细胞(Treg）包括CD4+Treg，CD8+Treg和CD4-CD8-TregCD4+CD25+Treg1)天然调节性