免疫稳态通过髓系和淋巴系反应的充分平衡来维持。包括癌症在内的慢性炎症状态中，这种平衡被破坏，原因是髓系细胞的快速扩增，无法成熟为功能性炎症细胞（中性粒细胞、巨噬细胞、树突细胞），从而导致抗肿瘤淋巴样反应的下降。

 

癌症相关炎症伴随造血生长因子和细胞因子的产生，招募和激活髓系前体细胞，导致持续的慢性炎症。病理性的慢性炎症会改变髓系细胞的代谢，再加上肿瘤细胞竞争必需的营养物质，以及缺氧诱导的代谢重编程，可以加剧这种代谢变化。

 

病理性髓系细胞生成

（pathologic myelopoiesis）

髓细胞生成增强被认为是驱动炎症性疾病，包括癌症的主要因素，其特征是髓系祖细胞分化异常，具有抑制功能的功能障碍的髓系细胞积累，包括髓系抑制细胞(MDSCs)、耐受性树突细胞(tolerogenic dendritic cells，tDCs)和肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)。

造血干细胞(HSCs)在癌症慢性炎症刺激下持续激活，或在急性感染或者败血症情况下过度激活，以牺牲淋巴细胞生成为代价，导致不成熟和功能失调的髓系细胞扩张，包围和耗尽抗肿瘤免疫，从而导致局部和系统性宿主免疫抑制。这种病理性的髓系细胞生成导致促疾病表型。

这是一个悖论，髓系细胞生成是机体抗肿瘤，抗感染的有生力量，但是异常的病理性的髓系细胞生成，却是促进疾病，促进肿瘤的。

 

 

 

代谢-肿瘤相关炎症-髓系细胞-免疫治疗

 

 

肥胖和脂肪组织巨噬细胞通过释放各种炎症性细胞因子和脂肪因子，激活转录因子（PARs、RORC1/RORγ和C/EBPβ），激活影响HSC的增殖和分化，来促进髓系细胞的扩张。

 

肿瘤细胞可以促进髓系细胞的扩张，主要是通过释放一系列的因子（CSFs, IL-1, IL-17, 和PGE2），上调转录因子（p50NF-κB、STAT3和PU-1）。

 

癌细胞产生腺苷、VEGF和IL-10可诱导iDc的肿瘤促进表型(IL-10高/IL-12低)。然后将新出现的髓系细胞招募到肿瘤部位，获得抑制剂表型（TAM、TAN、MDSC和iDC），并建立免疫抑制的肿瘤微环境(TME)。

 

肿瘤微环境中，癌细胞通过氨基酸的耗尽来积极阻碍T淋巴细胞的激活，浸润的髓系抑制细胞和癌细胞表达免疫抑制酶(IDO、INOS和Arg1)来协调参与此活性。特别是IDO活性，导致产生免疫抑制分解代谢物犬尿氨酸(kynurenine，Kyn)，它能够诱导调节性T(Treg)细胞的扩张。

 

髓系抑制细胞进一步表达免疫检查点配体（如PD-L1），有助于抑制抗肿瘤免疫。肥胖的代谢也促使巨噬细胞从“M2样”转变为“M1样”，导致炎症驱动的胰岛素抵抗(insulin resistance，IR)。

 

值得注意的是，肥胖和某些化疗药物（如irinotecan,etoposide,和platinum）都能诱导IR，干扰能量平衡，影响T细胞的激活。然而，化疗也可以通过促进癌细胞的免疫原性细胞死亡(ICD)（如蒽环类、DNA破坏药物）和清除MDSC（如docetaxel, gemcitabine, 和 5-fluorouracil）来增强抗肿瘤免疫。

 

同时，对脂肪酸氧化的抑制显著降低脂肪酸的吸收，抑制MDSC的免疫抑制功能。总体来讲，宿主的代谢状态、肿瘤代谢、癌症炎症和骨髓生成输出质量的交叉，强烈影响了对治疗的反应。

 

喵评：髓系细胞本身是“好细胞”，只是癌症驱动产生的髓系细胞，没发育好，先天不足，癌细胞又通过自身代谢，让这些髓系细胞生存在富含腺苷，IDO的恶劣环境中，最后，这群髓系细胞就从了癌细胞，成为功能异常的“坏细胞”。近朱者赤，近墨者黑。

 

主要参考文献

1. Gabrilovich, D. I., Ostrand-Rosenberg, S. & Bronte, V. Coordinated regulation of myeloid cells by tumours. Nat. Rev. Immunol. 12, 253–268 (2012).

2. Natoli, G. & Ostuni, R. Adaptation and memory in immune responses. Nat. Immunol. 20, 783–792 (2019).

3. L Strauss et al.Implications of metabolism-driven myeloid dysfunctions in cancer therapy，Cellular & Molecular Immunology 2021