腫瘤相關(guān)的免疫抑制細胞醫(yī)學課件

1、腫瘤相關(guān)的免疫抑制細胞,主要內(nèi)容,一、腫瘤免疫的概述 二、調(diào)節(jié)性樹突狀細胞(regDC) 三、腫瘤相關(guān)的巨噬細胞 （TAM） 四、髓樣來源的抑制細胞（MDSC） 五、調(diào)節(jié)性T細胞（Treg）,1. 癌基因/抑癌基因?qū)W說 2. 細胞周期/細胞凋亡學說 3. 端粒和端粒酶學說 4. 腫瘤干細胞學說 5. 腫瘤相關(guān)的免疫學理論,腫瘤發(fā)生相關(guān)機制,機體免疫系統(tǒng)通過細胞免疫識別并特異地殺傷突變細胞，使突變細胞在未形成腫瘤之前即被清除，但當機體免疫監(jiān)視功能不能清除突變細胞時，則可形成腫瘤。,腫瘤免疫監(jiān)視學說（ Burnet in 1967 ）,腫瘤發(fā)生的階段（從監(jiān)視逃逸）,(1)腫瘤清除階段 天然/適應(yīng)性

2、免疫機制清除部分腫瘤細胞。 (2)腫瘤平衡階段 在多種腫瘤監(jiān)視壓力下，某些腫瘤細胞發(fā)生突變并逃逸而生存下來，即“適者生存”。 (3)腫瘤逃逸階段 逃逸的腫瘤細胞無控制生長。,腫瘤本身具有不穩(wěn)定性和異質(zhì)性 逃逸； 腫瘤生存環(huán)境中的多種因素（如生長因子、營 養(yǎng)供給和免疫壓力等）形成外界選擇壓力，使瘤細胞發(fā)生突變，獲得某種有利其生存的基因而得以存活 。 腫瘤微環(huán)境有利于TAM、MDSC、Treg和regDC等免疫抑制性細胞產(chǎn)生 逃逸。,（以增強機體免疫應(yīng)答為基礎(chǔ)的免疫治療，亦有可能引起腫瘤逃逸）,自然選擇腫瘤逃逸,Annual Reviews,Cancer Immunoediting,Annual

3、Reviews,Tumor Escape Mechamism,生理條件下髓系細胞的分化,腫瘤微環(huán)境下髓系細胞的不正常分化,Reg DC,主要內(nèi)容,一、腫瘤免疫的概述 二、調(diào)節(jié)性樹突狀細胞（regDC） 三、腫瘤相關(guān)的巨噬細胞 （TAM） 四、髓樣來源的抑制細胞（MDSC） 五、調(diào)節(jié)性T細胞（Treg）,DC的分類及命名,根據(jù)DC來源分類 * 髓樣DC（myeloid DC,mDC) 或傳統(tǒng)DC (conventional DC, cDC） * 漿細胞樣DC(plasmacytoid DC, pDC) 根據(jù)DC成熟狀態(tài)分類：成熟DC和未成熟DC（iDC） 根據(jù)DC功能狀態(tài)分類 * 耐受性DC：表

4、達IDO的DC、高表達ILT4的DC； * 調(diào)節(jié)性DC ：可誘導(dǎo)高表達IL-10的Tr1細胞 （二者均為漿細胞樣iDC） 根據(jù)DC分布部位分類 * 淋巴組織中DC：括濾泡DC、并指狀DC和胸腺DC * 非淋巴組織中DC：朗格漢斯細胞和間質(zhì)DC * 循環(huán)DC：外周血DC和隱蔽細胞,Menu,F,B,樹突狀細胞的分化、發(fā)育和遷移,Dendritic Cell Maturation,MHC II B7-1/B7-2,組織中未成熟DC - 強吞噬和吞飲作用 - 處理抗原能力強 - 低水平的MHC - 缺乏共刺激分子 - 遞呈抗原能力弱 淋巴組織中成熟DC - 不再有吞噬能力 - 表達共刺激分子(B7-

5、1/B7-2) - 高表達MHC和黏附分子 - 抗原遞呈能力強,DC的生物學功能,* 強的吞飲作用 * 受體介導(dǎo)的內(nèi)吞 (FcR/CR/ 甘露糖受體） * 吞噬作用 * 表面捕獲(FDC) ( FcR和C3bR),抗原提呈,免疫調(diào)節(jié),* 激活初始T細胞，啟動免疫應(yīng)答； *分泌細胞因子，調(diào)節(jié)免疫細胞分化、發(fā)育； * 分泌趨化性細胞因子，趨化T/B細胞； * 利用未成熟DC誘 導(dǎo)免疫耐受。,DC,DC,T細胞活化增殖,影響DC分化成熟的因素,微生物產(chǎn)物、炎性細胞因子是誘導(dǎo)DC成 熟的重要因子； 2. 刺激DC的抗原種類，如自身抗原、腫瘤抗原（TA）等抑制DC的成熟； 3. DC所處環(huán)境中的抑制性免

6、疫細胞(如Treg、M2、MDSC等)和細胞因子（IL-10、TGF-）等。,腫瘤微環(huán)境對DC的影響,腫瘤微環(huán)境中除了免疫抑制性細胞和細胞因子干擾DC分化成熟外，還有很多因素干擾成熟DC的功能： 低氧 胞外高水平的腺苷 高水平乳酸 低pH值,怎樣理解調(diào)節(jié)性DC (regDC),1. cDCs, including tissue-resident DCs, migratory DCs and inflammatory DCs might exhibit immunosuppressive properties under certain circumstances or in immature

7、stage.,2. pDCs have also been reported to exhibit potent immunosuppressive and tolerogenic properties,3. A commonly accepted paradigm is that functional properties of DCs are maturation-dependent.,However, existing evidence suggests that DCs can exist in a multitude of functional states other than s

8、imply immature or mature.,regDCs can exist as immature, semi-mature and fully mature DC subpopulations that use different mechanisms for induction of immune tolerance and immune suppression.,怎樣理解調(diào)節(jié)性DC (regDC),即表型成熟或不成熟DC均可被腫瘤微環(huán)境“調(diào)教”為免疫抑制性DC（即regDC）。,regDC 的誘導(dǎo)及其免疫抑制途徑,Tumor-derived IL-10, TGF- and PG

9、E2誘導(dǎo) regDC。主要通過STAT3、MAPK 等信號途徑。,regDC 通過分泌IL-10, TGF-誘導(dǎo)Treg regDC 產(chǎn)生 ARG1、 IDO 或iNOS等抑制T細胞功能 regDC 的細胞膜上表達抑制性共刺激分子如B7-H1等誘導(dǎo)T細胞無能。,腫瘤微環(huán)境中的DC免疫抑制,主要內(nèi)容,一、腫瘤免疫的概述 二、調(diào)節(jié)性樹突狀細胞（regDC） 三、腫瘤相關(guān)的巨噬細胞 （TAM） 四、髓樣來源的抑制細胞（MDSC） 五、調(diào)節(jié)性T細胞（Treg）,腫瘤相關(guān)的巨噬細胞 （Tumor Associated Macrophage, TAM）,巨噬細胞不是均一的細胞群，其表型和功能表現(xiàn)出高度的異

10、質(zhì)性和可塑性。,（一）M表達豐富的表面分子,表面受體： 模式識別受體(PRR): Toll樣受體、甘露糖受體、清道夫受體等 LPS/LBP復(fù)合物受體即CD14 免疫球蛋白的Fc受體（FcR、FcR、FcR） 補體受體（CR1、CR3） 多種細胞因子、激素、神經(jīng)肽的受體等 表面抗原： MHC分子、黏附分子（LFA-1、ICAM-1）、共刺激分子（B7、CD40）等 特征標志分子 F4/80和巨噬細胞集落刺激因子受體是小鼠M的表面標識,（二）M亞群,根據(jù)M活化方式、表面分子、分泌細胞因子及生物學功能不同將其分為兩大類： 1. 經(jīng)典活化的M （classical activated macropha

11、ges，or M1） M1由IFN-、TNF-，或PAMPs (如LPS、dsRNA) 以及一些內(nèi)源性的危險信號（如HSP)所誘導(dǎo)。 2. 可選擇活化的M (alternatively activated macrophages, AAMs or M2） 其中M2又可細分為三群 M2a（由IL-4/IL-13誘導(dǎo)） M2b（由免疫復(fù)合物 和TLR配體誘導(dǎo)） M2c（由IL-10、糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)）,巨噬細胞極化（Polarization）的一般概念,一般認為極化M是單核細胞活化后一系列功能狀態(tài)兩個極端。 M分化受各種微環(huán)境信號的誘導(dǎo)與調(diào)節(jié)。 極化的M能夠進一步影響局部免疫反應(yīng), 與各種因子協(xié)同作

12、用，調(diào)節(jié)病原體微生物感染結(jié)局、腫瘤免疫、參與免疫調(diào)節(jié)和組織修復(fù)過程。,（三）極化的巨噬細胞的一般概念與特征,反映M1與M2 細胞表型和功能的指標及意義,表面分子： M2型高表達DECIN-1、CD206、SR-A，低表達CD16/32 M1型高表達CD16/32，低表達DECIN-1、CD206、SR-A 酶活性： M2型Arg-1酶活性高， iNOS活性低，反映其殺瘤能力弱 M1型iNOS活性高， Arg-1酶活性 低，反映其殺瘤能力強 吞噬指數(shù)： M2型吞噬指數(shù)低，反映其吞噬功能弱 M1型吞噬指數(shù)高，反映其吞噬功能強,M1/M2與免疫平衡,M1主要抵抗胞內(nèi)病原體、控制急性感染，然而，M1的

13、過渡極化會引起多種病理損傷； M2多與感染性疾病的慢性進展有關(guān)。,巨噬細胞的極化與Q熱病原體 （伯納特立克次體 ）,M1/M2與免疫平衡,Whipples disease（惠普爾病） is associated with an M2 macrophage profile,有研究表明，體內(nèi)M1型巨噬細胞可以相當迅速地轉(zhuǎn)變?yōu)镸2型巨噬細胞： 一群血液中巡邏的單核細胞，在李斯特菌感染的第12小時內(nèi)，滲入炎癥組織并分化成巨噬細胞，釋放促炎介質(zhì)（TNF-、IL-1）； 但到感染的后期（8小時），這些巨噬細胞終止了相應(yīng)的功能，開始表達M2表面標志，如ARG-1等。,(四) 炎癥過程中M的可塑性,（五）腫瘤

14、進程中巨噬細胞的可塑性,腫瘤組織中細胞因子參與M極化,TAM 就是腫瘤組織中的M2,腫瘤微環(huán)境誘導(dǎo)M1細胞向M2細胞極化（分化）,廣義的腫瘤相關(guān)巨噬細胞（TAM）分類,Classically activated, M1 macrophages with an anti-tumour function Immunosuppressive macrophages: M2 Angiogenic Macrophages: Tie2-expressing Mo/M Invasive Macrophages : Which can help tumor cells invading the TEM Met

15、astatic Macrophages: Assisting the seeding of tumor cells at distant sites,主要內(nèi)容,一、腫瘤免疫的概述 二、調(diào)節(jié)性樹突狀細胞（regDC） 三、腫瘤相關(guān)的巨噬細胞 （TAM） 四、髓樣來源的抑制細胞（MDSC） 五、調(diào)節(jié)性T細胞（Treg）,Origin of Myeloid-derived suppressor cells ( MDSC ),Origin of Myeloid-derived suppressor cells ( MDSC ),感染,外傷,腫瘤,（一）MDSC 的表型特征及亞群,MDSC 是一群異質(zhì)性

16、的細胞群體，它包括髓系細胞前體、未成熟的粒細胞、單核細胞和樹突狀細胞，由于其具有免疫抑制功能，所以，也曾被稱為未成熟的免疫抑制細胞. 小鼠的MDSC表型為Gr-1+CD11b+ 根據(jù)其與Gr-1分子中不同表位(Ly6G、Ly6C)的抗體結(jié)合特異性不同分兩亞群 單核細胞樣的MDSC亞群：CD11b+Ly6GLy6Chi 粒細胞樣的MDSC亞群：CD11b+Ly6G+Ly6Clow 人的MDSC表型為Lin-HLA-DR-CD33+CD11b+,小鼠MDSC形態(tài)和細胞亞群,粒細胞樣的MDSC,單核細胞樣MDSC,人MDSC的表型和亞群,早幼粒,人MDSC的表型和亞群,Promyelocytic M

17、DSC: lin-HLA-DR-CD33+ CD11b+ CD14 - Monocytic MDSC: lin-HLA-DR-/low CD33+CD11b +CD14 + Granulocytic MDSC: lin-HLA-DR-/low CD33+CD11b + CD15 +,The frequency of CD33+CD11b+HLA-DR-cells in circulating monocyte population is positively associated with HBV infection.,Results 10,The frequency of CD33+CD11

18、b+HLA-DR-cells in granulocyte populationis not associated with HBV infection,Results 9,MDSC Expantion,MDSC Activition,MDSC的信號轉(zhuǎn)導(dǎo),Notch signaling - MDSC accumulation Stat3 signaling- MDSC proliferation Stat6 signaling - MDSC activation,Schematics of possible signaling pathway involved in MDSC expansio

19、n,Schematics of possible signaling pathways involved in MDSC activation,MDSC 的免疫抑制功能,MDSC既能抑制適應(yīng)性免疫，又能抑制固有免疫。,抑制CD4+T細胞和CD8+T細胞增殖和歸巢； 促進M就向促進腫瘤生長的M2轉(zhuǎn)化； 阻斷NK細胞分泌IFN-而抑制其胞毒活性。,MDSCs suppress acquired and innate anti-tumor immunity,1. 產(chǎn)生iNOS和Argnase 消耗精氨酸，導(dǎo)致TCR CD3合成受阻； 精氨酸短缺導(dǎo)致增殖的T細胞G0-G1期阻滯 ； 通過NO直接抑制T

20、細胞功能。 2. 產(chǎn)生ROS和ONOO-（Peroxynitrite ，過氧化亞硝酸鹽） ONOO-導(dǎo)致TCR、CD8硝基化，抑制CD8+T細胞增殖 ROS也可直接抑制T細胞增殖,MDSC免疫抑制機制（1）,Suppressive mechanisms mediated by different subsets of MDSCs,ROS Peroxynitrite NO low,NO ROS low,單核細胞樣的MDSC亞群,粒細胞樣的MDSC亞群,The mechanisms of MDSC-mediated immune suppression in peripheral lymphoid

21、 organs,ROS Peroxynitrite Arginase NO low,No Response,The mechanisms of MDSC-mediated immunes suppression at the site of a tumour,MDSC免疫抑制機制（2）,3. 誘導(dǎo)Treg產(chǎn)生； 4. 促進M1細胞向M2細胞轉(zhuǎn)化； 5. 可分化為TAM和血管內(nèi)皮細胞； 6. 隔絕胱氨酸，阻止T細胞獲得半胱氨酸； 7.影響T細胞歸巢到淋巴結(jié)或腫瘤組織 。,MDSC prevent T cell activation by sequestering cystine and limi

22、ting the availability of cysteine,胱氨酸,MDSC suppress antitumor immunity through a variety of diverse mechanisms,Therapeutic Strategies to Target MDSC,Therapeutic Strategies to Target MDSC,針對MDSC的靶向性治療策略,促進MDSC分化 如ATRA、VitD3誘導(dǎo)MDSC向DC和M分化 抑制MDSC擴增 如阻斷VEGF、MMP等炎癥因子、Stat3抑制劑等 抑制MDSC的功能 Arg1和iNOS的抑制劑 如COX

23、2抑制劑 清除MDSC 如吉西他濱（gemcitabines）似乎能特異性清除MDSC,MDSCs 與其他髓系細胞之間的關(guān)系,G-MDSC與neutrophils 之間的區(qū)別與聯(lián)系 G-MDSC Neutrophils 免疫抑制作用 + - 吞噬功能 - + Arg1 MPO ROS CD115和CD244 趨化因子 CXCR1和CXCR2 但是，G-MDSC在體外培養(yǎng)24小時后可分化為neutrophils。,M-MDSCs與M1之間的區(qū)別與聯(lián)系 1. M-MDSC具有免疫抑制功能，同時表達iNOS和Arg1， 且iNOS具有促進腫瘤的作用； 2. 體外培養(yǎng)或轉(zhuǎn)輸給tumor-free 小鼠

24、體內(nèi)可分化為M1和 DC。 M-MDSCs與M2之間的區(qū)別與聯(lián)系 1. 均具有免疫抑制作用，但二者的表型不同，且M2僅表 達Arg1。 2. 在具有腫瘤衍生因子的培養(yǎng)基中培養(yǎng)或荷瘤小鼠體內(nèi)可 分化為M2或/和血管內(nèi)皮細胞。,MDSCs 與其他髓系細胞之間的關(guān)系,MDSC與M之間Cross-talk加速腫瘤進程,MDSC與DC之間Cross-talk促進腫瘤進程,主要內(nèi)容,一、腫瘤免疫的概述 二、調(diào)節(jié)性樹突狀細胞（regDC） 三、腫瘤相關(guān)的巨噬細胞 （TAM） 四、髓樣來源的抑制細胞（MDSC） 五、調(diào)節(jié)性T細胞（Treg）,CD4+CD25+ 調(diào)節(jié)性T細胞（Treg）,（一）T細胞亞群及Treg 概述 （二）腫瘤Treg的來源 （三） 腫瘤Treg抑制作用的機制 （四） 針對腫瘤Treg的免疫治療策略,（一）T細胞亞群及Treg 概述,（一）調(diào)節(jié)性T細胞(Treg）,包括CD4+Treg，CD8+Treg和CD