树突状细胞在肿瘤免疫治疗方面的研究进展

【摘要】树突状细胞（Dendritic Cell，DC）是机体免疫系统中最强有力的一种专职的抗原呈递细胞（APC），且是唯一能激活静息型T细胞的抗原递呈细胞，它能有效摄取加工肿瘤抗原，分泌多种细胞因子，活化机体特异性免疫应答。目前，肿瘤的生物免疫治疗已成为继手术、化疗、放疗之后的另一种新的治疗模式，以DC为基础的肿瘤免疫治疗也取得较大进展，DC疫苗等方面在临床应用中亦取得显著进展。

【关键词】：树突状细胞；肿瘤免疫；免疫治疗；疫苗

【中图分类号】R730.3【文献标识码】A 【文章编号】2095-6851（2014）06在肿瘤免疫中，T细胞识别的肿瘤抗原不是被肿瘤细胞提呈，而是被抗原提呈细胞提呈。树突状细胞（Dendritic Cell，DC）是体内最强的抗原递呈细胞（APC），也是目前发现的唯一能直接激活初始型T细胞的APC，具有激活T细胞和诱导免疫反应的特殊功能，能够诱导患者机体产生肿瘤特异性、持久性的主动免疫应答，在肿瘤细胞和T淋巴细胞之间起到桥梁和枢纽作用。近年的研究表明，以DC为基础的免疫疗法成为当今肿瘤手术、化疗、放疗治疗方法之后的第四种生物治疗方法，而DC疫苗的研究与制备及其在肿瘤免疫治疗中的应用也备受关注。本文就近年来DC在基础研究、抗肿瘤免疫机制及其治疗应用等方面作一综述。

1DC的来源与分布

DC起源于骨髓CD34 + 细胞，首先是由Steinman等［1］于1973年从小鼠脾脏中分离，广泛分布于除脑以外的全身各脏器，但数量极少，仅占人外周血单核细胞（PBMC）的1%［2］，因其具有许多分支状突起故命名。根据来源，可将DC分为两类，即来源于髓系干细胞的髓样DC和来源于淋巴系干细胞的淋巴样DC。例如，朗罕氏细胞（LC）位于皮肤和胃肠上皮层组织中，是这些部位的重要APC，其表面有丰富的MHCⅠ类和Ⅱ类抗原以及FcγR和C3bR，胞浆内有birbeck颗粒；滤泡树突状细胞（FDC）主要定位于外周免疫器官淋巴滤泡区，是淋巴结浅皮质区淋巴滤泡内的主要APC，其树突状突起表面有FcγR和C3bR，能有效地捕捉复合形式的抗原，并将抗原长期保留在其表面，以维持二级滤泡的记忆功能；并指状细胞（IDC）定位于外周免疫器官胸腺依赖区和胸腺髓质区，是淋巴组织胸腺依赖区的重要APC，其表面缺乏Ig受体和C3受体，但富含MHI类和Ⅱ类抗原；隐蔽细胞（VC）分布于输入淋巴管的淋巴液中。

2DC的表面分子

DC表达高密度的抗原递呈分子，如主要组织相容性复合体MHCⅠ和MHCⅡ、共刺激分子（CD80/B7-1、CD86/B7-2、CD40、CD40L等和黏附因子(细胞间黏附因子1/2/3和淋巴细胞功能相关抗原1/3等），这些MHC分子和共刺激分子在肿瘤免疫过程中发挥重要作用，因而成为功能强大的专职抗原递呈细胞［3］。DC的分化发育主要经历四个阶段：造血肝细胞、DC前体细胞、未成熟DC、成熟DC［4］。DC的来源和分化发育所处的阶段与其功能有非常密切的关系。未成熟DC就像体内的“卫兵”，它分布于几乎所有组织和器官，表达低水平的共刺激因子和黏附因子，体外激发同种混合淋巴细胞增殖反应的能力低，但具有强大的内吞作用，起着免疫监视的作用，主要是摄取和加工处理抗原，持续地从外周组织摄取抗原迁移至局部二级淋巴组织，摄取抗原或受到某些因素刺激时即分化为成熟的CD。成熟的DC表达高水平的共刺激因子和粘附因子，具有免疫刺激能力，是目前发现的唯一能激活未致敏的初始型T细胞的抗原递呈细胞。同时，成熟DC还通过延伸树突状突起，增加与T细胞相互作用的机会，并通过改变趋化因子受体的表达，促进其向淋巴器官迁移。最终，成熟DC在次级淋巴器官将抗原信息呈递给T淋巴细胞，引发特异性免疫应答。

3DC与肿瘤发生发展的关系

DC与肿瘤的发生、发展有着密切关系，大部分实体瘤内浸润的DC数量多则患者预后好。肿瘤细胞低表达或不表达MHC分子及共刺激分子，某些肿瘤细胞还能分泌产生细胞因子抑制肿瘤患者体内DC的成熟及机体的免疫功能，使肿瘤细胞逃脱机体的免疫监视而无限生长［5］，因此肿瘤患者的免疫系统无法识别、杀伤肿瘤细胞，主要是由于体内的DC功能有缺陷，不能实现DC在免疫反应过程中有效呈递肿瘤抗原的作用。Ishigam等［6］应用免疫组化技术，通过检测DC的细胞内标志S100蛋白，以观察肿瘤及其周围组织中DC的数量。对169例胃癌患者S100蛋白的检测中发现，高度DC浸润着与低度DC浸润者相比，淋巴结和腹腔转移少，肿瘤分期低，且肿瘤体积较小。此外，调查显示瘤内大量DC浸润的胃癌患者5年生存率达到78%，明显高于只有少量DC浸润的患者。在结肠癌组织中，DC浸润数量与浸润深度、TNM分期、淋巴结转移、肝转移、肿瘤复发及预后有关［7］。其他学者的研究也表明，肿瘤内浸润DC的数量与宫颈癌、卵巢癌、乳腺癌、前列腺癌、口腔鳞癌、鼻咽癌等患者的预后相关，即DC浸润越密集，肿瘤分化程度越高，肿瘤患者预后越好，反之常伴有肿瘤细胞分发低下及恶性进展。因此表明了肿瘤内及其周围浸润的DC的数量及功能与肿瘤的发生、发展及预后密切相关。因此，临床上可将DC作为检测肿瘤预后的指标之一。

4DC抗肿瘤的分子机制

机体抗肿瘤免疫的机制包括细胞免疫和体液免疫，通常情况下体液免疫起协同作用，而细胞免疫则是机体抗肿瘤免疫的主要形式，而有效的抗肿瘤免疫反应的核心是产生以CD8+ T细胞为主体的细胞免疫应答，这也是DC作为免疫治疗手段的基础。在肿瘤患者体内，只有抗原提呈细胞捕获并加工处理，递呈肿瘤抗原后，才能形成针对肿瘤抗原的特异性T细胞克隆，从而形成有效的抗肿瘤免疫效应［8］。DC抗肿瘤的机制是有多种途径：

4.1依靠细胞表面高水平的MHCⅠ、MHCⅡ类分子递呈丰富的肿瘤抗原肽，同时提供高水平的CD80、CD86、CD40分子来充分激活相应的CD4+T细胞和CD8+T细胞。DC提取肿瘤抗原后，形成抗原-MHC分子复合物表达于细胞表面，进而与T细胞表面的T细胞受体（TCR）结合，同时与DC表面高表达的CD80、CD86等共刺激分子协同作用，共同激活T细胞，启动CD8+细胞毒性T细胞（CTL）介导的特异性免疫应答。

4.2分泌多种细胞因子(如IL-8)和趋化因子选择性趋化初始型T细胞，促进T细胞在肿瘤部位的聚集。Troy等［9］等研究证明，DC与T细胞之间的相互作用及滤泡型DC对抗原的保留，都可以促使DC分泌某些生存因子促进T细胞的生长，维持T细胞反应。

4.3 DC可以逆转肿瘤患者体内发生Th1/Th2漂移，使机体免疫由Th2介导的体液免疫为主扭转为Th1介导的细胞免疫为主［10］，通过调节Th1/Th2之间的平衡调整机体的免疫状态。当DC收到肿瘤相关抗原刺激后分泌IL-12，IL-12是DC的重要产物，与Th表面的IL-12受体结合，使Th0向Th1方向分化并分泌干扰素γ，γ干扰素又反作用于DC，促进DC分泌IL-12，这种正反馈机制可以使机体在短时间内产生强大的抗肿瘤细胞免疫应答［11］。

4.4法国和意大利合作小组还发现来源于DC分泌的胞外体（exosome），exosome含有抗原呈递分子及丰富的共刺激分子，具有抗原呈递和诱导肿瘤免疫作用，从而可与肿瘤抗原结合并激发抗肿瘤作用［12］。

5DC在肿瘤中的免疫治疗

5.1以肿瘤抗原体外冲击致敏DC

目前研究最多的抗肿瘤免疫方法之一是用肿瘤特异性抗原或肿瘤相关抗原致敏DC，可以保证DC对肿瘤抗原的摄取，同时DC提供高水平的协同刺激分子，激活T细胞，而且DC与T细胞结合后，可通过分泌大量IL-12介导Th1型应答，利于消除肿瘤。优点是靶向性好，抗原浓度大，具有高度特异性，且不发生自身免疫反应。Perambakam等［13］利用前列腺癌细胞的特异性多肽（PSA146-154）致敏患者自身的DC应用于28例晚期前列腺癌患者，其中50%的受试者在体内成功诱导出特异性肿瘤免疫反应。但是，此方法制备的疫苗必须确定患者的人白细胞抗原及肿瘤特异性抗原，在胃癌等特异抗原少且抗原性弱的肿瘤中，运用此方法目前还在存在一定的局限性。

5.2 DC与肿瘤细胞融合

具体应用时可采用肿瘤细胞裂解物、凋亡的肿瘤细胞负载DC，也可通过聚乙二醇或电融合技术将DC与肿瘤细胞融合。将肾癌细胞与同种异体树突状细胞融合后，对17例已转移的肾癌患者进行免疫治疗的临床实验结果显示［14］，4例患者出现完全应答，2例患者肿瘤缩小50%以上，2例患者病症稳定。此疫苗，由于其肿瘤抗原易于获取，因此，在临床应用上具有较大的潜力，但也存在一些缺点：比如需大量瘤体组织；最佳刺激量难以掌握；肿瘤细胞抗原成分中可能包含正常机体组织抗原，因此存在诱发自体免疫疾病的风险。

5.3肿瘤细胞提取物致敏DC

利用传统的方法包括超生破碎、反复冻融、诱导细胞凋亡等处理完整细胞制备的肿瘤细胞提取物致敏DC，由于具有多种不同的肿瘤抗原冲击DC，从而可以诱导针对不同抗原决定簇的CTL克隆，减少了肿瘤对单一抗原表位发生免疫逃逸的可能，保证了肿瘤免疫的全面有效和实用性。

5.4肿瘤细胞RNA致敏DC

将肿瘤细胞核酸导入DC后可以使肿瘤抗原在DC内持续表达，有效激活T细胞产生抗肿瘤效应。将肿瘤抗原基因导入人DC主要采用病毒载体的方法，包括逆转录病毒、腺病毒、慢病毒及痘病毒等。病毒衣壳蛋白作为免疫原性肽，亦能刺激DC活化，诱导病毒特异性免疫应答。Livina是一种凋亡抑制蛋白，Xie等［15］将腺病毒作为载体将livina基因转染入DC中，然后免疫C57BL-6小鼠，发现该DC疫苗能够使肿瘤细胞的凋亡明显增加，且产生持久的抗肿瘤免疫。

5.5细胞因子或趋化因子基因转染DC

由于细胞因子、趋化因子在DC对T细胞提成抗原过程中的重要作用，将细胞因子基因、淋巴细胞趋化因子基因转入DC，以提高其活性，能诱导强大的抗肿瘤免疫。Naka等［16］将GM-CSF的mRNA与肿瘤的mRNA共转染DC后发现，GM-CSF大量表达明显增强了DC对肿瘤抗原的提成能力。

5.6体外用Exosome负载DC（即无细胞免疫

）肿瘤细胞与DC体外共培养后，在培养上清中可分离出大量的exosome小体，该结构同时表达MHCⅠ、MHCⅡ类分子和共刺激分子CD86，在体外均能诱导产生特异性细胞毒T细胞，消退已有肿瘤。张在云等［17］在肺癌细胞裂解物负载对树突状细胞分泌的exosome诱导抗肿瘤作用的影响试验中，用细胞因子诱导培养DC，将肺癌细胞裂解物负载DC，提取exosome，用exosome活化T细胞（负载组），以未负载DC的exosome（未负载组）及肺癌细胞裂解物负载DC（DC组）活化的T细胞为对照，MTT法检测三组肺癌细胞的杀伤率。其结果表明，exosome中有HSP70、HLA及CEA表达，活化T细胞/肺癌细胞为25:1、10:1、5:1时负载组杀伤率均明显高于未负载组及DC组，因此为体外制备高效exosome肿瘤疫苗提供了理论依据。

结语

目前以DC为基础的肿瘤免疫治疗已经显示出巨大的临床应用价值，其中应用DC疫苗免疫治疗肿瘤的研究亦获得了很大的成功，但现有的各种DC疫苗均存在一定的缺陷和技术难度，DC疫苗介导的肿瘤免疫治疗以何种方式最佳目前尚无定论，同时DC免疫治疗与其他抗肿瘤治疗的联合应用也亟待研究，DC的深入研究也将给肿瘤的治疗带来新的治疗突破口。

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