馬昌云 吳芳 孔繁義 宋翔

機(jī)體的免疫反應(yīng)首先是由抗原提呈細(xì)胞(APC)捕獲抗原,經(jīng)其加工處理后將抗原信息傳遞給 T、B淋巴細(xì)胞進(jìn)而誘發(fā)一系列特異性免疫應(yīng)答。因此,APC是機(jī)體免疫反應(yīng)的首要環(huán)節(jié),能否進(jìn)行有效的抗原提呈直接關(guān)系到免疫激活或免疫耐受的誘導(dǎo),其中樹突狀細(xì)胞(DC)是目前所知的機(jī)體內(nèi)功能最強(qiáng)的APC。近年來,越來越多的證據(jù)表明由DC激活的細(xì)胞免疫特別是 T細(xì)胞介導(dǎo)的CTL反應(yīng)在機(jī)體抗腫瘤中起著主導(dǎo)作用,而且最近 DC疫苗的臨床Ⅰ、Ⅱ期試驗(yàn)也取得了令人鼓舞的結(jié)果,顯示出DC疫苗在腫瘤等病的治療中的巨大前景。因此DC疫苗尤其是 DC抗腫瘤的研究和應(yīng)用倍受人們的關(guān)注。

1 制備疫苗的 DC來源、生物學(xué)特性

隨著人們對(duì) DC的深入認(rèn)識(shí)和 DC的分離、純化、培養(yǎng)技術(shù)的改進(jìn),現(xiàn)已能夠從大多數(shù)組織中得到純度較高的各具特異性的 DC,通過體外培養(yǎng)與擴(kuò)增的方法,獲得大量DC以滿足 DC基礎(chǔ)與臨床研究的需要。目前一致認(rèn)為,DC是具有典型樹突狀形狀,膜表面高表達(dá)主要組織相溶性抗原復(fù)合體(MHC)Ⅱ類分子,能夠移遷至淋巴器官和刺激初始型 T細(xì)胞增殖活化,并具有一些相對(duì)特異性表面標(biāo)志的一類細(xì)胞。DC的分化階段經(jīng)歷從前體 DC至非成熟 DC再到成熟 DC等的過程。非成熟DC具有攝取和加工處理抗原的功能,但其刺激初始型T細(xì)胞的能力弱。DC攝取抗原或接受到某些刺激因素,DC逐漸分化成熟,并表現(xiàn)出成熟DC的特征：細(xì)胞呈樹突狀形態(tài);失去攝取抗原能力;能啟動(dòng)初始型T細(xì)胞反應(yīng)等。有別于其他 APC,DC最大的特點(diǎn)是能夠顯著刺激初始型T細(xì)胞(naive T cells)增值,而巨噬細(xì)胞、B細(xì)胞僅能刺激已活化的或記憶性 T細(xì)胞,因此DC是機(jī)體免疫應(yīng)答的始動(dòng)者,在免疫應(yīng)答的誘導(dǎo)中具有獨(dú)特的地位。DC是腫瘤細(xì)胞免疫中主導(dǎo)力量T細(xì)胞增殖和應(yīng)答的誘導(dǎo)者,能促進(jìn) CTL和 Th的生成,一個(gè) DC細(xì)胞能誘化 100～3 000個(gè) T細(xì)胞[1]。近來研究發(fā)現(xiàn),DC的功能還受許多生化因素調(diào)控,如DC缺乏NOX2氧化酶將會(huì)導(dǎo)致抗原提呈功能下降,如果 E-Cadherin黏附分子缺失,在體內(nèi)誘導(dǎo)一種完全不同的T細(xì)胞免疫,即CD8+T細(xì)胞免疫耐受[2]。

2 DC疫苗的抗腫瘤機(jī)制

在腫瘤患者體內(nèi),只有 APC捕獲并加工處理呈遞腫瘤抗原后,才能形成針對(duì)腫瘤抗原的特異性 T細(xì)胞克隆,從而形成有效的抗腫瘤免疫效應(yīng)[3]。其參與抗腫瘤的主要可能機(jī)制包括：(1)以腫瘤抗原體外沖擊致敏 DC,以保證 DC對(duì)腫瘤抗原的攝取,DC成熟后膜表面易表達(dá) MHCⅠ、Ⅱ類分子,并將腫瘤抗原提呈給TCR,同時(shí) DC表達(dá)高水平協(xié)同刺激分子 B7-1、B7-2和 CD40,使 T細(xì)胞被激活;(2)DC與T細(xì)胞結(jié)合后,可通過分泌大量的IL-12誘導(dǎo)CD4

+T細(xì)產(chǎn)生 Th1型免疫應(yīng)答,有利于腫瘤的清除;(3)DC分泌 IL-12可誘導(dǎo)T細(xì)胞產(chǎn)生 IFN-γ、TNF-α等,后者是細(xì)胞免疫應(yīng)答的重要參與者;(4)抗原負(fù)載的 DC疫苗接種注射后先移行到淋巴結(jié)和脾臟,可自身分泌或誘導(dǎo)其他細(xì)胞分泌 IL-12、IL-15,進(jìn)而誘導(dǎo)CD4+Th1相關(guān)免疫應(yīng)答;(5)活化 Th細(xì)胞產(chǎn)生 IFN-γ、TNF-α、GM-CSF和 IL-3等細(xì)胞因子,這些因子又反過來以一種正反饋旁分泌的方式活化其它的 APC,上調(diào)其 IL-12及 CD80、CD86的表達(dá);(6)抗原負(fù)載 DC可直接向 CD8+T細(xì)胞呈遞抗原肽,并在活化的CD4+T細(xì)胞輔助下使CD8+T細(xì)胞活化,CD4+T和CD8+T細(xì)胞進(jìn)一步通過分泌細(xì)胞因子或直接殺傷,使人產(chǎn)生保護(hù)性抗腫瘤免疫;(7)DC可能還具有產(chǎn)生可選擇性趨化 T細(xì)胞的趨化因子的能力;(8)可以基因工程的方法將目的基因(如腫瘤抗原基因、細(xì)胞因子基因等)導(dǎo)入 DC使相應(yīng)基因產(chǎn)物直接表達(dá)于DC表面,從而增加或調(diào)節(jié) DC的抗原提呈功能以誘導(dǎo)抗腫瘤的保護(hù)性反應(yīng)[4];(9)抗原負(fù)載DC的抗原多肽小體膜蛋白中的 MFG-E8能與DC、巨噬細(xì)胞表達(dá)的整合素結(jié)合,它可使機(jī)體靶向于其它未獲得抗原的 DC并使其致敏以激活 T細(xì)胞;(10)DC可通過吞噬調(diào)亡的腫瘤細(xì)胞獲得腫瘤抗原并啟動(dòng)免疫應(yīng)答;(11)位于調(diào)亡細(xì)胞內(nèi)的熱休克蛋白(HSP70)可能介導(dǎo)抗原進(jìn)入MHCI提呈途徑,由凋亡腫瘤細(xì)胞釋放的 HSP70能被直接攝入DC,同時(shí)可能伴有抗原的進(jìn)入,增加 DC抗原攝取能力[5]。因涉及到多種細(xì)胞和細(xì)胞因子的參與,故DC疫苗抗腫瘤機(jī)制復(fù)雜,需待進(jìn)一步探究。

3 DC疫苗的制備及其抗腫瘤免疫作用

腫瘤細(xì)胞對(duì)宿主免疫應(yīng)答的逃逸是惡性腫瘤發(fā)生、發(fā)展的重要機(jī)制之一。在帶瘤動(dòng)物及腫瘤患者體內(nèi),都發(fā)現(xiàn)循環(huán)和局部浸潤(rùn)的 DC存在功能上的缺陷。Fifis等[6]的研究發(fā)現(xiàn),腫瘤細(xì)胞能夠通過一系列機(jī)制抑制機(jī)體的抗腫瘤免疫反應(yīng),激活特異的調(diào)節(jié)性 CD4+、CD25

+T細(xì)胞以下調(diào)細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞的效應(yīng)等。如果對(duì) DC進(jìn)行腫瘤抗原修飾,再將負(fù)載腫瘤抗原的致敏 DC回輸機(jī)體,則可以解決因 DC功能缺陷造成的腫瘤免疫逃逸,誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生有效的抗腫瘤免疫應(yīng)答。而使用何種抗原及如何將腫瘤抗原在體外與 DC結(jié)合以彌補(bǔ)其功能缺陷,則成了應(yīng)用 DC瘤苗進(jìn)行免疫治療的關(guān)鍵。

在DC瘤苗抗腫瘤免疫方面最引人注目的研究工作是應(yīng)用抗原或抗原多肽在體外沖擊致敏DC,然后將負(fù)載腫瘤抗原的致敏 DC回輸或免疫接種亞荷瘤宿主,進(jìn)行腫瘤免疫治療。這種用腫瘤抗原沖擊的 DC瘤苗具有很好的靶向性,避免了不必要的免疫刺激,可以利用較大濃度的腫瘤抗原以更有效地促進(jìn)T細(xì)胞的激活。Liu等[7]利用 CD40配體(CD40L)轉(zhuǎn)染的腫瘤細(xì)胞可以向 DC同時(shí)傳遞腫瘤抗原和成熟刺激,這些激活的 DC對(duì)能產(chǎn)生 IFN-γ的 CD8+T細(xì)胞作用更為強(qiáng)大,從而更好地加工腫瘤抗原,促進(jìn)特異性細(xì)胞毒性T細(xì)胞的增殖。

應(yīng)用腫瘤細(xì)胞的蛋白提取物刺激 DC,可克服腫瘤抗原或多肽沖擊 DC存在的某些不足。如無需明確腫瘤抗原,可能有多種不同的腫瘤抗原刺激DC從而誘導(dǎo)針對(duì)不同抗原決定簇的CTL克隆等。Zhou等[8]以腫瘤-睪丸抗原(CTA)家族中的XAGE-1b蛋白致敏DC刺激自體T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生特異殺傷性和細(xì)胞毒性 T細(xì)胞,體外研究證實(shí)其對(duì)有相應(yīng) CTA表達(dá)的肺癌細(xì)胞可產(chǎn)生較好的殺傷效果。但是,腫瘤細(xì)胞蛋白提取物中包含的機(jī)體自身的正?？乖庖邫C(jī)體后可能誘發(fā)自身免疫性疾病。

將腫瘤抗原編碼基因或某些細(xì)胞因子基因等導(dǎo)入DC使之持續(xù)有效表達(dá)腫瘤抗原,誘導(dǎo)抗腫瘤免疫反應(yīng)。Gabrilovich等[9]用野生型 P53致敏的 DC治療 22例小細(xì)胞肺癌患者得出此種疫苗安全并能產(chǎn)生特異性的免疫應(yīng)答。Moran等[10]將委內(nèi)瑞拉馬腦炎病毒復(fù)制子轉(zhuǎn)染 DCs細(xì)胞,用其免疫過表達(dá)neu原癌基因蛋白的荷瘤小鼠,結(jié)果轉(zhuǎn)基因高水平表達(dá),誘導(dǎo)活化 neu特異性 CD8+T細(xì)胞,產(chǎn)生抗NEU的 IgG抗體。

近年已證明腫瘤來源的mRNA致敏DC也是一種誘導(dǎo)CTL和產(chǎn)生腫瘤免疫的有效途徑。從腫瘤組織中擴(kuò)增到足量用于刺激 DCs的mRNA,并通過篩選獲得特異表達(dá)的腫瘤 mRNA,以此作為抗原沖擊 DCs制備疫苗。該疫苗可避免誘發(fā)自身免疫性疾病的,有更高的臨床實(shí)用價(jià)值。Peng等[11]使用此瘤苗有效地誘導(dǎo)出特異性細(xì)胞毒T細(xì)胞,殺傷腫瘤細(xì)胞。

實(shí)驗(yàn)表明,將腫瘤細(xì)胞與 DC融合所得的腫瘤細(xì)胞-DC融合物也是誘發(fā) T細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤免疫有效細(xì)胞疫苗,它將DC的免疫刺激功能與腫瘤抗原信息有機(jī)地結(jié)合起來,從而更有效地誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生抗腫瘤免疫。Homma等[12]用 DC-胃癌細(xì)胞融合疫苗治療 1例 75歲進(jìn)展型胃癌并發(fā)腹水患者,其腹水及雙下肢水腫明顯減輕。研究表明,融合的DC-腫瘤細(xì)胞保留了 DC的生物學(xué)特性,具有處理和呈遞腫瘤特異性抗原的能力,可激發(fā)腫瘤特異性 CTL活性及保護(hù)性免疫,降低腫瘤發(fā)生率,延長(zhǎng)存活時(shí)間。

有學(xué)者研究將腫瘤細(xì)胞誘導(dǎo)成具有 DC特征的細(xì)胞,將腫瘤細(xì)胞本身表達(dá)的腫瘤抗原提呈給T細(xì)胞,誘導(dǎo)體內(nèi)強(qiáng)烈的免疫刺激功能[13]。此類研究為腫瘤的免疫治療開辟了新的思路。

4 DC疫苗的臨床應(yīng)用研究

關(guān)于 DC疫苗的臨床治療應(yīng)用,目前主要限于腫瘤患者的臨床實(shí)驗(yàn)及臨床治療。包括有淋巴瘤、黑色素瘤、前列腺癌、多發(fā)性骨髓瘤、腎癌、白血病、肺癌等。Kobayashi等[14]對(duì) 1例 50歲診斷為Ⅳ期乳腺癌并雙側(cè)腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的病例進(jìn)行免疫治療。用自體同源的腫瘤碎片沖擊致敏DC并將此 DC注射入右側(cè)腋窩淋巴結(jié),結(jié)果發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移灶消退,組織學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)此淋巴結(jié)內(nèi)有大量的 CD45+T淋巴細(xì)胞聚集。從而得出結(jié)論,DC在晚期乳腺癌治療中能產(chǎn)生安全有效的抗腫瘤作用。DC的腫瘤疫苗在肺癌治療方面也有令人興奮的發(fā)現(xiàn)。Chiappori等[15]在臨床Ⅱ期研究中發(fā)現(xiàn)P53致敏的DC疫苗治療繼放療后的大范圍的非小細(xì)胞肺癌是安全的并可提高患者的生存質(zhì)量。

5 問題與展望

雖然外科手術(shù)、放化療、激素治療等在腫瘤治療方面有一定程度的發(fā)展,但是腫瘤患者存在高度復(fù)發(fā)和易轉(zhuǎn)移的問題,而 DC瘤苗作為一種免疫學(xué)治療方法,其抗瘤機(jī)制主要是通過糾正腫瘤患者的免疫缺陷,啟動(dòng)患者自身特異性殺瘤免疫反應(yīng),殺傷腫瘤細(xì)胞而對(duì)正常細(xì)胞的傷害降低到了最低限。在臨床應(yīng)用上有非常大的潛力。DC疫苗在腫瘤治療等方面一系列體外實(shí)驗(yàn)、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及臨床Ⅰ、Ⅱ期研究中均證明DC確實(shí)可以誘導(dǎo)出特異性抗腫瘤免疫保護(hù)效應(yīng),但在其臨床應(yīng)用方面還面臨許多亟待解決的問題。此外,體內(nèi)微環(huán)境的變化影響DC亞群的分化,DC在體條件下與體外培養(yǎng)條件下的研究結(jié)論可能不盡一致,需深入研究并逐步完善DC過繼治療的理論基礎(chǔ)、實(shí)踐技術(shù),為其臨床標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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