1、抗腫瘤樹突狀細胞疫苗研究進展雷健，王麗君(東北制藥集團股份有限公司，遼寧沈陽H0O27)摘要樹突狀細胞(DC$)是一類獨特的抗原遞呈細胞，具有活化T細胞并誘導抗原特異性毒性T淋巴細胞的能力。研究表明，DCs構成了一套啟動并調節免疫應答的夏雜系統，能夠誘導免疫應答，調控免疫耐受。近年來，針對癌癥患者的治療方案迅速增加,負載腫瘤抗原的樹突狀細胞疫苗作為一種新興的免疫治療技術，也被應用于癌癥患者的治療。本研究擬對目前關于DCs的特點和功能，以及在癌癥的免疫耐受機理等方面的研究結果進行綜述,并討論與展望DC，疫苗所存在的問題與發展方向。【關鍵詞樹突狀細胞；抗腫瘤疫苗；免疫治療；免疫耐受中圖分類號R18

2、6文獻標識碼A文章編號2095-3593(2013)06-0364-04TheProgressofDendriticCell-basedTumorVaccinationsLEIJian,WANGLi-jun(NortheastPharnuiccuticalGroupCo.,Lid.,liaoninShenyang110027,China).AbstrateDendriticcells(DCs)areuniquespecializedantigen-presentingcellscapableofprimingnaiveTcellsandinducingantigen-specificcytot

3、oxicTlymphocytes.ThereareincreasingevidencesthatDCsconstituteacomplexsystemofcellsthatinitiateandregulateimmuneresponses,andresulttotwooppositeoutcomes:immunityortolerance.Inrecentyears,varietiesoftreatmentsforcancerpatientshaveincreasedrapidly,tumorantigenpulseddendriticcell-basedvaccinationasaimmu

4、netherapyistreatedtocancerpatients.ThispaperdescribessomeofthecharactersandfunctionsofDCs,themechanismoftoleranceincancer,anddiscussestheproblemsandperspectivesfordendriticcellvaccinesforcancerpatients.KeyWordsDendriticcells；Tumorvaccine；Immunetherapy；Immunetolerance在20世紀70年代,RalphSteinman和ZanvilCoh

5、n從小鼠脾臟中分離鑒定出一類造血干細胞，它們擁有強大的抗原遞呈和T細胞刺激能力，在形態上擁有大量的樹枝狀突起和偽足,故命名為樹突狀細胞(dendriticcells,DCs)【E。目前,DCs被公認為是最好的專職抗原遞呈細胞(antigenpresentingcell,APCs),是啟動、調控和維持免疫應答的中心環節，具有強大的抗原攝取、處理、遞呈功能，并刺激未活化的T細胞增殖、分化，啟動CD4+T細胞和CD8+T細胞的免疫應答。DCs可以在B細胞、NK細胞、NKT細胞的免疫應答中發揮重要作用;DCs不僅能夠激活免疫系統，同時在自身免疫耐受方面也發揮重要作用。由于DCs的免疫調控功能，以DCs

6、負載抗原的腫瘤疫苗的研究越來越受到重視，并已在治療腎癌、前列腺癌、多發性骨髓瘤、直腸癌、卵巢癌、乳腺癌等癌癥的臨床研究中取得作者簡介宙健，女,工程師.研究方向:憤生態制劑的研究。E-mail:kijian388可喜的進展。更令人欣喜的是，一些DCs疫苗(例如sipuleucel-T)通過了美國食品藥物管理局(FDA)的批準進入市場應用婦。本研究擬就DCs疫苗的相關研究進展進行綜述。1腫瘤的免疫逃逸機制腫瘤細胞之所以能夠在人體內存活并占據優勢,是因為它通過一系列互補的免疫抑制機制來逃脫免疫系統的攻擊。首先,旁分泌途徑分泌的調節因子,如腺甘酸、前列腺素E2(PGE2)、轉化生長因子書(TGF-和血

7、管內皮生K因子-A(VEGF-A)等發揮多種直接或間接的免疫抑制活性。這些調節因子可能在DCs抑制中發揮功能，間接抑制T細胞滲透進瘤床或直接抑制效應T細胞活化，同時增強調節型T細胞(Treg)的功能。例如,腺昔酸在組織缺氧情況下，由腫瘤細胞釋放,對抑制T細胞活化和Treg擴增作出貢獻，調節因子VEGF-A作用于鼠的脾細胞町以誘導T細胞分泌白細胞介素-10(IL-10),同時抑制7干擾素(1FN-)的產生。其次,腫瘤細胞也口【以直接通過自身主要組織相容性復合體(MHC)-I類分子下調或通過缺失抗原遞呈機制中的其他組分來逃離T細胞識別。可溶性NKG20配體的脫掉(如MIC-A或M1C-B),nJ以

8、嚴重干擾效應T細胞對腫瘤微環境的功能。腫瘤細胞還可以上調Treg免疫缺失的表面配基，包括程序性死亡配體(PD-L1)和其他抑制性T細胞，來抑制免疫應答。此外，一些白細胞亞型滲透入腫瘤也能夠抑制T細胞功能。除Treg細胞，其他的抑制性淋巴細胞亞型也已有報道，包括分泌IL-10的B細胞和調節B細胞,11型NKT細胞、NK細胞和8T細胞。髓系細胞也能夠促進腫瘤的免疫逃逸，最主要的一類是目前對其特征還知之其少的髓系起源抑制細胞(MDSC)。它們可能通過幾種機制抑制T細胞和NK細胞的活化能力，包括一氧化氮、活性氧簇、精氛酸酶JL-10和TGF-po也有報道稱MDSCs可能特異性誘導T%細胞擴增。腫瘤基質

9、細胞也同樣發揮重要的免疫調控作用，如癌癥相關纖維細胞通過分泌CCI2和CXCL12來募集促進免疫抑制細胞。另外，它們可以通過分泌TGF-p來抑制效應T細胞。最后，髓系來源的間充質細胞通過阻礙T效應細胞的增殖功能來發揮重要的免疫抑制作用。2DCs在腫瘤免疫中的作用對抗內源性腫瘤的有效機制是細胞免疫和體液免疫,主要通過CD4+T細胞、CD阱T細胞或NK細胞完成腫瘤的免疫治療。而DCs在活化T細胞和NK細胞過程中發揮重要作用。因此利用DCs的這一生理功能，開發DCs腫瘤疫苗，誘導腫瘤特異性T細胞應答消除腫瘤，并產生記憶性免疫，防止腫瘤再次發生。為了活化T細胞，需要DCs攝取、加工并通過MHC分子遞呈

10、腫瘤相關抗原和腫瘤特異性抗原。目前,研究顯示T細胞可以反饋性調節DCs的功能。NK細胞的活化也同樣受到DCs的調控，并反饋性調節DCs的功能。除了產生有力的抗腫瘤免疫應答外,DCs也在腫瘤消除中發揮作用Munichs.等研究報道DCs通過TNF超家族的配基殺死腫瘤,并可以直接抑制腫瘤細胞系的生長。然而，有研究顯示，腫瘤細胞通過破壞DCs的功能來逃避免疫應答，而DCs疫苗可以通過特異性調節不同亞型DCs的功能來促進免疫應答的發生。目前,用于治療癌癥患者的DCs主要通過體外培養的方法獲得。體外培養DCs的優勢有以下幾方面:第一，這些DCs前體細胞來源于免疫抑制的腫瘤環境;第二，可以在體外開發DCs

11、的高胞飲能力來有效負載各種不同的抗原，如蛋白、肽、腫瘤裂解液等;第三以攝取并表達編碼腫瘤抗原的RNA或工程化的病毒載體。2.1DCs誘導細胞免疫應答在體內,DCs從具有抗原捕獲、加工能力的未成熟DCs(iDCs)分化成具有抗原遞呈、刺激免疫反應的成熟DCs(mDCs)o兩種DCs表型上完全不同，在刺激免疫應答反應方面發揮著截然不同的作用。駐留在外周組織的iDCs連續不斷地監測它們周圍環境的改變。蛆織損傷、病毒及微生物入侵以及其他內環境的改變為DCs提供一種“危險信號”，這種信號可以激活DCs由未成熟向成熟狀態改變,刺激免疫應答的發生°：。DCs的成熟:DCs被認為是體內最主要的專職抗

12、原遞呈細胞,具有強大的抗原攝取和加工能力。它們可以通過吞噬作用攝取粒子和微生物；可以形成大的胞飲泡,提取細胞外的液體和町溶物;可以調節吸附內吞作用的受體的表達，包括C-型凝集素樣-巨噬細胞甘露糖受體、DEC-205、To】l樣受體(TLR)以及Fey和Fee受體。大胞飲與受體調節的抗原攝取作用使得DCs的抗原遞呈能力比其他APCs的效率高得多:，J21ODCs的成熟對于免疫應答的啟動是非常重要的,完整的細菌、微生物的細胞壁成分細菌脂多糖(LPS)、白細胞介素-1(IL-1)、粒-巨噬細胞集落刺激因子(GM-CSF)和腫瘤壞死因子-a(TNFa)等，都可以刺激DCs的成熟。成熟過程伴隨著一系列表

13、型和功能的改變。許多表面標記物和分泌因子發生改變。與iDCs相比，mDCs的膜表面HLA-DR(MHC-D)分子增加，同時膜表面裝配/共剌激分子(CD40、CD54、CD50、CD58、CD80、CD86)的表達水平也顯著增加，并獲得了CD83和CCR7的表達；在成熟過程中，DCs失去了它們有效攝取和加工抗原的能力,取而代之的是遷移能力的增加，使得它們能夠有效的遷移至引流淋巴結M;另外，與iDCs相比，mDCs具有不同的細胞因子和生長因子表達譜(，5,71o如活化的DCs產生TNFaJL-1JL-6JL-7JL-12JL-15,也產生巨噬細胞炎癥蛋白，其中最具有代表性的是產生1L-12的能力，

14、來應答外界環境的刺激Wo外源性抗原經胞飲作用進入細胞后，由胞內溶酶體進行加工，并與MHC-n類分子結合成MHC-II-肽復合物，遞呈于細胞表面，而內源性抗原則在蛋白酶體的加工下與MHC-I類分子結合,遞呈于細胞表面。外來抗原可以在胞內經交叉遞呈作用以mhcI-肽復合物的形式經MHC-I類分子途徑遞呈于細胞表面3：。最新研究顯示，DCs的抗原遞呈能力與人的年齡具有相關性'。這種相關性極有可能在將來解釋為什么有些疾病與人的年齡有關。DCs活化的結果之一是增加了移動性，使它們可以順利的遷移到淋巴組織,在遷移過程中，趨化因子發揮了重要作用。iDCs與許多炎癥刺激誘導產生的CC和CXC趨化因子發

15、生應答反應，每一個iDCs群都展示有獨特的炎癥趨化因子受體譜。這種趨化因子梯度調控可能是DCs遷移的一種重要機制，為遷移機制的研究提供了依據為。除趨化因子外,DCs本身黏附分子的表達也發生變化。如E鈣粘索、粘附分子、連接黏附分子-KJAM-1)等都影響DCs從外周組織向引流淋巴結的遷移及在引流淋巴結的粘連I22，'oDCs細胞一旦遷移到區域淋巴結，其表面的MHC復合物分子就與未活化T細胞進行相互識別。在T細胞的活化過程中，三組不同的信號對于T細胞的活化是必須的。信號1為DCs表面MHC-I-肽復合物與T細胞表面TCR相互作用,也稱為抗原特異性信號；信號2為DCs表面表達的共刺激分子CD

16、80或CD86與T細胞表面CD28的相互作用，稱為共刺激信號，CD54、CD102與CD252(OX40)與T細胞表面相對應分子的相互作用對信號2也作出一定的貢獻;信號1與信號2的聯合導致未成熟的T細胞的活化與增殖。而信號3則決定了T細胞的分化方向，包括相關的細胞因子和DCs與其他細胞的相互作用，2<24',肥大細胞與NKT細胞都可以通過調控DCs來影響TM與Th2的平衡"。有研究顯示，轉錄因子對于T細胞的分化也是至關重要的涮o2.2DCs誘導免疫耐受機制DCs除了能夠誘導淋巴細胞的免疫活化外，在免疫耐受功能中也發揮重要作用.功。最新研究顯示DCs在中心淋巴組織和外周組

17、織誘導抗原特異性不應答和耐受130-3，1o許多mDCs特性(包括共刺激分子的表達)的半成熟的髓質DCs,產生促炎癥細胞因子的水平明顯降低，并能啟動Treg的分化，引起免疫耐受)。另外，表型成熟的DCs不僅誘導免疫應答，也同樣能夠誘導免疫耐受。如從皮式小結、肺或眼的前房中分離的DCs,具有成熟的表型，分泌IL-10,具有誘導Treg的功能已有研究證實人類單核細胞來源的DCs可表達口引噪胺2,3雙加氧酶(ID0)，抑制T細胞增殖,并誘導T細胞死亡】。在iDCs或mDCs中都發現了ID0調節的抑制活性。大量的IDO-DCs在腫瘤淋巴結中被發現并參與腫瘤細胞的免疫逃逸叫。DCs的STAT3活性也對抗

18、原特異性T細胞耐受的誘導至關重要。STAT3在DCs暴露與IL-10或其他腫瘤生長因子環境下，通過酪胺酸磷酸化被活化，并在DCs中強烈表達。活化的STAT3可導致抗原特異性T細胞應答的損壞圮o研究顯示DCs激活的Th2型T細胞可以通過分泌1L-4和IL-13加速乳腺腫瘤的發育【勾。3DCs疫苗存在的問題與前景展望存在的問題3.1.1 DCs誘導的免疫耐受綜上研究所述，不同亞型的DCs在發育的不同階段對免疫應答的發展起著截然相反的作用。在DCs疫苗的應用過程中，需要根據不同目的選擇不同亞型、不同狀態的DCs,才可能達到預期的效果。所以，如何進一步了解不同亞型DCs的功能以及DCs在腫瘤發生發展過

19、程中是否發揮積極或消極作用的免疫機制，可有助于我們真正利用好它們的功能來達到治愈腫瘤的目的。研究顯示,DCs疫苗與其他抗腫瘤藥物的聯合應用在促進抗腫瘤免疫應答過程中起到了積極的作用。例如CTLA4占據T活化位點抑制T細胞活化,CTLA4抑制通路的阻斷可以有效的提高抗腫瘤疫苗的有效性5】。通過調節Treg細胞的活化功能，并應用抗腫瘤DCs疫苗，以及抗腫瘤DCs疫苗與化療藥物的聯合應用都起到了提高腫瘤疫苗治療效率的作用C3.1.2抗原負載抗原負載也是影響DCs治療腫瘤效果的關鍵因素。可以被DCs負載傳送的抗原主要包括以下幾類:MHC限制性肽、蛋白、DNA和RNA、病毒載體、腫瘤裂解液，以及DCs-

20、腫瘤的細胞融合。DCs負載抗原對于免疫應答的產生至關重要。雖然在抗原類型上有多種選擇，但是各種選擇都有一定的缺點。蛋白質和肽類抗原所誘導的免疫應答有限，并有可能被宿主腫瘤細胞通過免疫逃逸機制逃避，也可能誘導的免疫應答不足以清除腫瘤細胞;DNA或RNA容易引發自身免疫反應;病毒載體可能致使自身免疫系統對其進行細胞免疫和體液免疫,破壞DCs疫苗作用;腫瘤裂解物和DCs-腫瘤融合則需要一定量:的癌癥患者體內腫瘤細胞，腫瘤細胞來源很難獲得所需的量。同時,DCs與腫瘤融合效率也是制約其作用的-個問題。因此，在抗原負載方面存在的這些問題目前亟待解決。3.1.3接種策略在DCs負載抗原之后，需要考慮有效的D

21、Cs傳遞方式。目前臨床上，皮下注射、皮內注射、靜脈注射和淋巴結注射是主要的傳遞方式，四種方式各具特點，也各有缺陷。淋巴結內注射方式可免去DCs負載的疫苗遷移到淋巴結的需要，并且只需要依靠它們剌激T細胞的能力。靜脈注射導致DCs在肺、肝、脾臟和骨髓中的積累，而不是在淋巴結和腫瘤位點。因此，治療策略的改變也是治愈腫瘤的重要手段之一。3.2前景展望目前,隨著對DCs研究的不斷深入，越來越多的DCs疫苗在動物實驗中取得成功，并在臨床研究中展現了可觀的前景。DCs疫苗在治療黑色素瘤、淋巴痛、骨髓瘤、前列腺癌、腎癌、肝癌、小兒固體瘤、膀胱癌等方而都取得了一定的進展。臨床試驗的患者中，部分產生的完全的或部分

22、的免疫應答，也延長了一部分人的臨床存活時間，這對DCs疫苗的開發都發揮著積極的作用。隨著DCs疫苗與其他抗癌藥物聯合應用策略的不斷改進，以及DCs疫苗的不斷完善，應用DCs疫苗治愈癌癥將不再是奢望。參考文獻I;SteinmanRM,CohnZA.Identificationofanovelcelltypeinperipherallymphoidorgansofmice,I.Morphology,qirnntitalion,tisMurdistributionJ.TheJournalofexperimentalmedicine,1973.137：1142-1162.2SteinmanRM,Coh

23、nZA.Identificationofanovelcelltypeinperipherallymphoidorgansofmice.II.FunctionalpropertiesinvitroJTheJournalofcxpcrimcnUilmedicine.1974.139：380-397.3ShurinMR.NaidilchH,ZhongH,ctaLRcgulalorydendriticcells：newtargetsfnrcancerimmunotherapyJ.Cancrrbiology&iherapy.2011JI：988-992.4HammrrtromAE,CauleyD

24、H.AtkinsonBJ.ela).Cancerimmunotherapy:wpulcucrl-TandbeyondJ.Pharmacothrrapy,201),31：813-828.:5McllmanI.CoukosG.DranofTC.CancerimmunotherapycomesofagrJ.Naturev2011,480：480489.6WeiJ.XiaS,SunH,ctal.Criticalroleofdendriticcell-derivedIL-27inantitumorimmunitythroughregulatingtherecmitmcntandactivationofN

25、KandNKTcelbJ.Journalofimmunolofo*2013.191：500-508.7MunichS,Sobo-VujanovicAtBuchscrWJ,etal.DendriticcellexowmesdirectlykilltumorcellsandactivatenaturalkillercellsviaTNFsupcrfamilyiigancintJ.Oncoimmunology,2012V1：1074-1083.(8KalbML.GlaserA,SuryG.etal.TRAIL()humanpla»mac)loiddendriticcellskilltumo

26、rcellsinvitro：mechani»m»ofuniquimod-andIENalphamc<li*tedantitumorreactivityJ：.Journalofimmunology,20l2J88：l583*l59l.9KeichardtVL,BrowuutP,KanzLDendriticcelhinvaccinationtherapiesofhumanmalignantdiwawJ.Bloodreviews,2(X)4,18：235-243.10BanchereauJ,BriereF.CauxC,etal.Immunobiology-ofdendrit

27、iccellsJJ.Annualreviewofimmunology*2000,18：767-8lI.*11LeeHK.IwasakiA.Innatecontrolofadaptiveimmunity:dendriticcellsandbeyond(JJ.Seminar*inimmunology,2007J9：48-55.12ToebakMJ,GibbsS,BmynxeelDP,etal.Dendriticcells：biologyofthekinJ.Contactdermatitis,2009,60：2-20.13：NunezR.Aiwewmentofsurfacemarker*andfun

28、clionalityofdendriticcells(DCs)JCurrentprotocolsincytometry.Chapter9.Unit9.17.1-15.14：LaptevaN.Enhancedmigrationofhumandendriticcellsexpressingindue*ibleCD40|J.Methodsinmolecularbiolyy.2010,651：79-87.15HopkirwRA.ConnollyJE.Thespecializedrole$ofimmatureandmaturedendriticcellsinantigencro«s-pre&#

29、171;cntalionJ.immunologicresearch,2012.53:91-107.16 XingF.WangJ.HuM,etal.CompariMMiofimmiilurran<lmaturrbonemanowderiveddendriticcellsbyatomicforcemicroscopyJ.Nanoscakresearchletters.2011,6：455-463.17 WangKL,GuoL,ShiKF,etal.Bioimmunologicalcharacteristicsofma-turrorimmalurvmurinedendriticcells

30、9;J.Zhonhuayixuezaxhi,2011,91：32253228.18.SatthapomS,EreminO.Dendriticcells(I):BiokigirjdfumlionsfJ.JournaloftheRoyalCollegeofSurgeonsofEdinburgh,2001,46：9-l9.I19JoffreOP.SeguraE.SavinaA,etal.Cn»s-presentationbydendriticcellsJJ.Naturereviews.Immunology,2012.12:557-569.20WongC.GoldsteinDR.Impact

31、"皿ngonantigenpresentationcellfurM'tionofdendriticcells(J).Currentopinioninimmunology,2013,25:535-541.:211KahclonKA.LinCL,SuriRM,etal.Anendothelialcell-derivedchefnotac-lic(actorpromotestranftcndothclialmigrationofhumandendriticcelhJ.TransplanUticxiproc4rcdingst1997,29：1121-1122.22MaddalunoL

32、,VcrbruggcSE,MartinoliC,etal.TheadhesionmoleculeLIregulatestranscndothclialmigrationandtraffickingofdendrilicccIImJ.TheJournalofexperimentalmedicine.2009.206:623-635.*23JakobT,EckyMC.RegulationofE-cadhcrin-ntcdialcdadhesioninLangerhanscelblikedendriticcelhbyinflammatorymediatorsthatmobilizeLander-ha

33、nscellsinvivoJ.Journalofimmunology.1998,160：4067-4073.24 KalinskiP,Wicckow&kiE,MuthuswamyRveta).Generationof9ta!>leThl/CTL-,Th2-,andTh17-inducinghumandendriticcellsJ).Methodsinmolecularbiology,2010,595:117-133,OnoeK,YanagawaY,MiruuniK.etal.ThlorTh2balanceregulatedbyinteractionbetweendendritic

34、cellsandNKTcellsJ.Immunologicre-fh2007.38:319-332.25 BcUBD,Kitajima,M,Larson,R.P,etaLThetranscriptionfactorSTAT5iscriticalindendriticcellsforthedevelopmentofTII2bulrxitTHIrcspon-gJ.Natureimmunology,20I3J4：364-37l.26 IaiUeMB.SchulerG.Immature,semi-rndtureandfullymaturrdendriticcells：whichsignahinducr

35、toleranceorimmunityJ.Trrndsinimmunolo-2002.23:445*49.：28ChungCY,YsebacrtD,BrmcmanZN,etal.Dendriticcells：cellularmediatorsforimmunologicaltoleranceJ.Clinical&developmentalimmunokAgy,2013,972865-972872.29IBroggiA.ZanoniI,CmnucciF.MigratoryconvcnUonaldendriticcellsintheinductionofperipheralT-celltoleranceJ.Journalofleukocytebiolegy,2013,94(4).30HadeibaH,ButcherEC.Thymus-homingdendriticcellsincentra!toleranceJ.Europeanjournalofimmunology,2013,43