西妥昔单抗联合NK-DC在肿瘤治疗中的研究进展

戚 宁，黄孙卉，张艳桥,*

0 引言

西妥昔单抗(Cetuximab)作为血管内皮生长因子(EGFR)的单克隆抗体，2004年2月已被FDA批准，单用或联合伊立替康可用于治疗转移性结直肠癌。2006年3月，该药又获得批准可用于治疗恶性头颈部肿瘤。研究已证实其单药或与放、化疗联合治疗均可提高患者的术后生存期，并已广泛用于头颈部肿瘤[1]、结直肠癌[2]、胃癌[3]、乳腺癌[4]、卵巢癌[5-6]等癌症的治疗。近期关于其对重要的抗肿瘤成分—自然杀伤细胞-树突细胞(NK-DC)之间的影响成为研究热点。并已在头颈部肿瘤、结直肠癌中得到证实：西妥昔单抗加强了NK-DC的活性，增加了细胞毒性T细胞(CTL)的免疫应答，增加了相关细胞因子—干扰素-γ(IFN-γ)等的释放及辅助性T细胞I型(Th1)的产生和活化。本文将就西妥昔单抗的抗肿瘤作用，NK-DC在抗肿瘤中的重要作用，及西妥昔单抗如何通过活化NK-DC，从而进一步激活机体的抗肿瘤免疫应答进行系统综述[7]。

1 西妥昔单抗的抗肿瘤免疫效应

西妥昔单抗是抗血管内皮生长因子受体(EGFR)的免疫球蛋白GI型(IgGI)人鼠嵌合抗体。与EGFR结合后，促进了抗体介导的受体二聚化和内化作用，阻止了肿瘤细胞信号通路的传导，促使肿瘤细胞凋亡。其直接的抗肿瘤效应包括：①通过调节P27KIPI诱导了G1期细胞停滞；②通过激活caspase 8和bax促凋亡分子促进细胞凋亡；③通过减少血管内皮生长因子(VEGF)等生长因子的产生，抑制肿瘤生长；④通过抑制金属蛋白酶，抑制了肿瘤细胞的浸润与生长[8]。除了直接的抑癌作用，近期研究表明，其对抗肿瘤细胞免疫同样起着重要的作用。西妥昔单抗通过特异性的Fc段有效地与NK细胞的FcγRⅢa结合,通过介导ADCC发挥抗肿瘤免疫效应；激活CD8+CTL及增加IFN-γ等因子的释放；激发Th1介导的细胞免疫抗肿瘤应答，从而极大程度增加了抗肿瘤效应[7-9]。由于西妥昔单抗的多效抗肿瘤作用，目前已经广泛应用于结直肠癌的一、二、三线治疗，并与伊立替康联用，用于治疗伊立替康单药治疗效果差的转移性结直肠癌[10]，联合贝伐单抗治疗脑胶质瘤[11]，联合卡铂治疗乳腺癌[12]，联合拓扑替康治疗子宫颈癌[13]。此外，在胰腺癌[14]、食管癌[15]，非小细胞肺癌[16]等癌症的治疗中也发挥了强大的抗癌作用。并且由于放射治疗本身可以使EGFR活化，使肿瘤细胞克隆的群体化增加，从而增强了肿瘤细胞的放射抗拒性，因此抗EGFR制剂—西妥昔单抗，对肿瘤的放疗也起着明显的增敏作用，与放疗联合治疗极大程度地延长了患者的生存期，提高了肿瘤的局部控制率[17]。综上，西妥昔单抗无论是单药靶向治疗，亦或与化疗、放疗联合使用均发挥了强大的抗肿瘤效应，成为目前重要的抗肿瘤药物之一。

2 NK-DC的抗肿瘤免疫效应

2.1 NK细胞的生物学效应 自然杀伤细胞(NK)来源于骨髓淋巴样干细胞。由于其不受主要组织相容复合体(MHC)的限制性，无需抗原预先致敏，即可直接杀伤肿瘤细胞及病毒感染细胞，因此在机体抗肿瘤的免疫应答中具有重要作用[18]。生理情况下，其表面的抑制性受体—杀伤细胞免疫球蛋白受体(KIR)和杀伤细胞凝集素样受体(KLR)占主导作用。但在病理状况下，抑制性受体下调，活化性受体—细胞毒性受体NCR(NKG2D)发挥主导作用，其与结肠癌、胃癌等上皮肿瘤表面的MHC-I类分子结合，发挥杀伤作用[19]。NK细胞也可通过其表面表达的Fc受体(FcγRⅢ)，介导ADCC作用杀伤肿瘤细胞等靶细胞[20]。近期在头颈部肿瘤及结直肠癌的体外实验中表明，FcγRⅢa158等位基因的不同可影响NK细胞的杀伤活性，并且结果显示，FcγRⅢa158VV使NK细胞产生了更多的细胞因子，比FcγRⅢa158VF和FF发挥了更强大的抗肿瘤作用[21]。

2.2 树突细胞的生物学效应 树突细胞(DC)作为体内最重要的抗原提呈细胞，能显著刺激初始 T细胞(native T cells),是机体适应性T细胞免疫应答的启动者，在适应性T细胞免疫应答的诱导中具有独特的地位。除了通过表面的Toll样受体(TLR)，敏感识别病原微生物，释放大量的白介素-12(IL-12)和干扰素-α(INF-α)等细胞因子参与固有免疫外,DC还通过其表面表达的MHC-Ⅰ类和MHC-Ⅱ类分子，与抗原肽结合介导了强大的抗原摄取和提呈作用[22]。成熟的DC(mDC)上调MHC、共刺激分子(CD80、CD86)等的表达，由外周组织通过输入淋巴管和血液循环进入次级淋巴器官，激发适应性T细胞免疫应答。因此，DC被视为连接固有免疫应答和适应性免疫应答的“桥梁”[23]。

2.3 NK-DC之间的相互作用及对抗肿瘤免疫的影响 近年来已有研究证实，NK细胞和DC细胞之间以正反馈的形式相互作用，从而增加了彼此的活性。DC通过抗原提呈作用，通过抗原肽-MHC-Ⅰ类分子复合体激活了CD8+细胞毒性T细胞(CD8+CTL)。CTL通过释放穿孔素/颗粒酶、Fas/FasL、TNF-α/TNFR-I等途径对靶细胞展开强大的杀伤作用。同时通过抗原肽-MHC-Ⅱ类分子复合体及其表面的粘附分子为CD4+T细胞提供了活化信号，激活了CD4+T细胞介导的适应性免疫应答[24]。此外mDC还以通过分泌白细胞介素-12(IL-12)和白细胞介素-18(IL-18)等细胞因子为NK的活化提供了刺激信号，与抗原一起对NK进行共同刺激，激活了NK细胞，展开NK-DC的放大反馈刺激效应。报道显示，DC与NK表面存在相同的模式识别受体(TLR3、TLR9)。在IL-12的作用下，活化的NK细胞可以杀伤对抗原无反应性的DC(iDC)，并有利于募集对抗原有反应性的成熟DC(mDC)，增强抗原提呈效率，诱导mDC释放TNF-α、IFN-γ、IL-12等细胞因子，进一步增强对CD8+T细胞应答的诱导，激发更有效的CTL应答，及上调趋化因子受体7(CCR7)，促进DC进入淋巴结从而发挥Th1的极化等作用；在IL-18的作用下，活化的NK是一种辅助性NK，其分泌大量IFN-γ及上调CCR7募集DC进入淋巴结中，并且增加了Th1细胞的极化[25]。此外，NK细胞可以裂解肿瘤细胞,释放的细胞碎片经DC吞噬处理,增强了内源性抗原的交叉提呈作用。有报道显示，活化的NK同样表达MHC-Ⅱ类分子及CD80、CD86等T细胞活化的刺激分子，此类NK细胞不但对抗原起杀伤作用，而且具有同DC类似的抗原提呈作用，从而活化CD4+T细胞及CD8+T细胞，发挥强大的免疫作用[26]。

3 西妥昔单抗对NK-DC通路的影响

ADCC在抗肿瘤免疫中发挥着重要的作用，西妥昔单抗不但通过直接阻断致瘤信号来抑制肿瘤的生长，而且作为独特的IgG1型抗体，通过介导强大的ADCC作用，有效控制了肿瘤的生长及转移。相关实验结果显示，西妥昔单抗(IgG1)与帕尼单抗(IgG2)虽然同为EGFR的单克隆抗体，但仅前者加强了NK细胞的活化水平，提示西妥昔单抗在介导抗肿瘤细胞免疫中的重要作用[9-27]。其主要的作用机制为：通过IgG1的Fab段特异性地与靶细胞表面的EGFR结合，并通过其Fc段非特异性地与NK细胞表面的FcγR结合，这一作用极大地促进了NK细胞的活化，裂解细胞并产生肿瘤细胞碎片及肿瘤细胞抗原(TA)，形成TA-mAb复合物。DC细胞作为机体最重要的抗原提呈细胞，发挥吞噬及提呈作用，由iDC进行吞噬，由mDC提呈给抗原特异性的T细胞。mDC通过释放IL-12等细胞因子进一步活化NK细胞。此外，在单抗激发的ADCC作用中，抗体活化的NK细胞可通过释放IFN-γ等细胞因子从而进一步诱导DC的成熟[9-28]。近期研究证实，IgG1型单克隆抗体增加了NK细胞的活化表型CD25、CD69、NKp44、NKp30、CD40配体，同时增加DC的活化表型HLA-DR、CD86、和CD83，上调抗原提呈成分(AMP)，有效促进抗原呈递。此外在神经胶质瘤、头颈部肿瘤及结直肠癌的相关研究中，均证实其通过NK-DC的放大反馈效应，产生了ADCC作用，激发了强大的CTL抗肿瘤效应，增加了CD4+T细胞，调动了机体的固有免疫及适应性免疫应答，有利于为临床治疗肿瘤提供靶点[29](图1)。

图1 西妥昔单抗(mAb)与肿瘤EGFR结合联合NK-DC的作用机制

4 西妥昔单抗联合NK-DC在癌症治疗中的展望

目前，癌症仍然是严重威胁人类健康的恶性疾病之一。且随着人们的生活和饮食方式的不断改变，生活环境中各种因素的影响，其发病率及死亡率均不断上升。对于癌症的传统治疗手段包括手术和放化疗，但对诸如结直肠癌、头颈部肿瘤患者的生存期均无太大改善。目前分子靶向治疗成为研究热点。大量研究显示，EGFR在多种恶性肿瘤中高表达，包括肝癌、肺癌、结肠癌、乳腺癌、胃癌、前列腺癌、头颈部癌等。例如在头颈部鳞癌(HNSCC)患者中，90%以上EGFR表达阳性[7]，70%～90%的结直肠癌患者，肿瘤组织存在EGFR高表达[30]，EGFR在肝癌组织中的表达率也高达68%[31]。EGFR的高表达现象常预示肿瘤细胞增殖快、转移快、对放疗不敏感等，严重影响肿瘤治疗效果，进而使患者预后差，生存期缩短。西妥昔单抗在癌症的治疗中取得了良好疗效。例如在结直肠癌的治疗中，其有效延长了结直肠癌患者的生存期，单药缓解率为10%，与放化疗联合有效率可增至20%[17-32]。由于其分子结构的特异性及对机体免疫应答的调节[33]，我们设想将其与调节机体抗肿瘤免疫的重要成分NK-DC联合起来，对癌症患者进行过继性免疫治疗，不但可以通过检测癌症患者EGFR的表达水平进行针对性的靶向治疗，还可以通过有效地体外扩增患者的外周血NK细胞(可以与西妥昔单抗Fc段特异性结合的FcγRⅢa阳性的NK细胞)，并通过NK-DC的相互作用，增加活化的NK-DC数量，对患者进行细胞再回输等免疫治疗，发挥更加强大的细胞免疫抗肿瘤作用，从而进一步有效地提高癌症的治疗效率，这也将为临床治疗癌症翻开崭新的一页。

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