树突状细胞在肿瘤免疫治疗中的研究进展

吴国庆， 朱媛媛， 郭丽娟， 杨 森

(1.四川省遂宁市中心医院口腔颌面外科， 四川 遂宁 6290002.遵义医科大学口腔医学院口腔颌面外科， 贵州 遵义 563000)

1 树突状细胞的来源及功能特点

树突状细胞在1973年首次被发现，以其表面具有树枝状突起而得名。至今尚未发现理想的特异性分子标志，主要通过形态学；经组合型细胞表面标志及在混合淋巴细胞反应中的特征进行鉴别。该细胞源自骨髓CD34+造血干细胞，在骨髓中，造血干细胞产生共同的髓系及淋巴系前体，最后分别经刺激分化为经典DC(CDC)和浆细胞样DC(PDC)[1],分化的CDC最初是不成熟的，其在人体内多以未成熟状态存在，需要信号刺激才得以成熟。树突状细胞遍布机体各个器官及组织，且因分布的部位不同而命名有所不同，其表型及作用也不相同。

DC在已知的抗原提呈细胞中，功能最强，主要参与抗原的处理；同时兼顾免疫监视及吞噬作用，是机体免疫应答的关键细胞，主要负责弥补先天性和适应性免疫之间的差距。未成熟DC抗原吞噬能力极强，当其进入外周组织，通过受体识别病原微生物，后直接摄入抗原，经刺激后分化成熟，其共刺激分子等表达升高，进而诱导机体免疫应答；同时经趋化因子趋化迁移至次级淋巴器官以成熟，在此过程中成熟DC将初始T细胞激活成对应的效应T细胞，同时增强DC抗原提呈能力及迁移能力[2]，从而介导机体免疫反应。而pDC则主要起着免疫监视作用，还可激活相关信号途径，分泌细胞因子进而活化NK细胞和巨噬细胞，进一步发挥直接杀伤及吞噬靶细胞的作用。

2 树突状细胞与肿瘤免疫

免疫疗法即为利用免疫系统来治疗肿瘤，人类肿瘤特异性抗原的分子鉴定使抗原特异性免疫疗法的发展成为可能。除了在体内外扩增自体抗原特异性T细胞以回输到患者体内外，另一种则是通过接种疫苗，提供抗原与佐剂一起在体内激发治疗性T细胞，该方法研究较多。树突状细胞(DC)被称为“自然的佐剂”，在肿瘤免疫治疗中的作用极为关键。目前免疫疗法的研究有肿瘤疫苗、T淋巴细胞功能的改善、免疫检查点阻断剂的发现(ICB)以及使用肿瘤浸润白细胞(TIL)的过继细胞疗法(ACT)等，这些治疗的进行都需要由专业的抗原呈递细胞(APC)提呈肿瘤抗原而启动，而树突状作为功能最强的抗原提呈细胞在其中起着关键作用，在此基础上发现DC可成为促进内源性抗肿瘤反应以促进肿瘤的有效根除的理想工具。研究发现较多荷瘤患者体内DC数量与患者的预后呈正相关，故推测因DC数量下降，以至抗原处理能力减弱，不能有效刺激T细胞的增殖分化，介导对肿瘤细胞的杀伤作用而诱导免疫耐受。树突状细胞在抗肿瘤免疫反应中的主要作用有吞噬死亡肿瘤细胞、捕获呈递肿瘤相关抗原并激活各类T细胞，从而激发一系列免疫反应以杀死肿瘤细胞，即DC为CD4+T和CD8+T细胞介导免疫应答的主要启动子，且DC介导抗肿瘤免疫反应主要经刺激肿瘤特异性CTL和NK细胞来发挥作用。活化的DC可激活NK细胞，活化的NK释放的细胞因子又反过来促使DC的成熟；两者相互作用增强T细胞介导的抗肿瘤免疫；DC还可介导粒细胞依赖性内吞作用，促进肿瘤细胞死亡；分泌趋化因子(Chemotactic Cytokines,CCK)，趋化初始T细胞至肿瘤处，诱导持续的免疫反应；其通过释放抗血管生成物质从而控制肿瘤血供并抑制DC成熟，以抑制肿瘤发展；最后，最新研究发现DC还可直接杀伤肿瘤细胞。综上所述，DC在肿瘤免疫中的作用不可或缺。已知肿瘤的恶性变化主要由于细胞逃避免疫监视，即肿瘤抗原表达水平下降，DC表面各种分子表达的丧失等导致免疫识别能力降低，可引发免疫逃逸。研究发现荷瘤机体中的DCs多处于异常状态，最常见的有成熟障碍，还可见到表型改变及功能异常等，异常状态的DCs不能发挥抗肿瘤免疫反应，所以靶向DC的治疗重点在于完善及增强DC功能，增加其数量及控制肿瘤微环境的免疫抑制。

经过近三十年来的科学实验，目前改善肿瘤DC功能的治疗方法有活化DC以解除肿瘤微环境中的免疫抑制；DC扩增及阻断降低CDC功能的抑制途径[3，4],还有近年来研究较为火热的树突状细胞疫苗。理想的抗肿瘤疫苗应该扩大体内循环中治疗性T细胞的量及其功能的激发[5]；而DC在其中作用非常关键，特别是以DC为基础的肿瘤疫苗，其在体内主要诱导肿瘤特异性免疫，以达到杀伤肿瘤及诱导免疫记忆从而防止肿瘤复发的作用。癌症疫苗的两个关键是成熟的DC及特异性肿瘤抗原。可通过各种方法培养来自具有肿瘤抗原和激活刺激物的患者的体外成熟具有活性的功能正常的DC，然后将其转移回患者体内；其二是寻找特异性的肿瘤抗原。保证肿瘤机体中DC功能的正常行使成为肿瘤免疫治疗的关键，DCs的异常机制研究及DC疫苗的研发是待攻克的难点及热点。DC瘤苗特异性高、杀伤作用强及安全性好，目前已经在多种肿瘤的治疗中展示了巨大潜力。DC疫苗即体外培养成熟DC：将经抗原刺激后成熟的DC回输入体内以发挥抗肿瘤作用，即DC通过不同形式负载抗原后诱导机体产生具有特异性杀伤作用的T淋巴细胞以达到控制肿瘤的作用。目前为止，已有多种DC负载抗原的方式，其中肿瘤抗原和肿瘤细胞裂解物致敏DC是制备DC疫苗最常用的方法，化学融合也较常用；利用病毒载体感染DC或者利用肿瘤抗原的mRNA感染DC以制备疫苗也是目前研究方法，研究发现将肿瘤细胞和DC直接融合以制备疫苗，得到的融合细胞可兼具两者的优点，疫苗免疫原性和特异性都较高，是DC疫苗制备的重要方法。1995年，首个体外MAGE-1脉冲DC被用于黑色素瘤Q4的治疗，到目前为止有数百个基于DC的抗肿瘤治疗临床的试验已经完成或正在进行[3]。随着研究的发展，近些年来又出现了许多DC疫苗，但仍存在较大的局限性：研究发现肿瘤微环境可发生免疫抑制[6]；诱导DC靶向淋巴结引流的能力不足；缺乏可靠的预后生物标志物；TAA特异性T细胞对肿瘤细胞的亲和力较低等[7]，虽然DC疫苗仍然是一个具有较大潜力的治疗方法，但在很大程度上仍不成功，肿瘤介导的免疫抑制和常用单核细胞来源的树突状细胞(MODC)的功能限制是DC疫苗发展的两大障碍。为了克服该缺陷，随之研究发现DC衍生的外显体(DCexos作为惰性囊泡对肿瘤介导的免疫抑制具有抵抗力,故作为无细胞治疗剂受到了广泛关注[7]，研究已经证明其可将癌细胞转化为更具免疫原性的靶点。外显体为直径约30～150nm的惰性膜小泡，在胞间通讯和物质转移中发挥重要作用[8,9]。树突状细胞在内体隔室中处理外源性抗原，可以与质膜融合释放外体(DCexos)。DCexos表达MHC-I类，Ⅱ类分子及共刺激分子，并已被证明能激发抗原特异性CD8+T细胞[10,11]以进一步促进抗肿瘤免疫反应。作为惰性囊泡，DCexos对肿瘤或肿瘤微环境(TME)更具免疫调节能力，在体内的半衰期更长，与DC相比可储存时间更长。由于其抗肿瘤免疫抑制能力较强；生物利用度较高；稳定性好，遂DCexos作为无细胞治疗性疫苗成为一种极具潜力的新型药物，其T细胞依赖性和MHC限制性方面都较优于DC，在研究中还观察到抗免疫抑制[12]。DCexos在相关临床试验中都表现出较好的安全性及良好的耐受性，且实验表明可能诱导NK效应。目前的DCexo研究主要集中在传统DC(CDC)中的肽或蛋白质负载DCexo[13]，急需新的方法进一步深入研究以产生能够在体内启动CD8+T细胞的DCexo，并阐明其在产生抗肿瘤免疫功能中的潜在机制。带有DCexos的疫苗可能代表了一种新型的基于DC的疫苗，可以克服肿瘤介导的免疫抑制[8],可作为癌症疫苗进行重点研究，同时来自其他细胞如巨噬细胞、NK细胞及T细胞等的外显子也进行了肿瘤疫苗的研究[14],这些都将成为肿瘤免疫治疗的潜在力量，但该免疫疗法在临床试验显示益处有限，有局限性，未能产生抗原特异性T细胞反应，需更加深入的研究，进一步对外显体进行改造将是研究的继续。截至目前为止，尽管基于树突状细胞疫苗的免疫研究已经或正在进行，其安全性及免疫原性得到了很好的证实，但是方法仍有待优化，目前临床试验最常用的方法依然是用离体生成的单核细胞衍生的DC，尚不清楚哪个原发性DC亚群是用作佐剂或疫苗接种靶标的最佳亚群；且该来源的DC与体内存在的稳态DC亚群性能等仍不可比；该来源尚不能保证临床用量需求；基于DC的另一种形式的过继免疫疗法是从原发肿瘤引流淋巴结的组织中培养获得的自体活化的杀伤性T细胞和DC(AKT-DC)的疗法，该方法在肺癌研究中得到了证实，有望在其他肿瘤中展开研究；.除此之外，关于DC接种的最佳数量、时间、剂量甚至注射途径等仍然还未明确。在该方面的研究还有较长的路需要走。近来正在探索的一种策略为从人多能干细胞(hPSCs)中分化DC，其具有大规模生产的潜力且有质量保证。关于DC疫苗，目前正在努力提高其免疫原性、有效性及广泛应用的能力，相信在不久的未来将得到广泛应用[15]。

3 结 语

随着免疫治疗逐渐取得一些成功案例，可以看到其在对抗肿瘤转移和复发方面皆具有巨大潜力，有成为肿瘤主要治疗方法的潜力，特别是有关DC的治疗研究使得DC疫苗成为热点，虽已在很多肿瘤的治疗中取得一定的疗效，但是疫苗迄今为止显示出较为有限的疗效。可能的原因是肿瘤的免疫抑制微环境阻断T细胞的浸润、存活或效应功能；也可能是DC疫苗不能产生最佳T细胞反应及过度依赖于表达的组织特异性抗原，目前仍存在肿瘤免疫逃逸：如肿瘤抗原表达异常不能被DC有效识别；MHC表达异常，不能有效地被肿瘤杀伤T细胞识别等都将是肿瘤转移的原因[13]，这些都会妨碍其最佳作用的发挥，仍需要更进一步的研究克服。除了基于DC的免疫疗法，其他的免疫相关疗法也得到了快速发展,即使研究硕果累累，但是研究发现单纯的免疫疗法或者传统治疗并不能取得较好的临床疗效，反观多种治疗方法联合研究取得了较明显的成果：如DC疫苗联合放疗；且基于目前临床前证据表明化疗和疫苗接种之间也可能存在协同作用，联合治疗将成为未来研究的重要方向之一。目前癌症疫苗开发的最新进展之一是能够产生具有患者特异性新抗原的疫苗，其安全性较好，能够诱导强烈的全身T细胞反应；在早期临床试验中已经取得较为可观的实验结果，但费用昂贵，技术上仍存在难点，需要进一步的深入研究。遂未来的关注点应在新型免疫疗法的开发、免疫疗法与传统治疗的联合的研究；肿瘤相关DC在抗肿瘤免疫反应中的作用渐渐被认为是可靶向的，尽管靶向DC的单药治疗收效甚微，但与其他疗法联合使用的新型免疫疗法是极具潜力的研究途径。鉴于肿瘤与免疫系统之间相互作用的复杂性，需要进一步研究以充分了解肿瘤免疫微环境作为一个整体的作用，以进一步开发有效的治疗方法。