樹突狀細胞亞群與腫瘤免疫治療

田　豐，周　凱(綜述)，王龍信(審校)

(1.解放軍第二一○醫(yī)院泌尿外科，遼寧 大連 116023； 2.南京軍區(qū)南京總醫(yī)院泌尿外科，南京 210002)

?

腫瘤醫(yī)學

樹突狀細胞亞群與腫瘤免疫治療

田豐1※，周凱2(綜述)，王龍信2(審校)

(1.解放軍第二一○醫(yī)院泌尿外科，遼寧 大連 116023； 2.南京軍區(qū)南京總醫(yī)院泌尿外科，南京 210002)

摘要：樹突狀細胞(DC)在誘導(dǎo)和調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)中起關(guān)鍵作用，包括激活消除腫瘤細胞的細胞毒性T淋巴細胞。以DC為基礎(chǔ)的腫瘤疫苗能夠被機體耐受、很少有不良反應(yīng)，同時又能誘導(dǎo)抗腫瘤的免疫反應(yīng)，但是其效果有限。研究表明，DC具有多種表型，CD141+DC在抗腫瘤反應(yīng)中扮演著重要的角色。這成為DC疫苗在體內(nèi)應(yīng)用發(fā)展的新方向。對不同DC亞群特殊功能的深入了解，以及對腫瘤抗原負載新方法的研究，為設(shè)計出更有效的DC腫瘤疫苗指出了一條更有希望的道路。

關(guān)鍵詞：樹突狀細胞；亞群；疫苗；腫瘤；免疫治療

樹突狀細胞(dendritic cell,DC)在發(fā)動和保持免疫反應(yīng)中起關(guān)鍵作用。自從Steinman和Cohn[1]在40年前發(fā)現(xiàn)DC，并鑒定出它們是T細胞發(fā)動的免疫反應(yīng)的重要介導(dǎo)者之后，在腫瘤免疫治療中應(yīng)用DC即成為了熱點。DC已經(jīng)被用來免疫腫瘤患者有近20年的歷史[2]。到目前為止，多數(shù)DC疫苗是從患者體內(nèi)分離出的DC或DC的單核細胞前體在體外負載腫瘤抗原，然后回輸給患者。DC從注射部位遷移到引流的淋巴結(jié)，這些DC有些是初始的DC，有些是被激活的能誘導(dǎo)出腫瘤特異性T細胞來消滅腫瘤的DC?，F(xiàn)階段，大多數(shù)的實驗是針對傳統(tǒng)治療方法無效的晚期腫瘤患者小隊列的Ⅰ期臨床研究。這些實驗反映出這種方法有以下特點：①在很多惡性腫瘤中是可行的；②有很好的耐受性及很小的毒性；③在很多患者中能誘導(dǎo)出腫瘤特異性的免疫反應(yīng)。然而早期的DC治療臨床效果有限，但是最近對DC生物學進一步的了解，以及從臨床試驗獲得的新知識，為提高臨床效果提供了新策略。將不同DC亞群能誘導(dǎo)出特異性免疫反應(yīng)的獨特能力與克服腫瘤介導(dǎo)的免疫抑制的方法相結(jié)合,已經(jīng)成為DC疫苗發(fā)展的新的關(guān)鍵策略?，F(xiàn)就DC亞群與腫瘤免疫治療的研究進展予以綜述。

1DC細胞亞群與抗腫瘤免疫

認識DC網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性對設(shè)計新型DC疫苗十分重要。人和小鼠DC存在很多亞群，它們在分布、表型和功能上各不相同[3]。DC大體可以廣義地分為傳統(tǒng)DC(conventional DC，cDC)、漿細胞樣DC(plasmacytoid DC，pDC)和單核細胞演化的炎癥性DC(inammatory monocyte-derived DC，MoDC)。cDC又可進一步根據(jù)位置分為淋巴器官內(nèi)和遷移性DC。淋巴器官內(nèi)DC直接從血液、淋巴或其他DC捕獲抗原。而遷移性DC駐留于肺、皮膚、消化道內(nèi)來捕獲抗原，然后再遷移至淋巴組織向T細胞直接提呈抗原或與淋巴器官內(nèi)DC共同分享抗原[3]。在這兩個部位，cDC都能進一步被分為具有重要特殊功能的多種亞群。

目前有明確的證據(jù)表明在小鼠中淋巴器官內(nèi)CD8+cDC亞群及與其相關(guān)的遷移性CD103+cDC能激活初始CD8+T細胞來清除腫瘤[4-5]。在這些模型中，腫瘤的消退同時也依靠Ⅰ型干擾素及CD8+DC在腫瘤部位的聚集[4-5]。在人中，與小鼠淋巴器官內(nèi)CD8+/遷移性CD103+DC相對應(yīng)的是CD141+(BDCA-3)DC亞群，存在于淋巴器官及周圍組織中[6-7]。這種DC擅長于交叉提呈細胞抗原，大量激活腫瘤反應(yīng)性CD8+T 細胞。人CD141+DC和小鼠CD8+/CD103+DC亞群都表達相同的XC趨化因子受體1(XC chemokine receptor 1，XCR1)，nectin樣分子2(nectin-like molecule 2,Necl 2)，Necl2/CADM1,這些分子對CTL激活劑Toll樣受體3(Toll-like receptor 3,TLR-3)有重要作用[3,7]。特別需要指出的是，在人CD141+DC和小鼠CD8+/CD103+DC都表達C型外源性凝集素(C-type lectin,CLR)-CLEC9A,而這些分子能識別死亡細胞暴露的肌絲，同時再介導(dǎo)死亡細胞抗原的交叉提呈[8-9]。這些發(fā)現(xiàn)為應(yīng)用人CD141+DC進行免疫治療提供了強有力的理論依據(jù)。

小鼠CD8+/人CD141+DC亞群在腫瘤免疫治療中起重要作用，而其他DC亞群也不能被忽視。有證據(jù)表明，人CD141+DC和小鼠CD8+DC并不是具有交叉提呈功能的唯一DC亞群[10]。在腫瘤免疫反應(yīng)中能專門誘導(dǎo)CD4+T細胞反應(yīng)的DC亞群也是需要十分重視的[11]。小鼠CD11b+DC亞群在這方面是十分有效的[3]，但是在與其對應(yīng)的人CD1c+cDC上還沒有發(fā)現(xiàn)相似的作用。pDC的出現(xiàn)則通常預(yù)示著預(yù)后不良及腫瘤的耐受[12]。然而，最近發(fā)現(xiàn)激活的能產(chǎn)生Ⅰ型IFN的pDC在體外能產(chǎn)生抗腫瘤的免疫反應(yīng)[13]。

目前，大多數(shù)臨床試驗中的DC(MoDC)都是體外在粒細胞巨噬細胞集落刺激因子和白細胞介素4刺激下獲得的。盡管這種方法獲得的DC在臨床上應(yīng)用了很久，但是在人體中與之相對應(yīng)生理功能的DC的信息很少，而在抗腫瘤免疫反應(yīng)中作用的證據(jù)更少。MoDC與炎癥性的DC亞群相似，是由單核細胞在對炎癥或感染的反應(yīng)時快速發(fā)展而來的[14]。最近發(fā)現(xiàn)了一種形態(tài)和人表型與MoDC相似的DC亞群，這種DC在小鼠腫瘤部位發(fā)生的化療誘發(fā)的免疫反應(yīng)中起重要的作用，為MoDC在腫瘤免疫中的作用提供了第一個有利的證據(jù)[15]。但是，相對應(yīng)的DC亞群也被發(fā)現(xiàn)在人乳腺癌和卵巢癌患者的腹水中對疾病的發(fā)展有促進作用[14]。

2利用DC的模式識別受體進行腫瘤免疫治療

不同DC亞群共同擁有一系列獨特的模式識別受體(pattern recognition receptor，PRR)，包括C型凝集素受體和Toll樣受體，這些受體能夠被用來增強腫瘤免疫治療的效率[16]。在體內(nèi)針對CLR的單克隆抗體可以靶向定位特殊的DC亞群[16-17]。這個方法可以繞開由于DC是體外產(chǎn)生和患者特異性疫苗而導(dǎo)致的遷移性較弱的問題，另外也可以在體內(nèi)精確的定位單個或多個DC亞群。

DEC-205，一種被小鼠CD8+DC高表達的CLR，近期在腫瘤疫苗的發(fā)展中成為一個熱點。應(yīng)用DEC-205特異性單抗傳遞腫瘤抗原可以刺激CD4+和CD8+T細胞產(chǎn)生免疫反應(yīng)，從而使已經(jīng)建立的腫瘤模型消除或生長延緩，并且效果優(yōu)于體外抗原負載的DC[18]。目前抗DEC-205單抗(CDX-1401)正在針對表達腫瘤抗原NY-ESO-1的晚期癌癥患者進行Ⅰ/Ⅱ期臨床試驗(CellDex Therapeutics; NCT00948961)的評估。在人類，MoDC，CD141+DC，CD1c+DC和pDC均表達DEC-205，在體外這些DC都顯示DEC-205單抗介導(dǎo)的抗原傳遞能刺激CD4+和CD8+T細胞的免疫反應(yīng)[10,19]。雖然針對所有人類DC亞群的的背對背比較還沒有正式進行，但是有證據(jù)顯示CD141+DC亞群與其在小鼠中對應(yīng)的DC相同，DEC-205對CD8+T細胞交叉提呈抗原效率特別高[10,19]。這可能是因為其他DC是由胞內(nèi)小室進行交叉提呈抗原，而其是應(yīng)用DEC-205進行轉(zhuǎn)運有關(guān)[10,19]。

CD141+DC亞群特殊靶向標記的候選標志是死亡細胞識別受體CLEC9A?？笴LEC9A單抗在小鼠體內(nèi)具有把抗原給傳遞CD8+DC，從而誘導(dǎo)強大的體液免疫反應(yīng)和CTL反應(yīng)以及非常重要的保護性抗腫瘤反應(yīng)的獨特功能[20]。同時在誘導(dǎo)CTL上，與DEC-205相比，因為小鼠CD8+DC特殊表達了CLEC9A，從而使單抗在血中持續(xù)存在，延長了DC的抗原呈遞時間并引起強大的體液免疫反應(yīng)[21]。靶向針對人CD141+DC的CLEC9A可以在體外誘導(dǎo)CD4+和CD8+T細胞的免疫反應(yīng)[22]，這種方法的體內(nèi)效率的試驗已獲得批準。從以往的DC臨床試驗和小鼠DC的研究結(jié)果來看，激活DC而得到最佳的CTL反應(yīng)才是最重要的。DC表達一系列的TLRs來刺激增強疫苗的免疫原性。不同DC亞群因表達不同TLRs而使激活的方法也不相同，在人和小鼠之間也不相同，這個問題比較復(fù)雜。在小鼠，TLR9在所有DC亞群都表達，它的配體CpG是一種有效的免疫佐劑。在人，臨床試驗顯示CpG能增強體液和細胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)，雖然有研究顯示有部分不良反應(yīng)[23]，但是大多數(shù)情況下耐受良好。然而，人TLR9的表達僅限于pDC和B細胞，因此CpG作為佐劑在人疫苗中的應(yīng)用針對pDC要比針對cDC效率要高。TLR3配體，聚肌苷酸胞苷酸，在臨床疫苗中作為佐劑得到越來越多的應(yīng)用。它能激活CD141+DC，增強交叉提呈效果并引起Ⅰ型干擾素反應(yīng)[6]。聚肌苷酸胞苷酸的衍生物Hiltonol和Ampligen，在人體內(nèi)耐受性良好，能引起強大的Ⅰ型干擾素反應(yīng)[24]，目前正與 DEC-205 靶向抗體一起進行試驗(CellDex Therapeutics; NCT00948961)。TLR7/8抑制劑雷西莫特在人中能激活多種DC亞群，目前也在與DEC-205抗體進行聯(lián)合試驗同時也單獨和聯(lián)合與Hiltonol進行試驗。目前還有很多方法正處于研究階段，包括靶向腫瘤單抗抗原融合DC與TLR抑制劑共同注射，納米顆粒、脂質(zhì)體和表達DC受體單抗的納米乳劑來替代多抗原，佐劑和靶向針對某個單個傳遞載體的方法[16]。

3增強腫瘤環(huán)境的免疫源性

一個主要妨礙有效誘導(dǎo)抗腫瘤反應(yīng)的因素是腫瘤周圍環(huán)境中的抑制因素。腫瘤利用細胞性或可溶性因子來直接抑制DC和T細胞的激活[25]，因此DC治療需要聯(lián)合增強腫瘤環(huán)境中的免疫源性來提高DC的作用。DC表達PRR來識別損傷相關(guān)分子模式(damage-associated molecular patterns，DAMPs)，這些是由正在死亡和破壞的腫瘤細胞釋放的細胞內(nèi)的成分，包括鈣網(wǎng)織蛋白、絲狀肌動蛋白、高遷移率族蛋白B1和腺苷三磷酸。DAMPs能增強DC的遷移性，激活或者易化腫瘤抗原的處理[26]。一些化療和放療刺激腫瘤細胞中的“免疫源性細胞死亡”從而暴露DAMPs增強了DC的功能[27]?；熯€能直接增強DC的功能，包括激活、遷移和抗原呈遞，而誘導(dǎo)了強大的抗腫瘤反應(yīng)[28]。這些都為DC疫苗聯(lián)合化療和(或)放療提供了強有力的依據(jù)。以往已有試驗證明這種方法是可行的，耐受能力強并產(chǎn)生了良好的臨床反應(yīng)，包括在卵巢癌、胰腺癌、結(jié)直腸癌、肝癌、黑色素瘤和高級別神經(jīng)膠質(zhì)瘤的患者[28]。值得注意的是，在轉(zhuǎn)移性前列腺癌和高級別神經(jīng)膠質(zhì)瘤中，在化療前應(yīng)用DC疫苗要比之后應(yīng)用疫苗臨床效果要好[28]。這些結(jié)果反映出在聯(lián)合治療時要仔細計劃，選取最佳方案來使臨床效益最大化。

4克服免疫調(diào)節(jié)

近期在腫瘤免疫治療中最令人振奮是在負性調(diào)節(jié)性T細胞CTL相關(guān)抗原4(CTL- associated antigen 4，CTLA-4)和程序性死亡受體1(programmed death 1，PD-1)抗體的研究進展[29-30]。針對CTLA-4和PD-1的單抗在黑色素瘤和其他的腫瘤中能誘導(dǎo)強大而持續(xù)的臨床反應(yīng)，但是針對CTLA-4的處理可能造成嚴重的不良反應(yīng)[29]。聯(lián)合DC免疫治療和抗CTLA-4治療在晚期黑色素瘤患者中是可行的而且耐受性良好，可以引起比單獨應(yīng)用其中任何一種方法更好的臨床反應(yīng)[30]?？筆D-1抗體也被認為在聯(lián)合其他疫苗有著同樣的增效作用[29]。在動物模型中，克服免疫抑制也是通過減少骨髓來源的抑制細胞和調(diào)節(jié)性T細胞的數(shù)量或降低其功能，應(yīng)用共刺激因子拮抗劑(如CD137)來增強T細胞功能，阻斷抑制性細胞因子(如白細胞介素10和轉(zhuǎn)化生長因子β[25,31]等)來實現(xiàn)的。聯(lián)合這些策略的DC免疫治療將是未來研究的重點領(lǐng)域。

5結(jié)語

近年來，DC免疫治療從一個針對特別患者、體外生成疫苗的簡單概念轉(zhuǎn)化成一個直接在體內(nèi)針對特殊抗原和特殊功能DC亞群激活物的復(fù)雜治療方法。對應(yīng)用DEC-205靶向聯(lián)合TLR3和TLR7/8抑制劑的臨床實驗結(jié)果令人期待。而這種方法聯(lián)合化療、放療或針對主要免疫檢查點抑制劑的抗體將很可能通過為DC提供更強的免疫源性環(huán)境而增強其效率。雖然目前對DC網(wǎng)絡(luò)中特殊亞群復(fù)雜性的了解還在迅速地增加，但是特殊DC亞群在腫瘤進展和免疫中的角色，特別是在人中，仍然了解的還很少。有理由相信人CD141+DC的研究在DC疫苗中是非常重要的，但是其他亞群DC的作用及它們?nèi)绾文鼙桓玫膽?yīng)用來提高治療效果也需要更多的工作來進行探索。

參考文獻

[1]Steinman RM,Cohn ZA.Identi cation of a novel cell type in peripheral lymphoid organs of mice.I.Morphology,quantitation,tissue distribution[J].J Exp Med,1973,137(5):1142-1162.

[2]Palucka K,Banchereau J.Cancer immunotherapy via dendritic cells[J].Nat Rev Cancer,2012,12(4):265-277.

[3]Merad M,Sathe P,Helft J,etal.The dendritic cell lineage:ontogeny and function of dendritic cells and their subsets in the steady state and the inamed setting[J].Annu Rev Immunol,2013,31(1):563-604.

[4]Diamond MS,Kinder M,Matsushita H,etal.Type I interferon is selectively required by dendritic cells for immune rejection of tumors[J].J Exp Med,2011,208(10):1989-2003.

[5]Fuertes MB,Kacha AK,Kline J,etal.Host type I IFN signals are required for antitumor CD8+T cell responses through CD8{alpha}+dendritic cells[J].J Exp Med,2011,208:2005-2016.

[6]Jongbloed SL,Kassianos AJ,McDonald KJ,etal.Human CD141+(BDCA-3)+ dendritic cells (DCs) represent a unique myeloid DC subset that cross-presents necrotic cell antigens[J].J Exp Med,2010,207(6):1247-1260.

[7]Crozat K,Guiton R,Contreras V,etal.The XC chemokine receptor 1 is a conserved selective marker of mammalian cells homologous to mouse CD8alpha+dendritic cells[J].J Exp Med,2010,207(6):1283-1292.

[8]Sancho D,Joffre OP,Keller AM,etal.Identification of a dendritic cell receptor that couples sensing of necrosis to immunity[J].Nature,2009,458(7240):899-903.

[9]Zhang JG,Czabotar Peter E,Policheni Antonia N,etal.The dendritic cell receptor Clec9A binds damaged cells via exposed actin filaments[J].Immunity,2012,36(4):646-657.

[10]Cohn L,Chatterjee B,Esselborn F,etal.Antigen delivery to early endosomes eliminates the superiority of human blood BDCA3+ dendritic cells at cross presentation[J].J Exp Med,2013,210(5):1049-1063.

[11]Aarntzen EH,De Vries IJ,Lesterhuis WJ,etal.Targeting CD4+T-helper cells improves the induction of antitumor responses in dendritic cell-based vaccination[J].Cancer Res,2013,73(1):19-29.

[12]Demoulin S,Herfs M,Delvenne P,etal.Tumor microenvironment converts plasmacytoid dendritic cells into immunosuppressive/tolerogenic cells:insight into the molecular mechanisms[J].J Leukoc Biol,2013,93(3):343-352.

[13]Tel J,Aarntzen EH,Baba T,etal.Natural human plasmacytoid dendritic cells induce antigen-specic T-cell responses in melanoma patients[J].Cancer Res,2013,73(3):1063-1075.

[14]Segura E,Touzot M,Bohineust A,etal.Human inammatory dendritic cells induce Th17 cell differentiation[J].Immunity,2013,38(2):336-348.

[15]Ma Y,Adjemian S,Mattarollo SR,etal.Anticancer chemotherapy-induced intratumoral recruitment and differentiation of antigen-presenting cells[J].Immunity,2013,38(4):729-741.

[16]Kreutz M,Tacken PJ,Figdor CG.Targeting dendrititc cells-why bother?[J].Blood,2013,121(15):2836-2844.

[17]Radford KJ,Caminschi I.New generation of dendritic cell vaccines[J].Hum Vaccin immunother,2013,9(2):259-264.

[18]Johnson TS,Mahnke K,Storn V,Schonfeld K,etal.Inhibition of melanoma growth by targeting of antigen to dendritic cells via an anti-DEC-205 single-chain fragment variable molecule[J].Clin Cancer Res,2008,14(24):8169-8177.

[19]Chatterjee B,Smed-Sorensen A,Cohn L,etal.Internalization and endosomal degradation of receptor-bound antigens regulate the efficiency of cross presentation by human dendritic cells[J].Blood,2012,120(10):2011-2020.

[20]Caminschi I,Proietto AI,Ahmet F,etal.The dendritic cell subtype-restricted C-type lectin Clec9A is a target for vaccine enhan-cement[J].Blood,2008,112(8):3264-3273.

[21]Lahoud MH,Ahmet F,Kitsoulis S,etal.Targeting antigen to mouse dendritic cells via Clec9A induces potent CD4T cell responses biased toward a follicular helper phenotype[J].J Immunol,2011,187(2):842-850.

[22]Schreibelt G,Klinkenberg LJ,Cruz LJ,etal.The C-type lectin receptor CLEC9A mediates antigen uptake and (cross-)presentation by human blood BDCA3+myeloid dendritic cells[J].Blood,2012,119(10):2284-2292.

[23]Bode C,Zhao G,Steinhagen F,etal.CpG DNA as a vaccine adjuvant[J].Expert Rev Vaccines,2011,10(4):499-511.

[24]Caskey M,Lefebvre F,Filali-Mouhim A,etal.Synthetic double-stranded RNA induces innate immune responses similar to a live viral vaccine in humans[J].J Exp Med,2011,208(12):2357-2366.

[25]Motz GT,Coukos G.Deiphering and reversing tumor immune suppression[J].Immunity,2013,39(1):61-73.

[26]Krysko O,Love Aaes T,Bachert C,etal.Many faces of DAMPs in cancer therapy[J].Cell Death Dis,2013,4:e631.

[27]Galluzzi L,Senovilla L,Zitvogel L,etal.The secretally:immunostimulation by anticancer drugs[J].Nat Rev Drug Discov,2012,11(3):215-233.

[28]Radford KJ,Tullett KM,Lahoud MH.Dendritic cells and cancer immunotherapy[J].Curr opinion in immune,2014,27(2):26-32.

[29]Hersey P,Gallagher S.A focus on PD-L1 in human melanoma[J].Clin Cancer Res,2013,19(3):514-516.

[30]Ribas A,Comin-Anduix B,Chmielowski B,etal.Dendritic cell vaccination combined with CTLA4 blockade in patients with metastatic melanoma[J].Clin Cancer Res,2009,15(19):6267-6276.

[31]Tian F,Wang L,Qin W,etal.Vaccination with transforming growth factor-beta insensitive dendritic cells suppresses pulmonary metastases of renal carcinoma in mice[J].Cancer lett,2008,271(2):333-341.

Dendritic Cell Subsets and Tumor ImmunotherapyTIANFeng1,ZHOUKai2,WANGLong-xin2. (1.DepartmentofUrology,ChinesePLA210thHospital,Dalian116023,China; 2.DepartmentofUrology,GeneralHospitalofNanjingMilitaryRegion,Nanjing210002,China)

Abstract:Dendritic cells(DC) play a key role in the induction and regulation of immune responses,including the activation of cytotoxic T lymphocytes for the eradication of cancers.DC-based cancer vaccines can be tolerated,with few side effects and can induce anti-tumor immune responses,but the overall effects are limited.Recent studies showed that CD141+DC play an important role in anti-tumor responses.These are now novel targets for the development of vaccines that directly target DC in vivo.With the deepening of the understanding of the specialized functions of DC subsets,strategies for the delivery of tumor Ag to DC,a promising new direction for the design of more effective DC-based cancer vaccines is pointed out.

Key words:Dendritic cell; Subset; Vaccine; Tumor; Immunotherapy

收稿日期：2014-08-04修回日期：2014-10-28編輯：樓立理

基金項目：國家自然科學基金(81472392，81372741)

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.11.018

中圖分類號：R730.5

文獻標識碼A

文章編號：1006-2084(2015)11-1967-03