漿細(xì)胞樣樹突狀細(xì)胞與腫瘤免疫研究的新進展

楊哲宇， 陸騁豪 綜述 蔡 偉 審校

（上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院外科，上海 200025）

漿細(xì)胞樣樹突狀細(xì)胞（plasmacytoid dendritic cell,pDC）是重要的免疫效應(yīng)細(xì)胞。其作為樹突狀細(xì)胞（dendritic cell,DC）的一種，在未受刺激時具有漿細(xì)胞樣外觀.在體外可被誘導(dǎo)轉(zhuǎn)化為經(jīng)典DC（classical DC,cDC），在抗病毒、抗腫瘤、自身免疫等過程中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。本文就pDC的生物學(xué)特性、免疫學(xué)功能、在腫瘤免疫中的作用及其相關(guān)免疫治療的最新研究進展作一綜述，以探究pDC在相關(guān)腫瘤免疫中發(fā)揮的作用，從而為研究腫瘤免疫及免疫治療提供新方向。

pDC的生物學(xué)特征

pDC最早于1958年由Lennert和Remmele首先報道，并因其位于人類淋巴結(jié)T細(xì)胞區(qū)，呈漿細(xì)胞表型而命名為漿細(xì)胞樣 T細(xì)胞[1]。 1994年，O′Doherty等[2]在外周血中發(fā)現(xiàn)其是CD11c-的未成熟DC亞群，MHC-Ⅱ表達低，T細(xì)胞刺激能力差。在與單核細(xì)胞共培養(yǎng)后，MHC-Ⅱ表達增加，且樹突狀形態(tài)更不規(guī)則。1997年，Grouard等[3]從扁桃體中分離出CD11c-、CD4+、CD45RA+細(xì)胞， 并發(fā)現(xiàn)其與外周血中 CD11c-的未成熟DC亞群具有相同的特性。1999年，Siegal等[4]最終確定外周血及次級淋巴器官中的pDC即為病毒刺激后產(chǎn)生Ⅰ型干擾素（interferon-Ⅰ,IFN-Ⅰ）的細(xì)胞。

一、表型

人類 pDC普遍的表面標(biāo)志為 CD4+、CD45RA+、IL-3Rα（CD123）+、ILT3+、ILT1-、CD11c-、lineage-； 選擇性表達 ILT7、FcγRIIa（CD32）、BDCA2 和 BDCA4 等[5-6]。 與人類 pDC 不同的是，小鼠pDC表達細(xì)胞表面抗原CD11c、B220（CD45R）、CD45RA、BST2、Siglec-H、CCR9 和 Sca-1 等 ， 但 不 表 達CD123[7]。

二、來源、分化、發(fā)育和遷移

pDC只占健康人外周血單核細(xì)胞的0.1%～0.5%。pDC由造血干細(xì)胞分化而來，在骨髓中充分發(fā)育，以未成熟（未激活）細(xì)胞的形式釋放入外周血，位于外周淋巴結(jié)并通過淋巴管回流。根據(jù)機體的狀態(tài)表達不同的趨化因子，PDC可被募集至外周淋巴結(jié)T細(xì)胞區(qū)、炎癥局部、腫瘤微環(huán)境和腸黏膜等。

pDC既可由髓系淋巴祖細(xì)胞，也可由淋巴樣祖細(xì)胞分化而來[8]。通過不同的分化途徑均分化至共同DC祖細(xì)胞中間體，進而分化為pDC。雖然兩種來源的pDC分化路徑不同，但均可分泌IFN-Ⅰ并活化淋巴細(xì)胞[8-9]。

一般來說，DC發(fā)育的主要生長因子是fms樣酪氨酸激酶3配體（fms-like tyrosine kinase 3-ligand,FLT3-L）[10]。FLT3受體在pDC祖細(xì)胞表達。在FLT3缺失的小鼠模型中，pDC對該通路的依賴性遠(yuǎn)高于cDC[11]。將祖細(xì)胞誘導(dǎo)分化為pDC并維持pDC表型的主要轉(zhuǎn)錄因子是E2-2。E2-2通過STAT 3依賴的FLT3受體激活。成熟pDC中，E2-2的表達中斷導(dǎo)致其自發(fā)分化為類cDC[12]。

與cDC不同的是，pDC直接從血液通過高內(nèi)皮血管進入淋巴器官T淋巴細(xì)胞富集區(qū)域。驅(qū)動其向次級淋巴器官遷移的主要受體是L-選擇素 （CD62L）和趨化因子受體（chemokine receptor,CCR7）；CCR7 在 Toll樣受體（Toll-like receptors,TLR）9刺激下上調(diào)，并與成纖維網(wǎng)狀細(xì)胞（淋巴結(jié)T細(xì)胞區(qū)域的基質(zhì)細(xì)胞）產(chǎn)生的趨化因子（chemokines,CCL）19和CCL21相互作用[13]。

pDC的免疫學(xué)功能

pDC在固有免疫和適應(yīng)性免疫中均起到重要的作用。pDC在固有免疫中，主要通過細(xì)胞保護作用及自然殺傷細(xì)胞（natural killer,NK）激活等方式快速發(fā)揮作用。其在適應(yīng)性免疫中則發(fā)揮抗原提呈作用或介導(dǎo)免疫耐受，具體機制包括直接作為抗原提呈細(xì)胞，產(chǎn)生IFN-Ⅰ，以及分泌細(xì)胞因子或趨化因子等。目前關(guān)于此機制的研究有限，具體機制仍有待闡明[14-15]。

一、pDC 分泌 IFN-Ⅰ

pDC分泌的 IFN-Ⅰ主要是 IFN-α，經(jīng)由 TLR-Myd88-IRF7信號通路介導(dǎo)產(chǎn)生[16]。病毒核酸或自衍生DNA刺激pDC產(chǎn)生免疫應(yīng)答[17]。病毒核酸與位于pDC核內(nèi)的TLR7和TRL9相互作用。在TLR被激活后，DNA病毒、CpG寡核苷酸以及DNA免疫復(fù)合物進入pDC后在轉(zhuǎn)接蛋白3（adaptor protein 3,AP 3）的作用下遷移到早期內(nèi)體處與TLR9結(jié)合。TLR9在早期內(nèi)體/吞噬小體的作用下生成配體識別的功能受體進而招募Myd88，生成IRAK4-IRAK1-TRAF6-TRAF3信號體，激活I(lǐng)RF7從而產(chǎn)生IFN-α[18-21]。

關(guān)于pDC激活產(chǎn)生IFN-α的機制，在傳統(tǒng)的pDC細(xì)胞自我應(yīng)答（cell-intrinsic）觀點基礎(chǔ)上，最近的研究突出其細(xì)胞間的協(xié)同（cooperative）作用[15]（見圖1）。Saitoh等[22]的研究發(fā)現(xiàn)，在缺乏整合素LFA-1以及胞內(nèi)轉(zhuǎn)運下游調(diào)節(jié)因子的情況下，pDC對TLR配體和流感病毒的反應(yīng)是受損的。這些調(diào)節(jié)因子的作用是定位TLR并分泌IFN-α到細(xì)胞-細(xì)胞接觸位點。LFA-1對pDC接受鼠巨細(xì)胞病毒（MCMV）和TLR9配體刺激產(chǎn)生IFN-α的促進作用也在新近的研究中得到證實[23]。這些研究強調(diào)pDC細(xì)胞間的相互作用以及與之相關(guān)的TLR感受器的深度極化、IFN-α的產(chǎn)生和IFN-α引起的反饋信號。這些均是pDC反應(yīng)的重要特征。

圖1 pDC激活快速產(chǎn)生IFN-α的機制模型[15]

IFN-α作為連接固有免疫和適應(yīng)性免疫的橋梁，使pDC在固有免疫和適應(yīng)性免疫中均發(fā)揮重要作用。但IFN-α既不是pDC的唯一產(chǎn)物，也不是pDC發(fā)揮其免疫功能的唯一途徑。除了MyD88-IRF7通路以外，受TRL激活的MyD88還可通過募集IRF5，進而激活NF-κB通路并誘導(dǎo)產(chǎn)生相關(guān)炎性細(xì)胞因子，如IL-6、IL-10、腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor,TNF）α和IFN-γ等[24-25]。此外，活化的pDC還分泌趨化因 子 CCL3、CCL4、CCL5、CXCL9、CXCL10， 而 這 些 物 質(zhì) 在pDC自身遷移過程中發(fā)揮作用，并募集其他天然免疫細(xì)胞，如NK細(xì)胞和巨噬細(xì)胞[26-27]。

二、pDC介導(dǎo)的免疫耐受

免疫耐受主要由產(chǎn)生免疫抑制性細(xì)胞因子，如IL-10、轉(zhuǎn)化生長因子 （transforming growth factor,TGF）β和前列腺素E2（prostaglandin E2,PGE2），誘導(dǎo)分化 Treg，激活負(fù)調(diào)控通路，如CD80/細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)蛋白（cytotoxic T-lymphocyte-associated protein,CTLA）以及程序性死亡受體（programmed cell death,PD）1/PD 配體（PD-ligand,PD-L）1，或過表達的免疫調(diào)節(jié)酶吲哚胺（2，3）雙加氧酶IDO（indoleamine 2,3-dioxygenase,IDO）來實現(xiàn)[28]。與cDC不同的是，pDC無需處于活化的表型下，即可通過表達IDO、可誘導(dǎo)共刺激分子配體 （inducible co-stimulator ligand,ICOSL）、OX40L、PD-L1等因子介導(dǎo)對腫瘤細(xì)胞或非己抗原產(chǎn)生免疫耐受。

pDC在腫瘤免疫中的作用

腫瘤的特性是能通過多種機制逃避機體免疫系統(tǒng)的監(jiān)視和殺傷作用。腫瘤可失去其抗原或免疫原性，介導(dǎo)產(chǎn)生免疫耐受。正常狀態(tài)下pDC通過分泌IFN-α及表達TNF相關(guān)凋亡誘配體 （TNF related apoptosis inducing ligand,TRAIL）等起到抑制腫瘤的作用。但在腫瘤微環(huán)境中，通過誘導(dǎo)pDC功能失調(diào)及免疫耐受激活pDC的促腫瘤作用（見圖2）[28]。腫瘤相關(guān)性pDC（tumor-associated pDC,TA-pDC）促腫瘤的具體機制如下：①表達ICOSL、IDO和CLTA-4促進Treg細(xì)胞的活化；②表達PD-L1及端粒酶B等直接抑制T細(xì)胞應(yīng)答；③IFN-Ⅰ分泌減少；④TNF-α和IL-8分泌增加促進血管生成等[29-31]。

圖2 pDC在腫瘤發(fā)病機制中的作用[12]

在頭頸部鱗狀細(xì)胞癌 （head and neck squamous cell carcinoma,HNSCC）中，相關(guān)研究證實CpG寡核苷酸能通過TLR9信號通路激活pDC產(chǎn)生IFN-α的能力。該激活效應(yīng)又能被IL-10等細(xì)胞因子有效抑制。同時在HNSCC引流淋巴結(jié)中發(fā)現(xiàn)，被CpG誘導(dǎo)活化后的pDC仍能產(chǎn)生IFN-α，并激活 CD4+及 CD8+T 細(xì)胞[32]。

在卵巢癌的相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)，TA-pDC參與以下幾種促進腫瘤的機制：①TA-pDC被SDF-1/CXCL12信號募集至腫瘤區(qū)域，產(chǎn)生TNF-α和IL-8刺激腫瘤的血管生成[33]。②腫瘤炎性因子如TGF-β、TNF-α驅(qū)動TLR活化的TA-pDC進一步成熟[34]。③TA-pDC誘導(dǎo)IL-10分泌CD8+Treg細(xì)胞，抑制腫瘤抗原特異性T細(xì)胞以產(chǎn)生免疫耐受[35]。④通過表達ICOSL促進ICOS+Foxp3+Treg細(xì)胞的活化與增殖，參與免疫抑制腫瘤微環(huán)境的形成[36]。這種機制在肝癌和胃癌相關(guān)研究中也有報道[37-38]。

非小細(xì)胞肺癌的研究發(fā)現(xiàn)，TA-pDC在癌灶及骨髓中均浸潤增多，其表現(xiàn)出非成熟的表型，如缺乏CD83、CD80/86的表達，增加Treg浸潤的同時減少髓樣DC（mDC）的募集，進而增強免疫耐受[39-40]。肺癌病人淋巴引流區(qū)域浸潤的pDC在TLR激動劑的誘導(dǎo)下，表達TLR9并保留產(chǎn)生IFN-α和促進T細(xì)胞應(yīng)答的能力。但這些淋巴結(jié)內(nèi)pDC分泌IL-12的能力受損，而IL-12在介導(dǎo)Th1反應(yīng)中十分重要[41]。

黑素瘤pDC在病灶內(nèi)及淋巴結(jié)的浸潤與早期復(fù)發(fā)密切相關(guān)[42]。與前述腫瘤不同的是，黑素瘤中的TA-pDC的共刺激分子表達增加，且能被TLR活化產(chǎn)生IFN-α。這些TA-pDC會在 CCL17、CCL22和 MMP2誘導(dǎo)下增加 OX40L和ICOSL的表達，促進CD4+T細(xì)胞向TH2和Treg分化，且分泌IL-5、IL-13、IL-10等多種細(xì)胞因子介導(dǎo)腫瘤免疫耐受的發(fā)生[43]。

除黑素瘤外，還在多種腫瘤中發(fā)現(xiàn)免疫介質(zhì)CTLA-4、OX40和PD-1的表達增加。TA-pDC表達這些受體的配體，誘導(dǎo)分化TH2及Treg，來介導(dǎo)腫瘤免疫抑制[44-46]。研究表明，TA-pDC表達PD-L1，并與表達PD-1的T細(xì)胞相互作用來抑制T細(xì)胞的反應(yīng)[47]。Patsoukis等[48]研究表明，這種PD-1介導(dǎo)的T細(xì)胞分化抑制可能是由PD-1抑制糖酵解、促進脂肪分解和脂肪酸氧化來改變T細(xì)胞的代謝重編程而實現(xiàn)。

pDC與免疫治療

pDC在循環(huán)和腫瘤微環(huán)境中只占免疫細(xì)胞的少部分。但基于其相互作用的復(fù)雜性，有望成為癌癥免疫治療的新靶點。pDC應(yīng)用于癌癥免疫治療的可能途徑概述如下：

一、pDC分泌IFN-α應(yīng)用于癌癥治療

如前文所述，IFN-α影響多種免疫細(xì)胞，在抗腫瘤免疫中發(fā)揮重要作用。多種癌癥中均發(fā)現(xiàn)IFN-α分泌減少，IFN-α對抗惡性腫瘤的想法應(yīng)運而生。但在實際應(yīng)用IFN-α進行治療存在諸多問題，如IFN-α抗腫瘤效率低下，有嚴(yán)重的潛在不良反應(yīng)和系統(tǒng)性毒性的可能[49]。但IFN-α在治療血液惡性腫瘤時顯示出良好的效果[50]。目前IFN-α對于實體瘤治療效果有限。臨床上應(yīng)用IFN-α治療，可能需深入研究pDC產(chǎn)生IFN-α的內(nèi)生機制等。

二、免疫檢查點抑制劑修復(fù)pDC功能

免疫檢查點抑制劑已在多種癌癥的治療中取得成效[51]。對PD-L1/PD-1、ICOS/ICOSL等免疫檢查點靶向抑制，活化的pDC促進CD4+和CD8+T細(xì)胞增加，增強CD8+細(xì)胞毒性T細(xì)胞（cytotoxic T lymphocyte,CTL）和NK細(xì)胞效應(yīng)，阻斷免疫耐受的形成，起到抗腫瘤的作用[46,52]。最近，研究集中在免疫檢查點的聯(lián)合應(yīng)用上。有臨床試驗在探究聯(lián)合免疫檢查點應(yīng)用于膠質(zhì)母細(xì)胞瘤病人的安全性和有效性[53]。

三、腫瘤微壞境中根除TA-pDC和應(yīng)用DC疫苗

有研究提出從腫瘤微壞境中根除TA-pDC，以及應(yīng)用DC疫苗進行腫瘤免疫治療[54-55]。這些研究目前大多仍在動物實驗階段。

關(guān)于pDC的腫瘤免疫治療近年取得快速進展，隨著pDC影響腫瘤分子機制的逐步明確，pDC應(yīng)用于腫瘤免疫治療將取得更好的效果。

結(jié) 語

pDC是一種重要的免疫效應(yīng)細(xì)胞，由造血干細(xì)胞分化而來，分泌IFN-Ⅰ、提呈抗原以及介導(dǎo)免疫耐受等來發(fā)揮免疫功能。pDC在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中起重要作用。目前研究主要關(guān)注于TA-pDC在腫瘤微環(huán)境中起到促瘤作用，同時pDC具有的抗腫瘤作用也受到越來越多研究者的關(guān)注。

未來的研究方向主要集中于精準(zhǔn)的分子機制，即腫瘤微環(huán)境如何調(diào)控pDC的功能，尤其是腫瘤的異質(zhì)性和宿主的遺傳結(jié)構(gòu)。識別受腫瘤細(xì)胞影響的特異性通路，將有助于開發(fā)治療方法，增強pDC的抗腫瘤免疫功能，進而改良或設(shè)計新的治療方法和思路。