西妥昔單抗聯合NK-DC在腫瘤治療中的研究進展

戚 寧，黃孫卉，張艷橋,*

0 引言

西妥昔單抗(Cetuximab)作為血管內皮生長因子(EGFR)的單克隆抗體，2004年2月已被FDA批準，單用或聯合伊立替康可用于治療轉移性結直腸癌。2006年3月，該藥又獲得批準可用于治療惡性頭頸部腫瘤。研究已證實其單藥或與放、化療聯合治療均可提高患者的術后生存期，并已廣泛用于頭頸部腫瘤[1]、結直腸癌[2]、胃癌[3]、乳腺癌[4]、卵巢癌[5-6]等癌癥的治療。近期關于其對重要的抗腫瘤成分—自然殺傷細胞-樹突細胞(NK-DC)之間的影響成為研究熱點。并已在頭頸部腫瘤、結直腸癌中得到證實：西妥昔單抗加強了NK-DC的活性，增加了細胞毒性T細胞(CTL)的免疫應答，增加了相關細胞因子—干擾素-γ(IFN-γ)等的釋放及輔助性T細胞I型(Th1)的產生和活化。本文將就西妥昔單抗的抗腫瘤作用，NK-DC在抗腫瘤中的重要作用，及西妥昔單抗如何通過活化NK-DC，從而進一步激活機體的抗腫瘤免疫應答進行系統綜述[7]。

1 西妥昔單抗的抗腫瘤免疫效應

西妥昔單抗是抗血管內皮生長因子受體(EGFR)的免疫球蛋白GI型(IgGI)人鼠嵌合抗體。與EGFR結合后，促進了抗體介導的受體二聚化和內化作用，阻止了腫瘤細胞信號通路的傳導，促使腫瘤細胞凋亡。其直接的抗腫瘤效應包括：①通過調節P27KIPI誘導了G1期細胞停滯；②通過激活caspase 8和bax促凋亡分子促進細胞凋亡；③通過減少血管內皮生長因子(VEGF)等生長因子的產生，抑制腫瘤生長；④通過抑制金屬蛋白酶，抑制了腫瘤細胞的浸潤與生長[8]。除了直接的抑癌作用，近期研究表明，其對抗腫瘤細胞免疫同樣起著重要的作用。西妥昔單抗通過特異性的Fc段有效地與NK細胞的FcγRⅢa結合,通過介導ADCC發揮抗腫瘤免疫效應；激活CD8+CTL及增加IFN-γ等因子的釋放；激發Th1介導的細胞免疫抗腫瘤應答，從而極大程度增加了抗腫瘤效應[7-9]。由于西妥昔單抗的多效抗腫瘤作用，目前已經廣泛應用于結直腸癌的一、二、三線治療，并與伊立替康聯用，用于治療伊立替康單藥治療效果差的轉移性結直腸癌[10]，聯合貝伐單抗治療腦膠質瘤[11]，聯合卡鉑治療乳腺癌[12]，聯合拓撲替康治療子宮頸癌[13]。此外，在胰腺癌[14]、食管癌[15]，非小細胞肺癌[16]等癌癥的治療中也發揮了強大的抗癌作用。并且由于放射治療本身可以使EGFR活化，使腫瘤細胞克隆的群體化增加，從而增強了腫瘤細胞的放射抗拒性，因此抗EGFR制劑—西妥昔單抗，對腫瘤的放療也起著明顯的增敏作用，與放療聯合治療極大程度地延長了患者的生存期，提高了腫瘤的局部控制率[17]。綜上，西妥昔單抗無論是單藥靶向治療，亦或與化療、放療聯合使用均發揮了強大的抗腫瘤效應，成為目前重要的抗腫瘤藥物之一。

2 NK-DC的抗腫瘤免疫效應

2.1 NK細胞的生物學效應 自然殺傷細胞(NK)來源于骨髓淋巴樣干細胞。由于其不受主要組織相容復合體(MHC)的限制性，無需抗原預先致敏，即可直接殺傷腫瘤細胞及病毒感染細胞，因此在機體抗腫瘤的免疫應答中具有重要作用[18]。生理情況下，其表面的抑制性受體—殺傷細胞免疫球蛋白受體(KIR)和殺傷細胞凝集素樣受體(KLR)占主導作用。但在病理狀況下，抑制性受體下調，活化性受體—細胞毒性受體NCR(NKG2D)發揮主導作用，其與結腸癌、胃癌等上皮腫瘤表面的MHC-I類分子結合，發揮殺傷作用[19]。NK細胞也可通過其表面表達的Fc受體(FcγRⅢ)，介導ADCC作用殺傷腫瘤細胞等靶細胞[20]。近期在頭頸部腫瘤及結直腸癌的體外實驗中表明，FcγRⅢa158等位基因的不同可影響NK細胞的殺傷活性，并且結果顯示，FcγRⅢa158VV使NK細胞產生了更多的細胞因子，比FcγRⅢa158VF和FF發揮了更強大的抗腫瘤作用[21]。

2.2 樹突細胞的生物學效應 樹突細胞(DC)作為體內最重要的抗原提呈細胞，能顯著刺激初始 T細胞(native T cells),是機體適應性T細胞免疫應答的啟動者，在適應性T細胞免疫應答的誘導中具有獨特的地位。除了通過表面的Toll樣受體(TLR)，敏感識別病原微生物，釋放大量的白介素-12(IL-12)和干擾素-α(INF-α)等細胞因子參與固有免疫外,DC還通過其表面表達的MHC-Ⅰ類和MHC-Ⅱ類分子，與抗原肽結合介導了強大的抗原攝取和提呈作用[22]。成熟的DC(mDC)上調MHC、共刺激分子(CD80、CD86)等的表達，由外周組織通過輸入淋巴管和血液循環進入次級淋巴器官，激發適應性T細胞免疫應答。因此，DC被視為連接固有免疫應答和適應性免疫應答的“橋梁”[23]。

2.3 NK-DC之間的相互作用及對抗腫瘤免疫的影響 近年來已有研究證實，NK細胞和DC細胞之間以正反饋的形式相互作用，從而增加了彼此的活性。DC通過抗原提呈作用，通過抗原肽-MHC-Ⅰ類分子復合體激活了CD8+細胞毒性T細胞(CD8+CTL)。CTL通過釋放穿孔素/顆粒酶、Fas/FasL、TNF-α/TNFR-I等途徑對靶細胞展開強大的殺傷作用。同時通過抗原肽-MHC-Ⅱ類分子復合體及其表面的粘附分子為CD4+T細胞提供了活化信號，激活了CD4+T細胞介導的適應性免疫應答[24]。此外mDC還以通過分泌白細胞介素-12(IL-12)和白細胞介素-18(IL-18)等細胞因子為NK的活化提供了刺激信號，與抗原一起對NK進行共同刺激，激活了NK細胞，展開NK-DC的放大反饋刺激效應。報道顯示，DC與NK表面存在相同的模式識別受體(TLR3、TLR9)。在IL-12的作用下，活化的NK細胞可以殺傷對抗原無反應性的DC(iDC)，并有利于募集對抗原有反應性的成熟DC(mDC)，增強抗原提呈效率，誘導mDC釋放TNF-α、IFN-γ、IL-12等細胞因子，進一步增強對CD8+T細胞應答的誘導，激發更有效的CTL應答，及上調趨化因子受體7(CCR7)，促進DC進入淋巴結從而發揮Th1的極化等作用；在IL-18的作用下，活化的NK是一種輔助性NK，其分泌大量IFN-γ及上調CCR7募集DC進入淋巴結中，并且增加了Th1細胞的極化[25]。此外，NK細胞可以裂解腫瘤細胞,釋放的細胞碎片經DC吞噬處理,增強了內源性抗原的交叉提呈作用。有報道顯示，活化的NK同樣表達MHC-Ⅱ類分子及CD80、CD86等T細胞活化的刺激分子，此類NK細胞不但對抗原起殺傷作用，而且具有同DC類似的抗原提呈作用，從而活化CD4+T細胞及CD8+T細胞，發揮強大的免疫作用[26]。

3 西妥昔單抗對NK-DC通路的影響

ADCC在抗腫瘤免疫中發揮著重要的作用，西妥昔單抗不但通過直接阻斷致瘤信號來抑制腫瘤的生長，而且作為獨特的IgG1型抗體，通過介導強大的ADCC作用，有效控制了腫瘤的生長及轉移。相關實驗結果顯示，西妥昔單抗(IgG1)與帕尼單抗(IgG2)雖然同為EGFR的單克隆抗體，但僅前者加強了NK細胞的活化水平，提示西妥昔單抗在介導抗腫瘤細胞免疫中的重要作用[9-27]。其主要的作用機制為：通過IgG1的Fab段特異性地與靶細胞表面的EGFR結合，并通過其Fc段非特異性地與NK細胞表面的FcγR結合，這一作用極大地促進了NK細胞的活化，裂解細胞并產生腫瘤細胞碎片及腫瘤細胞抗原(TA)，形成TA-mAb復合物。DC細胞作為機體最重要的抗原提呈細胞，發揮吞噬及提呈作用，由iDC進行吞噬，由mDC提呈給抗原特異性的T細胞。mDC通過釋放IL-12等細胞因子進一步活化NK細胞。此外，在單抗激發的ADCC作用中，抗體活化的NK細胞可通過釋放IFN-γ等細胞因子從而進一步誘導DC的成熟[9-28]。近期研究證實，IgG1型單克隆抗體增加了NK細胞的活化表型CD25、CD69、NKp44、NKp30、CD40配體，同時增加DC的活化表型HLA-DR、CD86、和CD83，上調抗原提呈成分(AMP)，有效促進抗原呈遞。此外在神經膠質瘤、頭頸部腫瘤及結直腸癌的相關研究中，均證實其通過NK-DC的放大反饋效應，產生了ADCC作用，激發了強大的CTL抗腫瘤效應，增加了CD4+T細胞，調動了機體的固有免疫及適應性免疫應答，有利于為臨床治療腫瘤提供靶點[29](圖1)。

圖1 西妥昔單抗(mAb)與腫瘤EGFR結合聯合NK-DC的作用機制

4 西妥昔單抗聯合NK-DC在癌癥治療中的展望

目前，癌癥仍然是嚴重威脅人類健康的惡性疾病之一。且隨著人們的生活和飲食方式的不斷改變，生活環境中各種因素的影響，其發病率及死亡率均不斷上升。對于癌癥的傳統治療手段包括手術和放化療，但對諸如結直腸癌、頭頸部腫瘤患者的生存期均無太大改善。目前分子靶向治療成為研究熱點。大量研究顯示，EGFR在多種惡性腫瘤中高表達，包括肝癌、肺癌、結腸癌、乳腺癌、胃癌、前列腺癌、頭頸部癌等。例如在頭頸部鱗癌(HNSCC)患者中，90%以上EGFR表達陽性[7]，70%～90%的結直腸癌患者，腫瘤組織存在EGFR高表達[30]，EGFR在肝癌組織中的表達率也高達68%[31]。EGFR的高表達現象常預示腫瘤細胞增殖快、轉移快、對放療不敏感等，嚴重影響腫瘤治療效果，進而使患者預后差，生存期縮短。西妥昔單抗在癌癥的治療中取得了良好療效。例如在結直腸癌的治療中，其有效延長了結直腸癌患者的生存期，單藥緩解率為10%，與放化療聯合有效率可增至20%[17-32]。由于其分子結構的特異性及對機體免疫應答的調節[33]，我們設想將其與調節機體抗腫瘤免疫的重要成分NK-DC聯合起來，對癌癥患者進行過繼性免疫治療，不但可以通過檢測癌癥患者EGFR的表達水平進行針對性的靶向治療，還可以通過有效地體外擴增患者的外周血NK細胞(可以與西妥昔單抗Fc段特異性結合的FcγRⅢa陽性的NK細胞)，并通過NK-DC的相互作用，增加活化的NK-DC數量，對患者進行細胞再回輸等免疫治療，發揮更加強大的細胞免疫抗腫瘤作用，從而進一步有效地提高癌癥的治療效率，這也將為臨床治療癌癥翻開嶄新的一頁。

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