樹突狀細胞在腫瘤免疫治療中的臨床應用進展

2020-02-15 22:11:57曾林梅龍金華金風

醫學綜述 2020年23期

曾林梅，龍金華，金風

(1.貴州醫科大學臨床醫學院，貴陽550000； 2.貴州省腫瘤醫院頭頸腫瘤科，貴陽550000)

樹突狀細胞(dentritic cell，DC)最初由Steinman和Cohn于1973年在小鼠脾臟中發現[1]，是迄今為止功能最強大的抗原呈遞細胞，因成熟時有許多樹狀或偽足樣突起而得名。DC常被稱為“天然佐劑”，已成為抗原傳播的天然媒介，具有免疫應答和免疫耐受兩種功能，對維持免疫平衡具有重要作用。在病理條件下，DC的生理功能受到嚴重影響。在腫瘤微環境中，存在各種作用于DC的抑制性細胞因子，導致DC功能異常，進而使腫瘤細胞逃脫免疫系統的監視[2-3]。隨著對DC生物學知識及其免疫應答機制的深入研究，DC疫苗的發展越來越迅速。研究表明，腫瘤表達的抗原(包括腫瘤特異性抗原)可以負載在DC上，在體外觸發免疫反應。近20多年來，DC作為抗腫瘤疫苗對各類種腫瘤(如乳腺癌、多發性骨髓瘤、前列腺癌、腎細胞癌、惡性黑色素瘤、結直腸癌和非小細胞肺癌)進行了抗原脈沖DC的臨床試驗，相關研究表明，載有抗原的DC疫苗是治療腫瘤安全且有前景的療法，但臨床療效有待確定[4]。可見，研究DC腫瘤疫苗對腫瘤免疫治療具有重大意義。現就DC亞群和功能以及DC相關疫苗及其對腫瘤治療的臨床應用進展進行綜述，以期為DC的免疫治療提供幫助。

1 DC亞群及功能

DC廣泛分布于全身各組織和器官(腦組織除外)，按來源途徑分為髓系DC(myeloid DC，mDC)和漿細胞樣DC(plasmacytoid DC，pDC)兩個亞群，兩者來源相似，但表型和生命周期不同。mDC包括真皮DC、朗格漢斯細胞、間質性DC、并指狀DC，近年研究發現，上述mDC是處于不同分化成熟階段或不同部位的同一類細胞[4]。mDC可通過局部抗原取樣遷移到二級的淋巴組織，從而啟動免疫應答[5]。pDC表面的主要組織相容性復合體(major histocompatibility complex，MHC)表達較低，但仍具有抗原呈遞能力，這些特性使pDC在抗病毒固有免疫中發揮重要作用，在某些情況下也參與自身免疫病的發生發展[6]。pDC主要負責建立適應性輔助性T細胞(helper T cell，Th細胞)Ⅰ型免疫應答，在白細胞介素-3和CD40配體的影響下，還能調節免疫應答，以誘導耐受[7]。pDC具有刺激分泌Ⅰ型干擾素的能力，在介導抗病毒免疫中起重要作用[8]。

按發育階段分類，DC可分為DC前體細胞、未成熟DC、遷移期DC、成熟DC。在功能上，DC可分為未成熟 DC和成熟DC兩個分化階段[9]。正常情況下，大多數DC處于未成熟狀態，未成熟DC具有很強的抗原攝取及加工能力，其表型低表達MHC、CD40、CD80和CD86等共刺激分子及細胞間黏附分子-1，因此抗原呈遞和激活初始T細胞的能力較弱。然而，未成熟DC在攝取抗原(包括體外加工)或受到某些因素刺激(主要是炎性刺激劑，如脂多糖、白細胞介素-1β、腫瘤壞死因子-α)后逐漸成熟，表達高水平的共刺激因子和黏附因子，抗原呈遞和激活初始T細胞能力增強，并發生遷移，由外周組織進入外周淋巴器官[10]。

2 DC免疫療法

機體免疫在腫瘤消除中具有一定的作用。有文獻提出，免疫反應能使轉移性黑色素瘤自發消退[11]。另有研究報道了B細胞和T細胞識別的免疫原性腫瘤相關或腫瘤特異性抗原的存在[12]。缺乏干擾素信號通路以及敲除穿孔素或重組激活基因1/2等基因小鼠的腫瘤患病風險更高[13]。可見，免疫系統對腫瘤消除具有保護作用。免疫系統和腫瘤之間的復雜關系包括消除、平衡、逃避三個階段，第一階段：誘導抗腫瘤的免疫應答，通過激活先天性和適應性免疫系統破壞腫瘤的免疫應答；第二階段：平衡階段，此階段腫瘤細胞的抗原性減弱，不能被免疫系統輕易識別和清除，但腫瘤細胞一直處于免疫系統的清除壓力下，無法過度生長，故腫瘤病變往往難以檢測出；腫瘤細胞對免疫系統的清除壓力產生抗性則進入第三階段——逃脫，在第三階段腫瘤不斷生長和擴張。由于DC在啟動免疫反應和免疫監測方面具有核心作用，推測DC可作為一種理想的抗腫瘤工具，有效根除腫瘤。一項對健康受試者的對照研究表明，注射含有抗原DC疫苗一次就足以誘導體內產生抗原特異性免疫反應，而單獨注射可溶性抗原并不能誘導機體免疫，表明DC可以成功裝載抗原，并可在注射后激活抗原特異性T細胞[14]。

涉及DC的研究方法較多，仍有待優化。離體單核細胞衍生DC是臨床試驗中最常采用的DC獲取方法，目前適用于接種佐劑或靶標的原代DC亞群類型尚不清楚。單核細胞衍生的DC不能與體內穩態存在的DC亞群相比，單核細胞衍生的DC更接近于體內炎癥反應期間的細胞。另外，誘導最強效和持久免疫反應的DC注射量、注射時間和注射途徑均未確定。

3 DC疫苗在腫瘤臨床治療中的應用

DC疫苗是近年來腫瘤免疫治療的熱點，通過體外誘導擴增DC，將負載不同腫瘤相關抗原的DC疫苗回輸至腫瘤患者體內，從而激活針對腫瘤細胞的細胞毒性T淋巴細胞(cytotoxic lymphocyte，CTL)，使患者獲得抗腫瘤能力。在過去10年中，包括體內和離體多種方法用于裝載腫瘤相關抗原的DC被開發，所產生的DC疫苗能發揮臨床相關的免疫應答[15-16]。在基礎研究和臨床應用方面，DC疫苗均顯示了在腫瘤預防和腫瘤治療方面的應用前景[17-19]。

3.1DC疫苗在肺癌治療中的應用近年來，我國肺癌發病率持續升高，患者臨床確診時往往已為晚期，經手術、放療和化療等治療后，通常預后仍較差，患者長期生存率較低。開展DC免疫療法治療肺癌的新策略，對于提升患者生存率和生存質量具有重要意義。

不同抗原致敏的DC疫苗對不同類型肺癌的臨床療效不同。例如，DC疫苗結合細胞因子誘導的殺傷細胞治療非小細胞肺癌的臨床效果顯著，治療后CD3、CD4、CD8T細胞百分率明顯升高，Th1/Th2細胞因子逐漸恢復正常，特別是Ⅱ期和Ⅲ期患者[20]。Ge等[21]研制了一種耐受性良好的新型抗非小細胞肺癌疫苗，可適度誘導抗腫瘤活性，無毒性，并可改善患者的生活質量。Chiappori等[22]將TP53轉染的DC疫苗(Ad.p53-DC)應用于復發性小細胞肺癌患者挽救化療的隨機對照Ⅱ期試驗發現，Ad.p53-DC疫苗對于復發性小細胞肺癌患者挽救化療是安全的，可引發20%～40%的患者出現特異性細胞毒性T細胞免疫應答。基于DC的外泌體(即攜帶多個分子的DC分泌的脂質納米囊泡)用于晚期非小細胞肺癌的Ⅰ期臨床試驗測試顯示，來源于自體DC、載有腫瘤相關抗原的外泌體是一種可行且耐受良好的治療策略；此外，一些患者疾病長期穩定，表現為特異性T細胞反應的激活和自然殺傷細胞溶解活性的增加[23-24]。DC疫苗目前廣泛應用于肺癌的臨床治療，如何進一步提高DC疫苗的效力仍是臨床研究的重點，加強致敏DC抗原的研究是今后研究的關鍵，DC疫苗的臨床使用方法、劑量和療程還需要大量臨床數據的支持，以進一步指導肺癌的診斷和治療。

3.2DC疫苗在鼻咽癌治療中的應用鼻咽癌在中國南部、東南亞、地中海盆地和阿拉斯加等地區的發病率較高[25]。目前，放療是臨床常用的惡性腫瘤治療手段，治療后存在復發或遠處轉移的可能，但對復發和轉移腫瘤患者尚無有效的治療方法。

DC疫苗對鼻咽癌有一定的療效。一項Ⅱ期研究評估了腺病毒-Δ潛伏膜蛋白1-潛伏膜蛋白2轉導的DC疫苗對16例晚期轉移性鼻咽癌患者的安全性和有效性，結果顯示，DC疫苗無顯著毒性，其中9例患者產生特異性T細胞應答，2例患者部分腫瘤減少[26]。另有研究調查了Ⅱ/Ⅲ期鼻咽癌患者接種自體DC疫苗后的安全性和有效性，結果顯示，接種DC疫苗患者的血清白細胞介素-2和γ干擾素水平以及自然殺傷細胞、CD4+T細胞的百分比均顯著增加；在遲發性超敏反應測試中，56.25%(9/16)的患者產生了Th1特異性免疫應答；所有患者未出現意外或嚴重的毒性反應，可見疫苗耐受性良好[27]。目前，DC疫苗的效力尚不能使腫瘤患者明顯獲益，未來DC的進一步修飾或將其與其他細胞免疫療法結合均可用于改善DC疫苗的有效性。

3.3DC疫苗在胃癌治療中的應用胃癌在全世界范圍內的發病率和病死率均較高。2015年中國癌癥統計數據顯示，中國男性胃癌發病率約為477.7/10萬，病死率約為339.3/10萬，女性胃癌發病率約為201.4/10萬，病死率約為158.7/10萬[28]。胃癌的傳統治療效果較差，急需尋找新的有效治療方法。

臨床數據表明，DC疫苗能夠提高患者體內CD3+、CD4+及CD4+/CD8+，可在一定程度上提高胃癌術后化療患者的免疫功能[29]。有研究報道，黑色素瘤抗原基因-3、人表皮生長因子受體-2基因在胃癌組織高表達，與胃癌的發生發展密切相關，使用它們裝載DC產生的疫苗可以產生特異性的抗腫瘤反應[30]。Gao等[31]評估54例接種DC疫苗胃癌和結直腸癌患者的疾病進展和臨床益處發現，DC/細胞因子誘導的殺傷細胞免疫療法是控制術后腫瘤生長的有效方法，不僅降低了術后的疾病進展風險，還可延長患者生存期。我國胃癌免疫治療的研究剛剛起步，免疫治療作為一種新的抗腫瘤治療策略，與化療、放療或其他治療相結合，將進一步延長胃癌患者的生存期，提高胃癌的治療水平。

3.4DC疫苗在肝癌治療中的應用肝細胞癌是全球范圍內最常見的惡性腫瘤之一，也是全球第三大惡性腫瘤死亡原因[32]。肝細胞癌的切除率為10%～30%，總體預后較差，5年生存率為5%～6%[33]。目前，免疫治療已成為繼手術、放療和化療后新的肝癌治療研究熱點。Lee等[34]對Ⅰ/Ⅱa期肝癌患者進行腫瘤抗原脈沖DC免疫治療，其中9例患者接種DC疫苗后24周內無腫瘤復發，89.6%(129/144)的不良事件是藥物不良反應，大多數患者接種DC疫苗后的抗腫瘤免疫應答增強。Shen等[35]對9例放療晚期肝細胞癌患者行個性化肽疫苗接種結合放射療法的免疫治療，結果顯示，6例患者甲胎蛋白水平顯著降低，且3例患者病變評估顯示有部分反應，其他 3例患者病情穩定，可見該治療方案安全性、耐受性好，無肝腎不良反應。

DC腫瘤疫苗在肝癌防治的基礎動物實驗和具體臨床應用中均顯示出良好的應用前景。動物實驗和Ⅰ/Ⅱ臨床研究表明，DC可以誘導特異性抗腫瘤免疫反應，使腫瘤消退或穩定[36]。以DC為基礎的免疫治療與其他免疫療法或治療手段結合是今后肝癌免疫治療的新方向[36]。

3.5DC疫苗在前列腺癌治療中的應用前列腺癌是發達國家男性腫瘤的第二大死亡原因，我國前列腺癌的發病率也逐年升高。目前，雄激素去勢仍是治愈局部晚期或播散性前列腺癌的唯一可行方法，在減少腫瘤生長方面有明顯的短期效果，但相當一部分患者對治療產生抵抗力，并出現快速腫瘤進展[37]。免疫療法是治療前列腺癌的新型療法，其中DC疫苗是公認的最有前途的前列腺癌疫苗。Xi等[38]將重組前列腺素特異性膜抗原和重組存活蛋白裝載到DC上制成DC疫苗，以皮下注射方式治療前列腺癌，結果顯示，接種該DC疫苗可成功誘導所有前列腺癌患者的遲發型超敏反應性和細胞免疫反應，無不良事件發生，部分患者病情有所緩解。對17例非轉移性去勢抵抗性前列腺癌患者進行人Tn型糖基化黏蛋白(Tn-MUC1)-DC疫苗測試的Ⅰ/Ⅱ期臨床研究顯示，在16例可評估患者中，11例患者的前列腺特異抗原加倍時間顯著改善；免疫應答分析顯示，7例患者中有5例患者表現出顯著的人Tn型糖基化黏蛋白特異性CD4+或CD8+T細胞反應，可見非轉移性去勢抵抗性前列腺癌患者接種人Tn型糖基化黏蛋白裝載的DC疫苗是安全的，不僅能夠誘導顯著的T細胞應答，還可以通過測量接種后的前列腺特異抗原加倍時間反映預后情況[39]。一項基于自體的抗原靶向DC疫苗的Ⅰ期試驗顯示，該疫苗安全有效，具有免疫上調和抗腫瘤活性，可使部分患者前列腺特異抗原下降，腫瘤消退[40]。

目前針對前列腺癌的治療性DC疫苗已經進行了大量的基礎研究和Ⅰ/Ⅱ期臨床試驗，但DC疫苗的廣泛應用仍然面臨諸多挑戰。如何進一步優化DC疫苗的抗腫瘤效應(如放療、化療、激素和抗腫瘤新藥)將是下一步研究的重點和難點。

3.6DC疫苗在其他癌癥治療中的應用 DC疫苗對其他腫瘤的治療也有效。使用癌胚抗原與破傷風類毒素脈沖的DC疫苗治療晚期結直腸癌的臨床研究顯示，接受DC疫苗注射患者未觀察到與治療相關的嚴重不良反應或毒性作用[41]。接種由多個患者分離的骨髓瘤細胞與粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子組合的自體DC融合的樹突體顯示出體液和細胞免疫應答的誘導，大多數晚期疾病患者的病情仍穩定[42]。評估替莫唑胺化療和膠質瘤細胞融合DC治療膠質母細胞瘤的安全性和臨床反應的臨床試驗顯示，膠質瘤細胞融合DC可安全誘導膠質母細胞瘤患者的抗腫瘤作用[43]。van de Loosdrecht等[44]針對老年急性髓性白血病患者研發了一種新型同種異體DC疫苗，且這種DC疫苗安全有效，能產生細胞和體液免疫應答。

4 腫瘤DC疫苗研究新趨勢

DC疫苗相對安全且無毒，主要適用于癌癥晚期患者[45]。腫瘤晚期患者的免疫力較差，可通過接種DC疫苗促進免疫應答。此外，鑒定與腫瘤生長相關的抗原也很重要。實際上，約10%的腫瘤抗原呈免疫原性，其中只有少數是腫瘤排斥抗原，即引發免疫應答導致腫瘤根除的抗原[46]。通過外顯子測序以及功能驗證法可以鑒定出真正的腫瘤排斥抗原[46]。外顯子測序是鑒定新的腫瘤特異性突變抗原的一種全新技術[47]。通過計算機可預測腫瘤突變體肽與MHCⅠ分子的親和力，強MHCⅠ親和力是強效免疫原性的一個潛在指標[48]。另外，抗原裝載也是研究熱點，每種疫苗應攜帶多種抗原，旨在激活更顯著的免疫系統效應物。因此，DC可以裝載腫瘤細胞(或腫瘤細胞裂解物)或轉染從腫瘤細胞中提取的RNA[46]。

DC疫苗最合適的給藥途徑也是研究的新趨勢。皮內途徑接種DC疫苗顯示，DC向淋巴結的遷移水平降低，而超聲引導的結內途徑接種DC疫苗存在將疫苗注射到脂肪而非細胞區域的風險[10]。由此可見，優化給藥途徑有助于更有效的疫苗接種。需要注意的是，DC可能無法有效地到達腫瘤部位，因此開發指導DC向腫瘤遷移的策略尤為重要。DC疫苗作為獨立治療劑可能具有局限性，與其他療法組合可以提高治療的有效性。研究顯示，將免疫療法與常規療法(手術、化療和放療)結合是目前臨床試驗關注的方向[49]。

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