树突状细胞亚群与肿瘤免疫治疗

田　丰，周　凯(综述)，王龙信(审校)

(1.解放军第二一○医院泌尿外科，辽宁 大连 116023； 2.南京军区南京总医院泌尿外科，南京 210002)



肿瘤医学

树突状细胞亚群与肿瘤免疫治疗

田丰1※，周凯2(综述)，王龙信2(审校)

(1.解放军第二一○医院泌尿外科，辽宁 大连 116023； 2.南京军区南京总医院泌尿外科，南京 210002)

摘要：树突状细胞(DC)在诱导和调节免疫反应中起关键作用，包括激活消除肿瘤细胞的细胞毒性T淋巴细胞。以DC为基础的肿瘤疫苗能够被机体耐受、很少有不良反应，同时又能诱导抗肿瘤的免疫反应，但是其效果有限。研究表明，DC具有多种表型，CD141+DC在抗肿瘤反应中扮演着重要的角色。这成为DC疫苗在体内应用发展的新方向。对不同DC亚群特殊功能的深入了解，以及对肿瘤抗原负载新方法的研究，为设计出更有效的DC肿瘤疫苗指出了一条更有希望的道路。

关键词：树突状细胞；亚群；疫苗；肿瘤；免疫治疗

树突状细胞(dendritic cell,DC)在发动和保持免疫反应中起关键作用。自从Steinman和Cohn[1]在40年前发现DC，并鉴定出它们是T细胞发动的免疫反应的重要介导者之后，在肿瘤免疫治疗中应用DC即成为了热点。DC已经被用来免疫肿瘤患者有近20年的历史[2]。到目前为止，多数DC疫苗是从患者体内分离出的DC或DC的单核细胞前体在体外负载肿瘤抗原，然后回输给患者。DC从注射部位迁移到引流的淋巴结，这些DC有些是初始的DC，有些是被激活的能诱导出肿瘤特异性T细胞来消灭肿瘤的DC。现阶段，大多数的实验是针对传统治疗方法无效的晚期肿瘤患者小队列的Ⅰ期临床研究。这些实验反映出这种方法有以下特点：①在很多恶性肿瘤中是可行的；②有很好的耐受性及很小的毒性；③在很多患者中能诱导出肿瘤特异性的免疫反应。然而早期的DC治疗临床效果有限，但是最近对DC生物学进一步的了解，以及从临床试验获得的新知识，为提高临床效果提供了新策略。将不同DC亚群能诱导出特异性免疫反应的独特能力与克服肿瘤介导的免疫抑制的方法相结合,已经成为DC疫苗发展的新的关键策略。现就DC亚群与肿瘤免疫治疗的研究进展予以综述。

1DC细胞亚群与抗肿瘤免疫

认识DC网络的复杂性对设计新型DC疫苗十分重要。人和小鼠DC存在很多亚群，它们在分布、表型和功能上各不相同[3]。DC大体可以广义地分为传统DC(conventional DC，cDC)、浆细胞样DC(plasmacytoid DC，pDC)和单核细胞演化的炎症性DC(inammatory monocyte-derived DC，MoDC)。cDC又可进一步根据位置分为淋巴器官内和迁移性DC。淋巴器官内DC直接从血液、淋巴或其他DC捕获抗原。而迁移性DC驻留于肺、皮肤、消化道内来捕获抗原，然后再迁移至淋巴组织向T细胞直接提呈抗原或与淋巴器官内DC共同分享抗原[3]。在这两个部位，cDC都能进一步被分为具有重要特殊功能的多种亚群。

目前有明确的证据表明在小鼠中淋巴器官内CD8+cDC亚群及与其相关的迁移性CD103+cDC能激活初始CD8+T细胞来清除肿瘤[4-5]。在这些模型中，肿瘤的消退同时也依靠Ⅰ型干扰素及CD8+DC在肿瘤部位的聚集[4-5]。在人中，与小鼠淋巴器官内CD8+/迁移性CD103+DC相对应的是CD141+(BDCA-3)DC亚群，存在于淋巴器官及周围组织中[6-7]。这种DC擅长于交叉提呈细胞抗原，大量激活肿瘤反应性CD8+T 细胞。人CD141+DC和小鼠CD8+/CD103+DC亚群都表达相同的XC趋化因子受体1(XC chemokine receptor 1，XCR1)，nectin样分子2(nectin-like molecule 2,Necl 2)，Necl2/CADM1,这些分子对CTL激活剂Toll样受体3(Toll-like receptor 3,TLR-3)有重要作用[3,7]。特别需要指出的是，在人CD141+DC和小鼠CD8+/CD103+DC都表达C型外源性凝集素(C-type lectin,CLR)-CLEC9A,而这些分子能识别死亡细胞暴露的肌丝，同时再介导死亡细胞抗原的交叉提呈[8-9]。这些发现为应用人CD141+DC进行免疫治疗提供了强有力的理论依据。

小鼠CD8+/人CD141+DC亚群在肿瘤免疫治疗中起重要作用，而其他DC亚群也不能被忽视。有证据表明，人CD141+DC和小鼠CD8+DC并不是具有交叉提呈功能的唯一DC亚群[10]。在肿瘤免疫反应中能专门诱导CD4+T细胞反应的DC亚群也是需要十分重视的[11]。小鼠CD11b+DC亚群在这方面是十分有效的[3]，但是在与其对应的人CD1c+cDC上还没有发现相似的作用。pDC的出现则通常预示着预后不良及肿瘤的耐受[12]。然而，最近发现激活的能产生Ⅰ型IFN的pDC在体外能产生抗肿瘤的免疫反应[13]。

目前，大多数临床试验中的DC(MoDC)都是体外在粒细胞巨噬细胞集落刺激因子和白细胞介素4刺激下获得的。尽管这种方法获得的DC在临床上应用了很久，但是在人体中与之相对应生理功能的DC的信息很少，而在抗肿瘤免疫反应中作用的证据更少。MoDC与炎症性的DC亚群相似，是由单核细胞在对炎症或感染的反应时快速发展而来的[14]。最近发现了一种形态和人表型与MoDC相似的DC亚群，这种DC在小鼠肿瘤部位发生的化疗诱发的免疫反应中起重要的作用，为MoDC在肿瘤免疫中的作用提供了第一个有利的证据[15]。但是，相对应的DC亚群也被发现在人乳腺癌和卵巢癌患者的腹水中对疾病的发展有促进作用[14]。

2利用DC的模式识别受体进行肿瘤免疫治疗

不同DC亚群共同拥有一系列独特的模式识别受体(pattern recognition receptor，PRR)，包括C型凝集素受体和Toll样受体，这些受体能够被用来增强肿瘤免疫治疗的效率[16]。在体内针对CLR的单克隆抗体可以靶向定位特殊的DC亚群[16-17]。这个方法可以绕开由于DC是体外产生和患者特异性疫苗而导致的迁移性较弱的问题，另外也可以在体内精确的定位单个或多个DC亚群。

DEC-205，一种被小鼠CD8+DC高表达的CLR，近期在肿瘤疫苗的发展中成为一个热点。应用DEC-205特异性单抗传递肿瘤抗原可以刺激CD4+和CD8+T细胞产生免疫反应，从而使已经建立的肿瘤模型消除或生长延缓，并且效果优于体外抗原负载的DC[18]。目前抗DEC-205单抗(CDX-1401)正在针对表达肿瘤抗原NY-ESO-1的晚期癌症患者进行Ⅰ/Ⅱ期临床试验(CellDex Therapeutics; NCT00948961)的评估。在人类，MoDC，CD141+DC，CD1c+DC和pDC均表达DEC-205，在体外这些DC都显示DEC-205单抗介导的抗原传递能刺激CD4+和CD8+T细胞的免疫反应[10,19]。虽然针对所有人类DC亚群的的背对背比较还没有正式进行，但是有证据显示CD141+DC亚群与其在小鼠中对应的DC相同，DEC-205对CD8+T细胞交叉提呈抗原效率特别高[10,19]。这可能是因为其他DC是由胞内小室进行交叉提呈抗原，而其是应用DEC-205进行转运有关[10,19]。

CD141+DC亚群特殊靶向标记的候选标志是死亡细胞识别受体CLEC9A。抗CLEC9A单抗在小鼠体内具有把抗原给传递CD8+DC，从而诱导强大的体液免疫反应和CTL反应以及非常重要的保护性抗肿瘤反应的独特功能[20]。同时在诱导CTL上，与DEC-205相比，因为小鼠CD8+DC特殊表达了CLEC9A，从而使单抗在血中持续存在，延长了DC的抗原呈递时间并引起强大的体液免疫反应[21]。靶向针对人CD141+DC的CLEC9A可以在体外诱导CD4+和CD8+T细胞的免疫反应[22]，这种方法的体内效率的试验已获得批准。从以往的DC临床试验和小鼠DC的研究结果来看，激活DC而得到最佳的CTL反应才是最重要的。DC表达一系列的TLRs来刺激增强疫苗的免疫原性。不同DC亚群因表达不同TLRs而使激活的方法也不相同，在人和小鼠之间也不相同，这个问题比较复杂。在小鼠，TLR9在所有DC亚群都表达，它的配体CpG是一种有效的免疫佐剂。在人，临床试验显示CpG能增强体液和细胞介导的免疫反应，虽然有研究显示有部分不良反应[23]，但是大多数情况下耐受良好。然而，人TLR9的表达仅限于pDC和B细胞，因此CpG作为佐剂在人疫苗中的应用针对pDC要比针对cDC效率要高。TLR3配体，聚肌苷酸胞苷酸，在临床疫苗中作为佐剂得到越来越多的应用。它能激活CD141+DC，增强交叉提呈效果并引起Ⅰ型干扰素反应[6]。聚肌苷酸胞苷酸的衍生物Hiltonol和Ampligen，在人体内耐受性良好，能引起强大的Ⅰ型干扰素反应[24]，目前正与 DEC-205 靶向抗体一起进行试验(CellDex Therapeutics; NCT00948961)。TLR7/8抑制剂雷西莫特在人中能激活多种DC亚群，目前也在与DEC-205抗体进行联合试验同时也单独和联合与Hiltonol进行试验。目前还有很多方法正处于研究阶段，包括靶向肿瘤单抗抗原融合DC与TLR抑制剂共同注射，纳米颗粒、脂质体和表达DC受体单抗的纳米乳剂来替代多抗原，佐剂和靶向针对某个单个传递载体的方法[16]。

3增强肿瘤环境的免疫源性

一个主要妨碍有效诱导抗肿瘤反应的因素是肿瘤周围环境中的抑制因素。肿瘤利用细胞性或可溶性因子来直接抑制DC和T细胞的激活[25]，因此DC治疗需要联合增强肿瘤环境中的免疫源性来提高DC的作用。DC表达PRR来识别损伤相关分子模式(damage-associated molecular patterns，DAMPs)，这些是由正在死亡和破坏的肿瘤细胞释放的细胞内的成分，包括钙网织蛋白、丝状肌动蛋白、高迁移率族蛋白B1和腺苷三磷酸。DAMPs能增强DC的迁移性，激活或者易化肿瘤抗原的处理[26]。一些化疗和放疗刺激肿瘤细胞中的“免疫源性细胞死亡”从而暴露DAMPs增强了DC的功能[27]。化疗还能直接增强DC的功能，包括激活、迁移和抗原呈递，而诱导了强大的抗肿瘤反应[28]。这些都为DC疫苗联合化疗和(或)放疗提供了强有力的依据。以往已有试验证明这种方法是可行的，耐受能力强并产生了良好的临床反应，包括在卵巢癌、胰腺癌、结直肠癌、肝癌、黑色素瘤和高级别神经胶质瘤的患者[28]。值得注意的是，在转移性前列腺癌和高级别神经胶质瘤中，在化疗前应用DC疫苗要比之后应用疫苗临床效果要好[28]。这些结果反映出在联合治疗时要仔细计划，选取最佳方案来使临床效益最大化。

4克服免疫调节

近期在肿瘤免疫治疗中最令人振奋是在负性调节性T细胞CTL相关抗原4(CTL- associated antigen 4，CTLA-4)和程序性死亡受体1(programmed death 1，PD-1)抗体的研究进展[29-30]。针对CTLA-4和PD-1的单抗在黑色素瘤和其他的肿瘤中能诱导强大而持续的临床反应，但是针对CTLA-4的处理可能造成严重的不良反应[29]。联合DC免疫治疗和抗CTLA-4治疗在晚期黑色素瘤患者中是可行的而且耐受性良好，可以引起比单独应用其中任何一种方法更好的临床反应[30]。抗PD-1抗体也被认为在联合其他疫苗有着同样的增效作用[29]。在动物模型中，克服免疫抑制也是通过减少骨髓来源的抑制细胞和调节性T细胞的数量或降低其功能，应用共刺激因子拮抗剂(如CD137)来增强T细胞功能，阻断抑制性细胞因子(如白细胞介素10和转化生长因子β[25,31]等)来实现的。联合这些策略的DC免疫治疗将是未来研究的重点领域。

5结语

近年来，DC免疫治疗从一个针对特别患者、体外生成疫苗的简单概念转化成一个直接在体内针对特殊抗原和特殊功能DC亚群激活物的复杂治疗方法。对应用DEC-205靶向联合TLR3和TLR7/8抑制剂的临床实验结果令人期待。而这种方法联合化疗、放疗或针对主要免疫检查点抑制剂的抗体将很可能通过为DC提供更强的免疫源性环境而增强其效率。虽然目前对DC网络中特殊亚群复杂性的了解还在迅速地增加，但是特殊DC亚群在肿瘤进展和免疫中的角色，特别是在人中，仍然了解的还很少。有理由相信人CD141+DC的研究在DC疫苗中是非常重要的，但是其他亚群DC的作用及它们如何能被更好的应用来提高治疗效果也需要更多的工作来进行探索。

参考文献

[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编辑：楼立理

基金项目：国家自然科学基金(81472392，81372741)

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.11.018

中图分类号：R730.5

文献标识码A

文章编号：1006-2084(2015)11-1967-03