DC外泌体在恶性肿瘤中的研究进展

张传霞，崔雅楠，金浩范

(吉林大学白求恩第一医院 肿瘤中心，吉林 长春130021)

外泌体最早由Johnstone等在研究网织红细胞成熟过程中囊泡的形成时发现，是一种由各种活细胞通过内体途径产生并分泌的直径在40-100 nm级的小囊泡，由脂质双分子层包裹[1]。在外泌体被发现的最初十几年中，它的生物学作用一直没有引起人们足够的重视，直到1996年，有科学家发现B淋巴细胞能够分泌具有抗原提呈作用的外泌体，这种外泌体携带有MHC-II类分子、共刺激分子和黏附分子，能够直接刺激效应CD4+T细胞进而产生抗肿瘤效应[2]。随后，越来越多的研究发现，外泌体中还包含有DNA片段、mRNA、微小RNA、功能蛋白、转录因子等多种具有生物活性的物质，其本身的膜结构还能表达多种抗原、抗体分子，产生生物学效应。树突状细胞相关外泌体(Dex)是由免疫系统的前哨抗原提呈细胞形成的微小囊泡，与树突状细胞(DC)相似，含有许多表面分子，如功能性主要组织相容性复合体(MHC)-抗原肽复合物、共刺激分子CD86和CD80等，可参与DC的抗原提呈及T细胞激活，引起机体免疫调节。

1 Dex的来源

DC是人体内最有效的抗原提呈细胞(APC)，主要功能是刺激初始型T细胞增殖，从而激发机体免疫应答。DC质膜向内凹陷形成多泡内含体(MVB)，MVB内包含直径范围为30-100 nm的腔内囊泡(ILVs)，MVB与质膜融合后释放ILV进入细胞外形成Dex[3]。

2 Dex的组成

与DC类似，Dex表面膜的一个显著特征是存在MHC分子、CD86和CD80等共刺激分子，可参与DC的抗原提呈及T细胞激活作用，从而引起机体的免疫调节。除此之外，外泌体表面还包含多种蛋白，如整联蛋白α与β链(integrin α and β chains)、免疫球蛋白家族细胞间粘附分子-1(ICAM-1)、乳脂球EGF 8 (MFG-E8)以及MHC-I类分子和MHC-II类分子[4]。膜微域组织蛋白质，特别是跨膜四蛋白家族的蛋白质(例如CD63，CD81，CD9)也被发现存在Dex表面膜上，其中一些蛋白质具有参与外泌体与受体细胞间的相互作用。B细胞来源的外泌体是最早被鉴定为具有抗原提呈机制的外泌体，存在于外泌体表面的MHC-II类复合物可以诱导抗原特异性MHC-II类限制性T细胞应答[4]。随后，在Dex中也发现这一现象。此外，使用从肿瘤抗原刺激的DC中提取的Dex接种小鼠，可以引发肿瘤特异性细胞毒性T淋巴细胞(CTL)反应，从而控制或根除小鼠肿瘤[5]。除MHC-II类复

合物外，Dex还可以表达MHC-I类分子，能够在DC之间转移MHC-I-抗原肽复合物以有效激活CD8+T细胞[6]。除此之外，外泌体还包含mRNA和小RNA分子(包括miRNA)并在细胞间转移(称为“外泌体穿梭miRNA”)[7]，DC之间通过Dex来转移miRNA，因此，可以作为通信和转录后修饰的手段。 Dex外膜还存在各种细胞溶质蛋白，其中许多与Dex的生物来源有关(如膜联蛋白，RAB蛋白，TSG101)或者参与信号转导途径(如G蛋白和激酶)。对Dex蛋白质组的初步研究还发现，如热休克同源蛋白hsc73的胞质部分[8]，是hsp70家庭成员，可能与Dex免疫原性有关。

3 Dex抗肿瘤作用机制

3.1Dex可通过激活T细胞引起强烈的免疫应答，目前，已知Dex激活T细胞的方式主要包括两种[9]。首先，Dex膜表面的MHC-I类分子具有抗原加工与提呈作用，可以直接诱发相应T细胞免疫应答；Dex还可以通过其表面的共刺激分子CD86直接诱发肿瘤特异性CTL的免疫应答。其次，通过将MHC-抗原肽复合物提呈给未接触抗原的DC，Dex能更高效地激活T细胞的免疫应答；Dex还可通过其膜上的表面分子如整连蛋白和ICAMs促进与DC结合，携带有MHC-特殊抗原肽的Dex与DC融合后，使携带特殊抗原肽的DC数量增加，从而增强适应性免疫应答。Wang等研究证实[10]，成熟DC经过LPS和IFN-γ处理后释放的Dex，表面含有更多的ICAM-1和MHC分子及CD86分子，这可能与LPS可加强Dex与DC结合、IFN-γ可促进T细胞的激活有关。Dex与DC结合后，由于一部分Dex未被完全吞噬进入胞内仍结合在DC膜表面，其数量取决于DC的成熟状态，成熟的DC比未成熟的DC能使更多的Dex结合于膜表面，结合在DC膜表面的Dex仍可与T细胞相互作用引起免疫应答。

3.2DC可通过肿瘤坏死因子超家族配体(TNF SFL)诱导肿瘤细胞凋亡，Dex可表达相同的配体，Munich等研究证实[11]，Dex亦可通过TNF SFL杀伤肿瘤细胞。该研究将B16黑色素瘤细胞直接暴露于Dex，结果显示Dex能显著诱导肿瘤细胞凋亡，且成熟的Dex诱导作用更强。另外，成熟Dex还可杀伤其他多种类型癌细胞，包括肺鳞癌KLN205细胞和结肠癌MC38细胞等。

3.3Viaud等研究证实[12]，来源于人类未成熟DC的Dex在其表面上具有自然杀伤细胞活化受体(NKG2D)配体，可直接与自然杀伤细胞(NK)的NKG2D结合，从而导致NK细胞在体内活化。还发现，Dex在体内促进干扰素受体15α(IL-15Rα)依赖性增殖，进而增强NK细胞对肿瘤转移的控制作用。另有研究发现[13]，来源于人类未成熟DC的Dex在其表面上表达NKp30配体BAT3，其可以激活NK细胞。另外，凋亡相关因子配体和肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体的表面表达也使得Dex能够激活NK细胞，可以使Dex直接触发细胞凋亡蛋白酶激活从而引起肿瘤细胞凋亡。

4 Dex的免疫治疗

Besse等研究证实，成熟DC产生的Dex可负载更多共刺激分子和免疫球蛋白家族ICAM，进而使T细胞显著激活，引起强烈的免疫反应并延长恶性肿瘤患者无进展生存期[9]。在晚期肿瘤患者中已完成两项I期临床试验及一项II期临床试验，并在Ⅰ期临床试验中发现[14,15]，每周1次连续4周进行皮内注射由DC来源的含黑色素瘤相关抗原肽(MAGE)的Dex疫苗，其中包括9例体内表达MAGE的晚期NSCLC患者以及15例体内表达黑色素瘤相关抗原肽-3(MAGE3)的晚期黑色素瘤患者，结果显示可延长部分患者的无进展生存期，这可能与增加调节性T细胞(Treg)以及部分NK细胞的作用有关。在II期临床试验中[16]，22例铂类非敏感晚期NSCLC患者，口服环磷酰胺(CTX)治疗后，再进行每周1次连续4周皮内注射成熟的Dex治疗，结果显示有7例患者的病情无明显进展，对该试验进一步研究还发现，该部分患者经过Dex治疗后能明显诱导体内NK细胞的活化。另外，该试验也显示，Dex与CTX联合应用优于Dex单独应用。Thery等研究证实[17]，在肝癌小鼠模型中，Dex能诱导抗原特异性免疫反应，抑制肿瘤生长以延长小鼠生存期，但在肝癌患者中的相关研究尚未有报道。Wang 等研究证实[18]，在胃癌小鼠模型中，高温CO2(HT-CO2)处理的Dex能够降低热休克蛋白70的表达以显著抑制肿瘤细胞的生长，该研究还发现，HT-CO2处理的Dex能诱导肿瘤细胞凋亡，这些发现可能为腹腔镜切除术中消除游离癌细胞提供了一种新策略。Katakowski等研究证实[19]，皮下注射Dex可显著抑制大鼠恶性胶质瘤的生长，甚至可完全消灭肿瘤，这为恶性胶质瘤患者的治疗提供了新思路。

5 Dex免疫治疗的局限与展望

随着对恶性肿瘤研究的不断深入，Dex作为一种免疫治疗方法受到越来越多的关注，大量研究发现Dex具有很多的生物学功能并且与恶性肿瘤的关系密切，有望成为恶性肿瘤免疫治疗的有效手段。然而，对于Dex研究尚面临诸多亟待解决的问题，首先是外泌体的鉴定，目前尚无精确的、通用的准则；其次，Dex的作用机制较复杂，目前尚处于初步探索阶段，仍需要深入研究；除此之外，Dex应用于晚期恶性肿瘤患者时，由于患者固有免疫应答能力的减低[20]、既往接受过不同方式的治疗、依从性差等原因影响Dex的治疗效果[21]。尽管Dex应用于恶性肿瘤免疫治疗的研究尚处于初步阶段，但现有临床试验证明，Dex具有良好的安全性和有效性，因此，我们相信随着技术的不断发展以及人们对恶性肿瘤认识的不断深入，利用Dex进行恶性肿瘤的治疗将会在肿瘤领域中异军突起。