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樹突狀細(xì)胞免疫治療的困惑與希望

2013-12-02 11:21 閱讀:10559 來源:醫(yī)脈通 責(zé)任編輯:李思杰
[導(dǎo)讀] 隨著腫瘤診療技術(shù)的不斷提高和對(duì)腫瘤生物學(xué)特征的深入認(rèn)識(shí),腫瘤患者的生存質(zhì)量已得到較大改善,但大部分腫瘤仍不能被治愈。臨床應(yīng)用經(jīng)典治療方法所取得的完全緩解率仍較低。 白血病、淋巴瘤等腫瘤雖能取得較高的完全緩解率,但殘存腫瘤細(xì)胞仍是疾病復(fù)發(fā)、難

    隨著腫瘤診療技術(shù)的不斷提高和對(duì)腫瘤生物學(xué)特征的深入認(rèn)識(shí),腫瘤患者的生存質(zhì)量已得到較大改善,但大部分腫瘤仍不能被治愈。臨床應(yīng)用經(jīng)典治療方法所取得的完全緩解率仍較低。
 


    白血病、淋巴瘤等腫瘤雖能取得較高的完全緩解率,但殘存腫瘤細(xì)胞仍是疾病復(fù)發(fā)、難治的根源,這類腫瘤患者長(zhǎng)期生存率仍不高,急需尋找更有效的腫瘤治療方法。

    以樹突狀細(xì)胞(dendriticcells,DC)為代表的細(xì)胞免疫治療有可能成為最有希望的腫瘤治療新方法。與其他免疫治療方法相比,樹突狀細(xì)胞免疫治療具有主動(dòng)性免疫、特異性好、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn),能夠針對(duì)性地f肖滅殘存腫瘤細(xì)胞或腫瘤干細(xì)胞,發(fā)揮強(qiáng)大的抗腫瘤免疫效應(yīng)。

    治療性樹突狀細(xì)胞疫苗的問世讓人們看到腫瘤治療的希望,隨著腫瘤相關(guān)抗原(tumor—associatedantigens,TAA)不斷被發(fā)現(xiàn),利用樹突狀細(xì)胞攝取、加工、處理這些TAA并遞呈給CD;T細(xì)胞,產(chǎn)生腫瘤特異性細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞(cytolyticTcells,CTL),從而發(fā)揮特異性殺傷腫瘤作用。根據(jù)這一原理設(shè)計(jì)的一系列樹突狀細(xì)胞樹突狀細(xì)胞疫苗正在進(jìn)行臨床I、Ⅱ期試驗(yàn),2010年美國(guó)FDA批準(zhǔn)了世界上第一個(gè)樹突狀細(xì)胞—T疫苗(provenge)用于治療前列腺癌。

    1樹突狀細(xì)胞功能與來源

    樹突狀細(xì)胞又稱經(jīng)典樹突狀細(xì)胞或髓樣DC(myeloidDC,mDC),是一群異質(zhì)性較大、功能最強(qiáng)的專職抗原遞呈細(xì)胞(antigenpresentingcells,APC),通過激活初始T細(xì)胞及B細(xì)胞發(fā)揮抗病毒、抗細(xì)菌免疫效應(yīng),是連接初始免疫和繼發(fā)免疫的中心環(huán)節(jié)。

    未成熟樹突狀細(xì)胞在外周攝取及加工處理抗原并游走至淋巴器官,遞呈抗原給初始T細(xì)胞,誘導(dǎo)產(chǎn)生**性或耐受性T細(xì)胞免疫反應(yīng)。非成熟樹突狀細(xì)胞攝取處理抗原能力較強(qiáng),而成熟樹突狀細(xì)胞以抗原遞呈功能為主。

    當(dāng)受到外源性抗原或“危險(xiǎn)信號(hào)”**時(shí),樹突狀細(xì)胞攝取、加I:處理這些抗原為抗原肽并與樹突狀細(xì)胞表面MHCI、Ⅱ類分子(信號(hào)1)結(jié)合,通過抗原遞呈激活初始T細(xì)胞。為保證誘發(fā)抗原特異性的免疫**反應(yīng),樹突狀細(xì)胞還需分泌共**分子(信號(hào)2)及特征性細(xì)胞因子白細(xì)胞介素12(IL一12)等(信號(hào)3)。

    常見的共**分子主要有CD(B7.1)、CD(B7.2)及CD,它們分別與T細(xì)胞上的CD或CD401結(jié)合而誘導(dǎo)免疫**反應(yīng);當(dāng)共**分子與T細(xì)胞上的細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4(cytotoxicTlymphocyte—associatedantigen一4,CTLA一4)或程序性死亡分子(programmeddeath一1,PD一1)結(jié)合時(shí),或者樹突狀細(xì)胞不能分泌IL一12時(shí),樹突狀細(xì)胞將誘導(dǎo)完全相反的免疫效應(yīng)即免疫耐受。

    樹突狀細(xì)胞雖分布廣泛,但僅占人外周血單個(gè)核細(xì)胞的1%以下,必需通過體外擴(kuò)增才能獲取滿足臨床治療需要的樹突狀細(xì)胞數(shù)量。早期培養(yǎng)樹突狀細(xì)胞主要以骨髓CD;干細(xì)胞為主要來源,隨著技術(shù)的改進(jìn),目前已能利用外周血、骨髓、臍血單核細(xì)胞以及白血病細(xì)胞進(jìn)行樹突狀細(xì)胞培養(yǎng),經(jīng)典培養(yǎng)方案主要由粒細(xì)胞集落**因子(GM—CSF)、IL.4等組成,培養(yǎng)時(shí)間常在1-2周之間。

    研究顯示,單核細(xì)胞來源的樹突狀細(xì)胞(monocyte—derivedDC,Mo—DC)具有和骨髓cD矗干細(xì)胞來源的樹突狀細(xì)胞完全相同的細(xì)胞表型、初始T細(xì)胞**能力等特點(diǎn),應(yīng)用各種形式的TAA負(fù)載Mo—DC所制備的樹突狀細(xì)胞疫苗在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中取得了良好效果。

    2樹突狀細(xì)胞疫苗臨床試驗(yàn)結(jié)果及存在的問題

    自1995年首例樹突狀細(xì)胞疫苗被報(bào)道以來,已有100個(gè)以上的樹突狀細(xì)胞疫苗的研究報(bào)告。目前正在進(jìn)行的臨床試驗(yàn)多采用腫瘤細(xì)胞裂解物、獨(dú)特性抗體、抗原肽、腫瘤DNA或總RNA等負(fù)載樹突狀細(xì)胞或腫瘤細(xì)胞與樹突狀細(xì)胞融合的技術(shù),制備成樹突狀細(xì)胞疫苗,用以治療黑色素瘤、腎癌、淋巴瘤、白血病等。

    無論采用自體或異基因樹突狀細(xì)胞,幾乎所有臨床I、Ⅱ期試驗(yàn)都取得了顯著的免疫學(xué)指標(biāo)及患者生活質(zhì)量的改善,同時(shí)表現(xiàn)出不良反應(yīng)少和患者耐受性好的優(yōu)點(diǎn),并且觀察到個(gè)別患者腫瘤體積明顯縮小。

    在腫瘤抗原比較明確的黑色素瘤,約有10%~20%的患者已經(jīng)受益。我們應(yīng)用自體樹突狀細(xì)胞治療白血病及淋巴瘤取得了血液學(xué)指標(biāo)及腫瘤特異性免疫學(xué)指標(biāo)的顯著改善,并觀察到個(gè)例患者的顯著療效。

    但大部分臨床試驗(yàn)均未觀察到有臨床學(xué)證據(jù)級(jí)別的療效,可能的解釋有:(1)用藥時(shí)機(jī)、細(xì)胞劑量和應(yīng)用次數(shù)等尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn);(2)細(xì)胞注射途徑不一;(3)抗原負(fù)載方式不同;(4)來自患者的Mo—DE存在功能缺陷;(5)機(jī)體存在較多調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatoryTcells,Treg)導(dǎo)致免疫耐受,或腫瘤負(fù)荷較重;(6)尚無能較好地反應(yīng)臨床免疫學(xué)療效的指標(biāo);(7)沒有標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)合用藥方案。

    綜上,樹突狀細(xì)胞疫苗的療效是否已經(jīng)達(dá)到平臺(tái)期?能否進(jìn)一步增強(qiáng)樹突狀細(xì)胞疫苗的療效和減少宿主免疫耐受?都需要深入研究。

    3
樹突狀細(xì)胞免疫治療的優(yōu)化策略

    理想的樹突狀細(xì)胞疫苗應(yīng)能高表達(dá)樹突狀細(xì)胞成熟分子如MHCI類和Ⅱ類分子、共**分子、各種黏附分子、細(xì)胞因子及趨化因子等,從而有效激活初始CD;T細(xì)胞向Th1分化并分泌γ干擾素(IFN-γ)等正向免疫調(diào)節(jié)因子;同時(shí)激活cD;T細(xì)胞成為CTI并分泌IFN-γ等細(xì)胞因子;樹突狀細(xì)胞表達(dá)的B7分子能與T細(xì)胞表面具有正向調(diào)節(jié)作用的CD分子有效結(jié)合,發(fā)揮正向免疫調(diào)節(jié)作用。

    若樹突狀細(xì)胞成熟度不好,上述各類分子及細(xì)胞因子將會(huì)弱表達(dá)或不表達(dá),導(dǎo)致不能有效**T細(xì)胞活化和產(chǎn)生正向免疫效應(yīng);或樹突狀細(xì)胞表面分子與T細(xì)胞表面具有負(fù)向調(diào)節(jié)作用的分子結(jié)合,誘導(dǎo)T細(xì)胞無能或免疫耐受。

    為達(dá)到更好的抗瘤效果,一系列針對(duì)樹突狀細(xì)胞疫苗的改進(jìn)措施應(yīng)運(yùn)而生,如采用不同細(xì)胞因子組合的培養(yǎng)方案,添加各種免疫佐劑如鑰孔戚血藍(lán)素(KLH)、IL-2及IFN-γ等,采用多種抗原負(fù)載形式如凋亡小體及抗原肽等,與其他免疫細(xì)胞共育,阻斷免疫抑制相關(guān)分子如CTLA-4及PD-1等,以及聯(lián)合化療或細(xì)胞因子(如GM—CSF等)的治療方案,取得了明顯效果。

    3.1NK細(xì)胞與樹突狀細(xì)胞共作用

    NK細(xì)胞作為機(jī)體固有免疫的重要組成部分,是機(jī)體抗腫瘤、抗感染的第一道天然防線。早先報(bào)道認(rèn)為NK細(xì)胞在造血干細(xì)胞移植中發(fā)揮著重要的抗腫瘤免疫作用,繼而有研究證實(shí)樹突狀細(xì)胞可有效激活NK產(chǎn)生大量IFN-γ和TNF-γ僅等細(xì)胞因子,而這些細(xì)胞因子又能進(jìn)一步促進(jìn)樹突狀細(xì)胞的成熟。

    產(chǎn)生相互協(xié)同作用。有研究顯示當(dāng)NK與樹突狀細(xì)胞作用后,可顯著增強(qiáng)樹突狀細(xì)胞對(duì)cD;和cD;T細(xì)胞的誘導(dǎo)及特異性抗腫瘤免疫作用,我們先前的研究也證實(shí)了此點(diǎn)。

    靜息NK細(xì)胞被Toll樣受體(toll-likereceptor,TLR)的配體(IL-2及IL-12等)激活后可體外誘導(dǎo)樹突狀細(xì)胞成熟并促進(jìn)IL-12p70產(chǎn)生,使這些樹突狀細(xì)胞產(chǎn)生功能更強(qiáng)的抗腫瘤CTL效應(yīng)。

    由于NK細(xì)胞數(shù)量上的優(yōu)勢(shì)及廣泛的非特異性殺傷優(yōu)勢(shì),加之樹突狀細(xì)胞能賦予其特異性殺傷能力,故被認(rèn)為有可能成為最終在治愈腫瘤方面發(fā)揮重要作用的免疫細(xì)胞。

    隨著具有NK和T細(xì)胞雙重功能的細(xì)胞因子誘導(dǎo)的殺傷細(xì)胞(cytokine.inducedkiller,CIK)的成功培養(yǎng),樹突狀細(xì)胞.CIK細(xì)胞成為另一有希望的腫瘤免疫治療方法。

    3.2中藥對(duì)樹突狀細(xì)胞功能的影響

    研究表明,多種中藥具有增強(qiáng)NK細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、B細(xì)胞及樹突狀細(xì)胞的功能及抑制Treg細(xì)胞的作用,還能直接抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng),是一類極具應(yīng)用前景的雙向免疫調(diào)節(jié)藥物,有望在抗腫瘤免疫中發(fā)揮重要作用。

    樹突狀細(xì)胞表面存在各種多糖類物質(zhì)受體,中藥成分多糖能與其中某些受體結(jié)合后通過信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)來實(shí)現(xiàn)其對(duì)樹突狀細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用。

    有研究證明黃芪多糖及香菇多糖能夠上調(diào)樹突狀細(xì)胞表面CDCD和MHC-II類分子表達(dá),促進(jìn)樹突狀細(xì)胞與CD;T細(xì)胞相互作用,并促進(jìn)樹突狀細(xì)胞分泌IL-12,誘導(dǎo)初始CD:T細(xì)胞向Thl型反應(yīng)漂移。我們先前的研究也證明黃芪多糖等中藥成分可以促進(jìn)樹突狀細(xì)胞的分化成熟及增強(qiáng)其抗原遞呈功能。因此,應(yīng)用中藥作為樹突狀細(xì)胞的免疫佐劑或與樹突狀細(xì)胞聯(lián)合應(yīng)用于臨床,有望獲得較好的抗腫瘤免疫效應(yīng)。

    3.3去除免疫抑制細(xì)胞對(duì)樹突狀細(xì)胞疫苗療效的影響

    胸腺來源的Treg是一群CD;cD矗、表達(dá)FoxP3、CTLA-4及糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的腫瘤壞死因子受體(glucoeortieoid—induced~lmornecrosisfactorreceptor,GITR)相關(guān)蛋白的抑制性免疫細(xì)胞,其主要作用為抑制T細(xì)胞、B細(xì)胞、NK及NKT細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞及其他APC的活性,維持機(jī)體的免疫耐受。

    已經(jīng)證明在絕大多數(shù)腫瘤患者體內(nèi),Treg細(xì)胞數(shù)量增高并與預(yù)后呈負(fù)相關(guān)。新近發(fā)現(xiàn)的另一免疫抑制細(xì)胞髓源抑制細(xì)胞(myeloid.derivedsuppressorcells,MDSC)廣泛存在于腫瘤患者體內(nèi)并能顯著上調(diào)Treg細(xì)胞數(shù)量和IL-10表達(dá)水平,被認(rèn)為是比Treg細(xì)胞功能更強(qiáng)的免疫抑制細(xì)胞。

    新近有研究報(bào)道,應(yīng)用小劑量環(huán)磷酰胺、來那度胺、硼替佐米等藥物能夠選擇性地去除體內(nèi)Treg細(xì)胞,使樹突狀細(xì)胞疫苗療效明顯提高。

    4新型樹突狀細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)

    1958年,Lennert和Remele發(fā)現(xiàn)一群細(xì)胞定位于活性淋巴結(jié)周圍,呈漿細(xì)胞形態(tài),后來研究發(fā)現(xiàn)這些細(xì)胞表達(dá)T細(xì)胞和單核細(xì)胞的表面標(biāo)志,因此被命名為漿細(xì)胞樣T細(xì)胞或漿細(xì)胞樣單核細(xì)胞。

    20世紀(jì)80年代,病理學(xué)家發(fā)現(xiàn)這群細(xì)胞聚集在炎癥、腫瘤和皮膚周圍淋巴組織內(nèi),但對(duì)它們的具體功能還不是很了解。

    1997年,Liu等證明該類細(xì)胞能夠產(chǎn)生大量I型干擾素(interfron,IFN),故命名為干擾素產(chǎn)生細(xì)胞(interferonproducingcells,IPC),后來研究發(fā)現(xiàn)其在IL-3和CD40L作用下能夠獲得成熟樹突狀細(xì)胞的表型,并能誘導(dǎo)幼稚型T細(xì)胞向Thl或Th2分化,因其形態(tài)酷似漿細(xì)胞,而功能與樹突狀細(xì)胞類似,遂被正式命名為漿細(xì)胞樣樹突狀細(xì)胞(plasmacytoiddendriticcells,pDC),簡(jiǎn)稱漿樣樹突狀細(xì)胞或pDC。

    當(dāng)其受到病毒或CpG**時(shí),通過激活其獨(dú)有的表面受體TLR7或TLR9,迅速產(chǎn)生大量I型干擾素(IFN-ɑ和IFN-β),激活B細(xì)胞、NK細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等天然免疫細(xì)胞,在機(jī)體保護(hù)性免疫方面發(fā)揮重要作用,是調(diào)節(jié)抗感染初始免疫的中心環(huán)節(jié)。

    它是否和經(jīng)典樹突狀細(xì)胞一樣,具有腫瘤抗原遞呈能力和誘導(dǎo)特異性抗腫瘤免疫反應(yīng)一直存在爭(zhēng)議。有學(xué)者分別從人和鼠急性白血病、黑色素瘤、乳腺癌、頭頸部腫瘤和卵巢癌等腫瘤部位或瘤旁組織中分離鑒定出pDC的存在,推測(cè)這種腫瘤浸滑性pDC在誘導(dǎo)腫瘤特異性T淋巴細(xì)胞反應(yīng)中發(fā)揮作用。

    認(rèn)為pDC除分泌IFN介導(dǎo)初始免疫外,還可能具有某種程度的抗原遞呈能力,介導(dǎo)繼發(fā)免疫,但其能否作為制備腫瘤疫苗的重要細(xì)胞,目前尚鮮見報(bào)道。我們的研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)細(xì)菌活化的pDC具有較好的mDC樣作用,證實(shí)了pDC功能可塑性的存在。

    根據(jù)已有研究結(jié)果,pDC還具有以下優(yōu)勢(shì):(1)抗腫瘤免疫更持久。pDC不僅能誘導(dǎo)初始CDIT細(xì)胞向Th1分化,還能誘導(dǎo)產(chǎn)生記憶性T細(xì)胞;

    (2)MHClI類分子表達(dá)和抗原遞呈能力更強(qiáng)。有研究發(fā)現(xiàn)pDC加工合成MHCII類抗原的能力強(qiáng)于樹突狀細(xì)胞,造成這種區(qū)別的原因是這兩種細(xì)胞被激活后轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)子不同[mDC為promoterⅢ(Pm);pDC則為promoterI(PI)],PI能使pDC持續(xù)合成MHC1I類分子并不斷攝取新的抗原;

    (3)pDC具有部位優(yōu)勢(shì),抗腫瘤免疫更迅速、更具針對(duì)性。mDC只能在淋巴結(jié)內(nèi)激活T細(xì)胞,被活化的T細(xì)胞需遷移至病變部位才能發(fā)揮作用;而pDC直接在發(fā)病部位激活T細(xì)胞,迅速發(fā)揮抗腫瘤免疫效應(yīng),并能根據(jù)腫瘤抗原的更新及時(shí)處理和遞呈,其免疫效應(yīng)更具針對(duì)性;

    (4)時(shí)間優(yōu)勢(shì),培養(yǎng)、活化pDC所需時(shí)間更短。由于pDC本身份泌大量干擾素促使自身成熟,使其具有抗原遞呈能力的時(shí)間明顯短于mDC。

    有研究利用這一特性,聯(lián)合應(yīng)用IFN成功培養(yǎng)出快速樹突狀細(xì)胞(fastDC);(5)pDC具有更好的抗原交叉遞呈能力,特異性抗腫瘤免疫作用更強(qiáng)。

    有研究發(fā)現(xiàn)pDC能較好地處理外源性抗原并交叉遞呈給cD;T細(xì)胞,發(fā)揮特異性抗腫瘤免疫作用。綜上所述,pDC有可能成為繼經(jīng)典樹突狀細(xì)胞之后新的細(xì)胞免疫治療方法。

    5結(jié)語

    腫瘤的本質(zhì)是遺傳性、免疫性疾病,以樹突狀細(xì)胞為代表的細(xì)胞免疫治療能夠恢復(fù)免疫功能和糾正免疫失衡,因此有可能治愈腫瘤。從目前結(jié)果看,樹突狀細(xì)胞治療已經(jīng)顯示出潛在的臨床療效優(yōu)勢(shì)和較少、較輕的毒副作用。

    通過對(duì)其功能進(jìn)一步改善、臨床應(yīng)用規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)化、機(jī)體免疫耐受去除等一系列深入研究,相信樹突狀細(xì)胞一定能成為治療腫瘤的有效方法。


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