西妥昔單抗聯(lián)合NK-DC在腫瘤治療中的研究進(jìn)展

戚 寧，黃孫卉，張艷橋,*

0 引言

西妥昔單抗(Cetuximab)作為血管內(nèi)皮生長因子(EGFR)的單克隆抗體，2004年2月已被FDA批準(zhǔn)，單用或聯(lián)合伊立替康可用于治療轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌。2006年3月，該藥又獲得批準(zhǔn)可用于治療惡性頭頸部腫瘤。研究已證實(shí)其單藥或與放、化療聯(lián)合治療均可提高患者的術(shù)后生存期，并已廣泛用于頭頸部腫瘤[1]、結(jié)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(guān)于其對(duì)重要的抗腫瘤成分—自然殺傷細(xì)胞-樹突細(xì)胞(NK-DC)之間的影響成為研究熱點(diǎn)。并已在頭頸部腫瘤、結(jié)直腸癌中得到證實(shí)：西妥昔單抗加強(qiáng)了NK-DC的活性，增加了細(xì)胞毒性T細(xì)胞(CTL)的免疫應(yīng)答，增加了相關(guān)細(xì)胞因子—干擾素-γ(IFN-γ)等的釋放及輔助性T細(xì)胞I型(Th1)的產(chǎn)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(jìn)一步激活機(jī)體的抗腫瘤免疫應(yīng)答進(jìn)行系統(tǒng)綜述[7]。

1 西妥昔單抗的抗腫瘤免疫效應(yīng)

西妥昔單抗是抗血管內(nèi)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(jié)合后，促進(jìn)了抗體介導(dǎo)的受體二聚化和內(nèi)化作用，阻止了腫瘤細(xì)胞信號(hào)通路的傳導(dǎo)，促使腫瘤細(xì)胞凋亡。其直接的抗腫瘤效應(yīng)包括：①通過調(diào)節(jié)P27KIPI誘導(dǎo)了G1期細(xì)胞停滯；②通過激活caspase 8和bax促凋亡分子促進(jìn)細(xì)胞凋亡；③通過減少血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)等生長因子的產(chǎn)生，抑制腫瘤生長；④通過抑制金屬蛋白酶，抑制了腫瘤細(xì)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(duì)抗腫瘤細(xì)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(xì)胞的FcγRⅢa結(jié)合,通過介導(dǎo)ADCC發(fā)揮抗腫瘤免疫效應(yīng)；激活CD8+CTL及增加IFN-γ等因子的釋放；激發(fā)Th1介導(dǎo)的細(xì)胞免疫抗腫瘤應(yīng)答，從而極大程度增加了抗腫瘤效應(yīng)[7-9]。由于西妥昔單抗的多效抗腫瘤作用，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于結(jié)直腸癌的一、二、三線治療，并與伊立替康聯(lián)用，用于治療伊立替康單藥治療效果差的轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌[10]，聯(lián)合貝伐單抗治療腦膠質(zhì)瘤[11]，聯(lián)合卡鉑治療乳腺癌[12]，聯(lián)合拓?fù)涮婵抵委熥訉m頸癌[13]。此外，在胰腺癌[14]、食管癌[15]，非小細(xì)胞肺癌[16]等癌癥的治療中也發(fā)揮了強(qiáng)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(xì)胞克隆的群體化增加，從而增強(qiáng)了腫瘤細(xì)胞的放射抗拒性，因此抗EGFR制劑—西妥昔單抗，對(duì)腫瘤的放療也起著明顯的增敏作用，與放療聯(lián)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(lián)合使用均發(fā)揮了強(qiáng)大的抗腫瘤效應(yīng)，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(yīng)

2.1 NK細(xì)胞的生物學(xué)效應(yīng) 自然殺傷細(xì)胞(NK)來源于骨髓淋巴樣干細(xì)胞。由于其不受主要組織相容復(fù)合體(MHC)的限制性，無需抗原預(yù)先致敏，即可直接殺傷腫瘤細(xì)胞及病毒感染細(xì)胞，因此在機(jī)體抗腫瘤的免疫應(yīng)答中具有重要作用[18]。生理情況下，其表面的抑制性受體—?dú)?xì)胞免疫球蛋白受體(KIR)和殺傷細(xì)胞凝集素樣受體(KLR)占主導(dǎo)作用。但在病理狀況下，抑制性受體下調(diào)，活化性受體—細(xì)胞毒性受體NCR(NKG2D)發(fā)揮主導(dǎo)作用，其與結(jié)腸癌、胃癌等上皮腫瘤表面的MHC-I類分子結(jié)合，發(fā)揮殺傷作用[19]。NK細(xì)胞也可通過其表面表達(dá)的Fc受體(FcγRⅢ)，介導(dǎo)ADCC作用殺傷腫瘤細(xì)胞等靶細(xì)胞[20]。近期在頭頸部腫瘤及結(jié)直腸癌的體外實(shí)驗(yàn)中表明，F(xiàn)cγRⅢa158等位基因的不同可影響NK細(xì)胞的殺傷活性，并且結(jié)果顯示，F(xiàn)cγRⅢa158VV使NK細(xì)胞產(chǎn)生了更多的細(xì)胞因子，比FcγRⅢa158VF和FF發(fā)揮了更強(qiáng)大的抗腫瘤作用[21]。

2.2 樹突細(xì)胞的生物學(xué)效應(yīng) 樹突細(xì)胞(DC)作為體內(nèi)最重要的抗原提呈細(xì)胞，能顯著刺激初始 T細(xì)胞(native T cells),是機(jī)體適應(yīng)性T細(xì)胞免疫應(yīng)答的啟動(dòng)者，在適應(yīng)性T細(xì)胞免疫應(yīng)答的誘導(dǎo)中具有獨(dú)特的地位。除了通過表面的Toll樣受體(TLR)，敏感識(shí)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(xì)胞因子參與固有免疫外,DC還通過其表面表達(dá)的MHC-Ⅰ類和MHC-Ⅱ類分子，與抗原肽結(jié)合介導(dǎo)了強(qiáng)大的抗原攝取和提呈作用[22]。成熟的DC(mDC)上調(diào)MHC、共刺激分子(CD80、CD86)等的表達(dá)，由外周組織通過輸入淋巴管和血液循環(huán)進(jìn)入次級(jí)淋巴器官，激發(fā)適應(yīng)性T細(xì)胞免疫應(yīng)答。因此，DC被視為連接固有免疫應(yīng)答和適應(yīng)性免疫應(yīng)答的“橋梁”[23]。

2.3 NK-DC之間的相互作用及對(duì)抗腫瘤免疫的影響 近年來已有研究證實(shí)，NK細(xì)胞和DC細(xì)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(fù)合體激活了CD8+細(xì)胞毒性T細(xì)胞(CD8+CTL)。CTL通過釋放穿孔素/顆粒酶、Fas/FasL、TNF-α/TNFR-I等途徑對(duì)靶細(xì)胞展開強(qiáng)大的殺傷作用。同時(shí)通過抗原肽-MHC-Ⅱ類分子復(fù)合體及其表面的粘附分子為CD4+T細(xì)胞提供了活化信號(hào)，激活了CD4+T細(xì)胞介導(dǎo)的適應(yīng)性免疫應(yīng)答[24]。此外mDC還以通過分泌白細(xì)胞介素-12(IL-12)和白細(xì)胞介素-18(IL-18)等細(xì)胞因子為NK的活化提供了刺激信號(hào)，與抗原一起對(duì)NK進(jìn)行共同刺激，激活了NK細(xì)胞，展開NK-DC的放大反饋刺激效應(yīng)。報(bào)道顯示，DC與NK表面存在相同的模式識(shí)別受體(TLR3、TLR9)。在IL-12的作用下，活化的NK細(xì)胞可以殺傷對(duì)抗原無反應(yīng)性的DC(iDC)，并有利于募集對(duì)抗原有反應(yīng)性的成熟DC(mDC)，增強(qiáng)抗原提呈效率，誘導(dǎo)mDC釋放TNF-α、IFN-γ、IL-12等細(xì)胞因子，進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)CD8+T細(xì)胞應(yīng)答的誘導(dǎo)，激發(fā)更有效的CTL應(yīng)答，及上調(diào)趨化因子受體7(CCR7)，促進(jìn)DC進(jìn)入淋巴結(jié)從而發(fā)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(diào)CCR7募集DC進(jìn)入淋巴結(jié)中，并且增加了Th1細(xì)胞的極化[25]。此外，NK細(xì)胞可以裂解腫瘤細(xì)胞,釋放的細(xì)胞碎片經(jīng)DC吞噬處理,增強(qiáng)了內(nèi)源性抗原的交叉提呈作用。有報(bào)道顯示，活化的NK同樣表達(dá)MHC-Ⅱ類分子及CD80、CD86等T細(xì)胞活化的刺激分子，此類NK細(xì)胞不但對(duì)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(xì)胞及CD8+T細(xì)胞，發(fā)揮強(qiáng)大的免疫作用[26]。

3 西妥昔單抗對(duì)NK-DC通路的影響

ADCC在抗腫瘤免疫中發(fā)揮著重要的作用，西妥昔單抗不但通過直接阻斷致瘤信號(hào)來抑制腫瘤的生長，而且作為獨(dú)特的IgG1型抗體，通過介導(dǎo)強(qiáng)大的ADCC作用，有效控制了腫瘤的生長及轉(zhuǎn)移。相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)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(qiáng)了NK細(xì)胞的活化水平，提示西妥昔單抗在介導(dǎo)抗腫瘤細(xì)胞免疫中的重要作用[9-27]。其主要的作用機(jī)制為：通過IgG1的Fab段特異性地與靶細(xì)胞表面的EGFR結(jié)合，并通過其Fc段非特異性地與NK細(xì)胞表面的FcγR結(jié)合，這一作用極大地促進(jìn)了NK細(xì)胞的活化，裂解細(xì)胞并產(chǎn)生腫瘤細(xì)胞碎片及腫瘤細(xì)胞抗原(TA)，形成TA-mAb復(fù)合物。DC細(xì)胞作為機(jī)體最重要的抗原提呈細(xì)胞，發(fā)揮吞噬及提呈作用，由iDC進(jìn)行吞噬，由mDC提呈給抗原特異性的T細(xì)胞。mDC通過釋放IL-12等細(xì)胞因子進(jìn)一步活化NK細(xì)胞。此外，在單抗激發(fā)的ADCC作用中，抗體活化的NK細(xì)胞可通過釋放IFN-γ等細(xì)胞因子從而進(jìn)一步誘導(dǎo)DC的成熟[9-28]。近期研究證實(shí)，IgG1型單克隆抗體增加了NK細(xì)胞的活化表型CD25、CD69、NKp44、NKp30、CD40配體，同時(shí)增加DC的活化表型HLA-DR、CD86、和CD83，上調(diào)抗原提呈成分(AMP)，有效促進(jìn)抗原呈遞。此外在神經(jīng)膠質(zhì)瘤、頭頸部腫瘤及結(jié)直腸癌的相關(guān)研究中，均證實(shí)其通過NK-DC的放大反饋效應(yīng)，產(chǎn)生了ADCC作用，激發(fā)了強(qiáng)大的CTL抗腫瘤效應(yīng)，增加了CD4+T細(xì)胞，調(diào)動(dòng)了機(jī)體的固有免疫及適應(yīng)性免疫應(yīng)答，有利于為臨床治療腫瘤提供靶點(diǎn)[29](圖1)。

圖1 西妥昔單抗(mAb)與腫瘤EGFR結(jié)合聯(lián)合NK-DC的作用機(jī)制

4 西妥昔單抗聯(lián)合NK-DC在癌癥治療中的展望

目前，癌癥仍然是嚴(yán)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(huán)境中各種因素的影響，其發(fā)病率及死亡率均不斷上升。對(duì)于癌癥的傳統(tǒng)治療手段包括手術(shù)和放化療，但對(duì)諸如結(jié)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(diǎn)。大量研究顯示，EGFR在多種惡性腫瘤中高表達(dá)，包括肝癌、肺癌、結(jié)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(dá)陽性[7]，70%～90%的結(jié)直腸癌患者，腫瘤組織存在EGFR高表達(dá)[30]，EGFR在肝癌組織中的表達(dá)率也高達(dá)68%[31]。EGFR的高表達(dá)現(xiàn)象常預(yù)示腫瘤細(xì)胞增殖快、轉(zhuǎn)移快、對(duì)放療不敏感等，嚴(yán)重影響腫瘤治療效果，進(jìn)而使患者預(yù)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(jié)直腸癌的治療中，其有效延長了結(jié)直腸癌患者的生存期，單藥緩解率為10%，與放化療聯(lián)合有效率可增至20%[17-32]。由于其分子結(jié)構(gòu)的特異性及對(duì)機(jī)體免疫應(yīng)答的調(diào)節(jié)[33]，我們?cè)O(shè)想將其與調(diào)節(jié)機(jī)體抗腫瘤免疫的重要成分NK-DC聯(lián)合起來，對(duì)癌癥患者進(jìn)行過繼性免疫治療，不但可以通過檢測(cè)癌癥患者EGFR的表達(dá)水平進(jìn)行針對(duì)性的靶向治療，還可以通過有效地體外擴(kuò)增患者的外周血NK細(xì)胞(可以與西妥昔單抗Fc段特異性結(jié)合的FcγRⅢa陽性的NK細(xì)胞)，并通過NK-DC的相互作用，增加活化的NK-DC數(shù)量，對(duì)患者進(jìn)行細(xì)胞再回輸?shù)让庖咧委?，發(fā)揮更加強(qiáng)大的細(xì)胞免疫抗腫瘤作用，從而進(jìn)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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