樹突狀細胞疫苗在膠質(zhì)瘤免疫治療中的作用研究進展

沈 娟，符兆英，劉曉斌，陳美霓,2

(1.延安大學(xué)醫(yī)學(xué)院，陜西 延安 716000；2.陜西省延安市腫瘤防治研究重點研究室，陜西 延安 716000)

顱內(nèi)原發(fā)腫瘤中最常見的是腦膠質(zhì)瘤，流行病統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)在原發(fā)性顱內(nèi)腫瘤中其所占比例達到40%[1]，目前臨床上常以手術(shù)切除并綜合放射、化學(xué)治療，但復(fù)發(fā)率高，不良反應(yīng)重，嚴重影響預(yù)后[2]。其中膠質(zhì)瘤增長迅速的高級別膠質(zhì)瘤平均存活時間僅有1.5年左右，2年和5年的生存率分別為25%～30%和<5%[3]，所以探索一種可靠的治療策略有著非常重要的意義。近年來，在眾多的新療法中，主動免疫治療在當今腫瘤治療學(xué)中成為最具有潛力、引人關(guān)注的焦點。腫瘤免疫學(xué)治療是惡性腦膠質(zhì)瘤治療的熱點和發(fā)展方向[4]。樹突狀細胞(dendritic cell，DC)具有人體最強捕獲抗原和遞呈抗原的能力。本文綜述了DC疫苗在膠質(zhì)瘤免疫治療中的作用。

1 膠質(zhì)瘤免疫學(xué)特點

由于人們在實驗動物腦移植中觀察到的移植排斥反應(yīng)明顯弱于其他部位的滯后，因此許多學(xué)者認為，腦是一種免疫特權(quán)的器官，這可以歸因于腦組織血腦屏缺乏抗原提呈細胞、神經(jīng)元和主要組織相容性復(fù)合體等[5]。然而，自上世紀90年代以來研究表明，小膠質(zhì)細胞和星形膠質(zhì)細胞通過提供營養(yǎng)能量支持可能在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的免疫監(jiān)視中發(fā)揮作用，包括小膠質(zhì)細胞可表達一些巨噬細胞相關(guān)的表面標志物，包括MHC抗原等。越來越多的臨床數(shù)據(jù)和實驗結(jié)果證實，中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷后T細胞和抗體進入并與相應(yīng)的抗原結(jié)合，導(dǎo)致神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞的免疫應(yīng)答激活[6]。另有研究表明，血管內(nèi)皮細胞、星形膠質(zhì)細胞、巨噬細胞、平滑肌細胞可以通過血液循環(huán)被傳遞到抗原[7]，T細胞、NK細胞和巨噬細胞等可在中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷條件下通過血腦屏障向腦內(nèi)浸潤[8]，這提示中樞神經(jīng)系統(tǒng)存在免疫反應(yīng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。膠質(zhì)瘤的免疫反應(yīng)與機體的發(fā)生和演變密切相關(guān)，根據(jù)膠質(zhì)瘤免疫反應(yīng)的因素，機體存在一定的性能不足，證實膠質(zhì)瘤細胞能產(chǎn)生和分泌多種免疫分子，如轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)、白細胞介素-10(IL-10)、前列腺素E2(PGE2)等[9]。

2 DC生物學(xué)特性與作用

2.1DC生物學(xué)特性 DC是體內(nèi)功能最強大的抗原遞呈細胞，在免疫系統(tǒng)中它能直接激活體內(nèi)輔助性T細胞(Th)和細胞毒性T淋巴細胞(CTL)，也可使B細胞產(chǎn)生抗體。腫瘤抗原體外致敏DC是通過對DC分離和純化得來的，其可以通過高水平刺激MHC Ⅰ類分子和MHC Ⅱ類分子導(dǎo)致T細胞活化；同時誘導(dǎo)分泌IFN-α、IFN-γ、IL-3、IL-12等因子產(chǎn)生相關(guān)免疫應(yīng)答；可以通過基因工程產(chǎn)生抗腫瘤保護反應(yīng)等方法形成有效的抗腫瘤免疫反應(yīng)。國內(nèi)外動物實驗研究已證實，DC腫瘤疫苗能夠在動物體內(nèi)誘導(dǎo)產(chǎn)生抗腫瘤特異性免疫，明顯延長腫瘤動物模型的存活時間[10]。研究還發(fā)現(xiàn)，腫瘤細胞也可以釋放一些免疫抑制因素導(dǎo)致DC的功能改變，使腫瘤細胞逃避[11]。Gervais[12]發(fā)現(xiàn)健康者的DC含量明顯多于腫瘤患者。

2.2DC在腫瘤免疫中的作用 DC與不同部位、不同類型的腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和預(yù)后均密切相關(guān)，經(jīng)證實DC的數(shù)量與淋巴轉(zhuǎn)移、臨床分期有關(guān)，可作為一個獨立的預(yù)后因素[13]。其通過參與腫瘤細胞免疫逃逸、DC抗腫瘤機制、生成免疫抑制細胞等途徑抑制腫瘤的發(fā)生、發(fā)展[14]。

3 DC疫苗

3.1DC疫苗的種類 目前DC疫苗分為六種[15-17]：①可誘導(dǎo)腫瘤特異性抗原肽表面，誘導(dǎo)腫瘤抗原的免疫應(yīng)答的腫瘤特異性肽負載DC疫苗；②通過對腫瘤細胞裂解、凋亡或放射線照射等方式處理得到的腫瘤全細胞性抗原負載DC疫苗；③利用細胞融合技術(shù)將腫瘤細胞與DC細胞融合，誘導(dǎo)T細胞增殖的腫瘤細胞與DC融合的疫苗；④用電穿孔法轉(zhuǎn)染腫瘤細胞RNA，RNA脂質(zhì)體復(fù)合RNA腫瘤細胞轉(zhuǎn)染DC得到腫瘤細胞RNA負載DC疫苗；⑤通過非病毒載體和病毒載體介導(dǎo)的DNA進入DC得到腫瘤細胞DNA負載DC疫苗；⑥通過分泌具有抗原呈遞能力的Exosomes小體誘導(dǎo)T細胞免疫反應(yīng)的用胞外小體負載DC疫苗。近些年來，DC疫苗在大量的動物實驗中具有縮小腫瘤，防止轉(zhuǎn)移、復(fù)發(fā)的作用，部分疫苗已投入臨床實驗并取得了一定的療效[18]。

3.2DC疫苗與腫瘤免疫治療 腫瘤免疫治療是通過激發(fā)免疫系統(tǒng)功能對腫瘤治療的新療法[19]，是繼傳統(tǒng)療法如手術(shù)、化療、放療等之后的備受關(guān)注的腫瘤治療方法[20]。現(xiàn)被認可的腫瘤免疫治療方案有主動免疫治療和被動免疫治療。目前，DC疫苗屬于主動免疫治療，療法主要有兩種，一種是體外通過不同方法分化DC，獲得來自自體的抗瘤活性的T細胞在體外分化，然后將經(jīng)靜脈或皮下注射回輸給患者。另一種方法是通過某種方法使DC負載腫瘤抗原，再將此回輸來激發(fā)宿主抗腫瘤免疫應(yīng)答，產(chǎn)生特異性殺傷腫瘤細胞的作用。

4 DC疫苗在膠質(zhì)瘤中的作用及臨床應(yīng)用

4.1DC與膠質(zhì)瘤 長期以來，腫瘤治療的思路是尋找腫瘤細胞表面分子的特異性表達，或與正常細胞抗原結(jié)合，從而呈遞給效應(yīng)T細胞，識別殺傷腫瘤細胞，或用DC疫苗和IL-2、IFN-α等刺激因子激活機體抗腫瘤反應(yīng)。可實驗發(fā)現(xiàn)該治療效果不理想，主要問題是腫瘤抗原的缺乏，另一問題是腫瘤細胞可以通過分化、擴增或募集DC細胞來抵制抗腫瘤反應(yīng)。因此，腫瘤免疫治療一方面是發(fā)現(xiàn)和提取腫瘤細胞的抗原，以刺激T細胞的活化；另一方面，有必要降低腫瘤細胞的耐受性，即在體內(nèi)減少DC細胞的數(shù)量，或減少其功能活動，以提高機體的抗腫瘤反應(yīng)。在病理情況下如腦水腫的存在下，血腦屏障可以開放，同時頸淋巴結(jié)與腦脊液之間存在引流，淋巴細胞可以進入并發(fā)揮作用[21]；腦內(nèi)的小角質(zhì)細胞亦具備抗原提呈功能，又能表達HLA-II類分子和免疫共刺激分子，功能類似于巨噬系統(tǒng)細胞[22]。因此，中樞神經(jīng)系統(tǒng)有免疫反應(yīng)的物質(zhì)基礎(chǔ),可以發(fā)生相應(yīng)的免疫反應(yīng)，因此免疫治療具有可行性。

4.2DC疫苗在膠質(zhì)瘤中的應(yīng)用 國外的研究表明，采用腫瘤原致敏DC在淋巴瘤、惡性黑色素瘤、胃腸道腫瘤等臨床治療中均取得了明顯治療效果[23]。通過對U251、GL261等膠質(zhì)瘤細胞株體外實驗發(fā)現(xiàn)，從小鼠骨髓細胞中誘導(dǎo)培養(yǎng)樹突狀細胞，通過裂解得到的DC疫苗通過促進干擾素的分泌，可有效刺激幼稚T細胞形成特異性細胞毒性T細胞，體外殺傷膠質(zhì)瘤細胞[24]。動物實驗發(fā)現(xiàn)，對鼠腦膠質(zhì)瘤注射DC疫苗，可以誘導(dǎo)特異性細胞毒性T細胞，縮小腫瘤，延長動物生存期[25]。在臨床實驗中發(fā)現(xiàn)，膠質(zhì)瘤患者在手術(shù)加放化療后注射DC治療能夠產(chǎn)生使無進展生存期顯著提高，未發(fā)現(xiàn)明顯不良反應(yīng)，認為DC治療運用于膠質(zhì)瘤患者是安全有效的[26-27]。因此，DC疫苗被認為在抗腫瘤治療上是最有潛力的腫瘤疫苗。

5 問題與展望

探索生物免疫治療對惡性腫瘤的作用，DC疫苗將會對免疫原性低、侵襲性強、易復(fù)發(fā)的腦膠質(zhì)瘤患者帶來治愈的可能性。對DC抗腫瘤機制研究不斷深入探索，并以傳統(tǒng)治療協(xié)同DC免疫治療的腦膠質(zhì)瘤患者在生存期中顯示出了明顯的提高。通過不同途徑獲取所需的大量DC疫苗的技術(shù)逐漸成熟，根據(jù)不同膠質(zhì)瘤患者的特異性DC疫苗已經(jīng)在臨床試驗中進行摸索，希望生物免疫治療與其他傳統(tǒng)治療方法配合治療，尋找更加安全的協(xié)同治療途徑。但DC疫苗的實驗研究時間短，還有許多關(guān)于安全、療效等問題沒有完全驗證，膠質(zhì)瘤中抗原表達、識別遞呈、活化等其機制尚不明確，也未發(fā)現(xiàn)其特異性相關(guān)的腫瘤抗原。今后，實驗的關(guān)鍵點將落腳在根據(jù)腦膠質(zhì)瘤的分類找到相關(guān)的免疫機制，并對規(guī)范、科學(xué)的免疫治療進行療效評價，進行免疫治療的臨床試驗是合理可行的。

[1] Okada H,Scheurer ME,Sarkar SN,et al.Integration of epidemiology, immunobiology, and translational research for brain tumors[J].Ann New York Acad Sci,2013,1284(1):17-23

[2] 姜政,江玉泉,李新鋼,等.人腦膠質(zhì)瘤細胞原代培養(yǎng)實驗?zāi)Ｐ偷臉?gòu)建[J].中華腫瘤防治雜志,2006,13(10):744-747

[3] Weller M,Bent MVD,Hopkins K,et al.EANO guideline for the diagnosis and treatment of anaplastic gliomas and glioblastoma[J].Lancet Oncol,2014,15(9):395-403

[4] Palucka AK.Dendritic cells as vectors for therapy[J].Cell,2001,106(3):271-274

[5] Clark P,Alahmad A,Qian T,et al.Ddel-05 differential blood-brain barrier (bbb) permeability of alkylphosphocholine (apc) analogs analyzed using an in vitro pluripotent stem cell-derived brain microvascular endothelial cell system[J].Neuro Oncol,2015,17(suppl 5):v74-v74

[6] Giometto B,Bozza F,Faresin F,et al.Immune infiltrates and cytokines in gliomas[J].Acta Neurochirurgica,1996,138(1):50-56

[7] Dunn GP,Dunn IF,Curry WT.Focus on TILs: Prognostic significance of tumor infiltrating lymphocytes in human glioma[J].Cancer Immunity,2007,7(7):16

[8] Takeshita Y,Ransohoff RM.Inflammatory cell trafficking across the blood-brain barrier: chemokine regulation and in vitro models[J].Immunol Rev,2012,248(1):228-239

[9] Ahn BJ,Pollack IF,Okada H.Immune-Checkpoint blockade and active immunotherapy for glioma[J].Cancers,2013,5(4):1379-1412

[10] Insug O,Ku G,Ertl HC,et al.A dendritic cell vaccine induces protective immunity to intracranial growth of glioma[J].Anticancer Res,2002,22(2A):613-621

[11] Held-Feindt J,Lütjohann B,Ungefroren H,et al.Interaction of transforming growth factor-beta (TGF-beta) and epidermal growth factor (EGF) in human glioma cells[J].J Neuro Oncol,2003,63(2):117-127

[12] Gervais A.Dendritic cells are defective in breast cancer patients: a potential role for polyamine in this immunodeficiency[J].Breast Cancer Res,2005,7(3):326-335

[13] Liu K,Nussenzweig MC.Origin and development of dendritic cells[J].Immunol Rev,2010,234(1):45-54

[14] 代國知,袁紅霞,陳虹亮.基于樹突狀細胞的腫瘤免疫治療研究進展[J].現(xiàn)代腫瘤醫(yī)學(xué),2012,20(2):409-411

[15] Ren WN,Chang CK,Fan HH,et al.A combination of exosomes carrying TSA derived from HLA-A2-positive human white buffy coat and polyI:C for use as a subcellular antitumor vaccination[J].J Immunoass Immunochem,2011,32(3):207-218

[16] Ohno S,Takano F,Ohta Y,et al.Frequency of myeloid dendritic cells can predict the efficacy of Wilms’ tumor 1 peptide vaccination[J].Anticancer Res,2011,31(7):2447-2452

[17] 林嘉盈,李曉艷.Hep-2細胞總RNA轉(zhuǎn)染樹突狀細胞誘發(fā)抗喉癌特異性免疫效應(yīng)的研究[J].現(xiàn)代腫瘤醫(yī)學(xué),2010,18(12):2308-2312

[18] Surhone LM,Timpledon MT,Marseken SF.National Center for Research Resources[M].Montana:Kessinger Publishing,2010

[19] Palucka K,Banchereau J.Cancer immunotherapy via dendritic cells[J].Nature Rev Cancer,2012,12(4):265-277

[20] 周永康,張雪妍.樹突狀細胞疫苗在胰腺癌免疫治療中的應(yīng)用研究[J].床和實驗醫(yī)學(xué)雜志,2012,11(15):1241-1242

[21] Gu JH,Li G.Dendritic cell-based immunotherapy for malignant glioma[J].Neuroscience Bulletin,2008,24(1):39-44

[22] Tsugawa T,Kuwashima N,Sato H,et al.Sequential delivery of interferon-alpha gene and DCs to intracranial gliomas promotes an effective antitumor response[J].Gene Therapy,2004,11(21):1551-1558

[23] Ribas A,Cominanduix B,Chmielowski B,et al.Dendritic cell vaccination combined with CTLA4 blockade in patients with metastatic melanoma[J].Clin Cancer Res,2009,15(19):6267-6276

[24] Ji B,Chen Q,Liu B,et al.Glioma stem cell-targeted dendritic cells as a tumor vaccine against malignant glioma[J].Yonsei Med J,2013,54(1):92-100

[25] Kindy MS,Yu J,Zhu H,et al.A therapeutic cancer vaccine against GL261 murine glioma[J].J Transla Med,2016,14(1):1-9

[26] Shah AH,Bregy A,Heros DO,et al.Dendritic cell vaccine for recurrent high-grade gliomas in pediatric and adult subjects: clinical trial protocol[J].Neurosurgery,2013,73(5):863-867

[27] Mitchell DA,Batich KA,Gunn MD,et al.Tetanus toxoid and CCL3 improve dendritic cell vaccines in mice and glioblastoma patients[J].Nature,2015, 519(7543):366-369