樹突狀細(xì)胞與頭頸部鱗癌

張馨元，蔡志剛，謝 尚

1. 北京大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院（北京 100081）

2. 北京大學(xué)口腔醫(yī)院口腔頜面外科（北京 100081）

3. 國家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心（北京 100081）

4. 口腔數(shù)字化醫(yī)療技術(shù)和材料國家工程實(shí)驗(yàn)室（北京 100081）

5. 口腔數(shù)字醫(yī)學(xué)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（北京 100081）

頭頸癌由各種上皮惡性腫瘤組成，包括口腔癌、鼻咽癌及喉癌等，其中絕大部分是鱗狀細(xì)胞癌。頭頸部鱗癌（head and neck squamous cell carcinoma，HNSCC）是全球較常見惡性腫瘤之一，每年新發(fā)病例55萬例，死亡病例約為38萬例[1]，其不僅侵襲性強(qiáng)、致死率高，還會(huì)給患者帶來嚴(yán)重的面部畸形、語音、咀嚼和吞咽等功能障礙及社會(huì)心理問題。雖然HNSCC的外科根治技術(shù)、修復(fù)重建技術(shù)日趨成熟，但其5年生存率近20年來無明顯提高，急需尋找新的治療方案提高HNSCC患者的生存率和生活質(zhì)量。免疫療法和腫瘤疫苗在治療HNSCC中的潛在價(jià)值正受到越來越多的關(guān)注。樹突狀細(xì)胞（dendritic cells，DCs）作為抗原提呈細(xì)胞（antigen presenting cells，APCs），是目前發(fā)現(xiàn)的唯一能激活未致敏的初始型T細(xì)胞的APCs，不同的DCs亞群在接受不同的上游信號刺激后可啟動(dòng)并調(diào)控下游的免疫應(yīng)答，是機(jī)體免疫系統(tǒng)與腫瘤抗?fàn)幍氖紕?dòng)者[2]。本文就目前DCs相關(guān)治療在HNSCC中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，為抗腫瘤免疫治療提供參考。

1 樹突狀細(xì)胞

DCs由2011年諾貝爾醫(yī)學(xué)及生理學(xué)獎(jiǎng)獲得者加拿大科學(xué)家Ralph M. Steinman于1973年發(fā)現(xiàn)，因其在成熟時(shí)伸出許多樹突樣突起而得名。DCs起源于造血干細(xì)胞，隨后分化為常見的髓系祖細(xì)胞（common myeloid progenitor，CMPs）[3]。并在不同轉(zhuǎn)錄因子的刺激下分化為不同類型，轉(zhuǎn)錄因子Nur77可驅(qū)動(dòng)CMPs分化為單核細(xì)胞，在炎癥條件下，單核細(xì)胞可進(jìn)一步分化為單核細(xì)胞樹突狀細(xì)胞（monocyte DCs，moDCs）,在沒有Nur77的情況下，CMPs將通過多個(gè)階段分化為共同的樹突狀細(xì)胞前體細(xì)胞（common dendritic cell progenitor，CDP）,傳統(tǒng)的1型樹突狀細(xì)胞（conventional dendritic cell 1，cDC1）、傳統(tǒng)的2型樹突狀細(xì)胞（conventional dendritic cell 2，cDC2）和漿細(xì)胞樣樹突狀細(xì)胞（plasmacytoid dendritic cells，pDCs）亞集均來源于 CDP[4]。

DCs是典型的APCs，主要位于外周和淋巴組織中，DCs通過在穩(wěn)定狀態(tài)下誘導(dǎo)免疫耐受來維持體內(nèi)穩(wěn)態(tài)，并且通過激活引流淋巴結(jié)的幼稚T細(xì)胞來做出獨(dú)特的反應(yīng)，以響應(yīng)先天性免疫被觸發(fā)的信號[5]。DCs的表面可以表達(dá)主要組織相容性復(fù)合體（major histocompatibility complex，MHC）Ⅰ/Ⅱ類分子等，通過表達(dá)不同的模式識別受體集合，不同的DCs亞群能夠?qū)σ幌盗兄虏『臀ｋU(xiǎn)刺激做出反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)DCs的功能特化[2]。DCs通過特異性吞噬作用和非特異性微胞吞作用模式識別受體和病原性抗原，將抗原加工成具有適當(dāng)大小和序列的小肽，以及將MHC肽呈遞給CD4 +和CD8 +T細(xì)胞，啟動(dòng)針對入侵微生物和異常宿主細(xì)胞的免疫反應(yīng)[6]。在抗腫瘤免疫反應(yīng)中，DCs與自然殺傷細(xì)胞（natural killer cell，NK細(xì)胞）之間的相互激活作用在針對癌癥和感染的先天免疫反應(yīng)中起著關(guān)鍵作用。DCs將NK細(xì)胞募集到引流的淋巴結(jié)，并以趨化因子受體CXCR3依賴的方式與它們相互作用，活化的NK細(xì)胞可能離開淋巴結(jié)，浸潤腫瘤，并殺死腫瘤中的癌細(xì)胞?；罨腃D2+NK細(xì)胞亞群產(chǎn)生IFN-γ，誘導(dǎo)DCs成熟并刺激T細(xì)胞反應(yīng)。此外，DCs也在腫瘤微環(huán)境（tumor immune microenvironment，TME）中進(jìn)行免疫監(jiān)視，是最重要的前哨細(xì)胞[6]。因此，目前醫(yī)學(xué)界對調(diào)節(jié)DCs功能以提高腫瘤免疫治療的關(guān)注度很高。針對癌癥中的DCs已經(jīng)開發(fā)了許多策略，例如通過免疫調(diào)節(jié)劑注射抗原，動(dòng)員和激活內(nèi)源性DCs以及產(chǎn)生基于DCs的疫苗。更好地了解DCs亞群的多樣性和功能，以及TME是如何塑造這些亞群的，可能會(huì)改進(jìn)癌癥的治療。

2 樹突狀細(xì)胞與腫瘤

DCs是機(jī)體內(nèi)部T 細(xì)胞介導(dǎo)的癌癥免疫應(yīng)答中的關(guān)鍵細(xì)胞，DCs或其前體在腫瘤中的作用是可以被招募到TME中，后者可以分化為DCs。在TME內(nèi)，DCs可以對不同的分子信號進(jìn)行應(yīng)答，包括細(xì)胞死亡、無效激活和成功成熟。雖然未成熟的DCs缺乏啟動(dòng)T細(xì)胞對腫瘤反應(yīng)的能力，甚至可能誘導(dǎo)耐受，但成熟的DCs可以遷移到腫瘤引流的淋巴結(jié)來啟動(dòng)T細(xì)胞反應(yīng)，將T細(xì)胞招募到TME中，并產(chǎn)生免疫刺激細(xì)胞因子來調(diào)節(jié)TME。腫瘤也可以抑制DCs介導(dǎo)的抗腫瘤免疫反應(yīng)，生物學(xué)上的異常表現(xiàn)主要有以下幾種方式。

第一，DCs前體分化異常導(dǎo)致數(shù)目減少。在TME中FMS樣酪氨酸激酶3配體（FLT3L）的減少可減少前DCs的終末分化[7]，腫瘤源性前列腺素和神經(jīng)節(jié)苷脂均可影響DCs的原位和骨髓生成。

第二，DCs成熟受到抑制導(dǎo)致功能異常。腫瘤可直接產(chǎn)生可溶性介質(zhì)IL-10、轉(zhuǎn)化生長因子β、IL-6或血管內(nèi)皮生長因子干擾激活信號通路[8]。腫瘤也可以間接影響DCs成熟，如通過產(chǎn)生集落刺激因子1來招募抑制DCs成熟的腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞。

第三，直接影響DCs細(xì)胞的活性和功能。腫瘤可以損害DCs對腫瘤相關(guān)抗原（tumor associated antigen，TAA）的處理、呈遞和交叉呈遞，促進(jìn)半降解脂質(zhì)的積累，干擾DCs內(nèi)的貨物運(yùn)輸；可以通過增加截?cái)嘀舅岬姆e累、減少營養(yǎng)和氧氣的可獲得性來改變DCs新陳代謝，從而損害其功能[9]。外源性干擾素基因刺激物（stimulator of interferon genes，STING）通過兩種信號途徑趨化因子CXCL1 / 2和I型干擾素（interferon，IFN）募集并激活腫瘤中的DCs，從而觸發(fā)抗腫瘤免疫應(yīng)答[10]。

第四，表型改變誘發(fā)免疫耐受。腫瘤可通過減少DCs趨化因子如CC-趨化因子配體4（CCL4）的表達(dá)或阻止其他細(xì)胞（如NK細(xì)胞）產(chǎn)生趨化物質(zhì)來阻斷DCs的浸潤，并通過限制激活分子信號的釋放來避免被DCs發(fā)現(xiàn)[7]。

DCs作為TME中的重要細(xì)胞之一，處于上述異常狀態(tài)時(shí)，無法正確識別抗原，也就無法為下游T細(xì)胞的激活提供信號。臨床研究表明，腫瘤免疫微環(huán)境中高水平成熟DCs腫瘤浸潤是預(yù)后的良性指標(biāo)。DCs的腫瘤浸潤反映了宿主的免疫防御機(jī)制，與更好的預(yù)后、更低的腫瘤復(fù)發(fā)率和更少的轉(zhuǎn)移有關(guān)[11]。在一些惡性腫瘤，如肺癌、乳腺癌、結(jié)直腸癌和胃癌中都表現(xiàn)出這種情況[12-15]。因此，DCs參與抗腫瘤免疫可能表明這些細(xì)胞的行為與疾病進(jìn)展直接相關(guān)，了解DCs異常狀態(tài)的原因，理解其在健康和疾病中的作用以及研發(fā)有效的疫苗成為了目前的研究重點(diǎn)。

3 樹突狀細(xì)胞與頭頸部鱗癌

近年有研究顯示不同類型的DCs與機(jī)體抗腫瘤功能相關(guān)。有研究者發(fā)現(xiàn)在人乳頭瘤病毒（HPV）相關(guān)的口咽鱗狀細(xì)胞癌（OPSCC）腫瘤內(nèi)CD163+的cDC2在刺激腫瘤浸潤性T細(xì)胞發(fā)揮其抗腫瘤作用中具有重要作用[16]。HNSCC的TME中OX40 +的pDCs具有獨(dú)特的免疫刺激表型和溶細(xì)胞功能，并可與常規(guī)DCs協(xié)同產(chǎn)生有效的腫瘤抗原特異性CD8 + T細(xì)胞反應(yīng)能力來促進(jìn)抗腫瘤免疫功能[17]。

此外，有部分研究集中討論HNSCC腫瘤組織中DCs的表達(dá)與預(yù)后的關(guān)系。多篇文章報(bào)道，頭頸部腫瘤組織局部DCs浸潤與患者的生存率、腫瘤復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移密切相關(guān)[18-19]。DCs的高表達(dá)是HNSCC良好預(yù)后的重要標(biāo)志,發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的腫瘤組織內(nèi)DCs浸潤程度較未轉(zhuǎn)移組明顯降低[18]。目前有大量針對DCs的標(biāo)記蛋白，如S100、CD1a、CD83、CD207、CD208、CD80、CD11c、CD86和 HLADR，其中CD1a被認(rèn)為是未成熟DCs的標(biāo)志，而CD83被認(rèn)為是成熟DCs的標(biāo)志，在激活及成熟的DCs上表達(dá)。有研究發(fā)現(xiàn)口腔鱗癌腫瘤組織周圍CD1a+細(xì)胞的耗盡是一個(gè)獨(dú)立的因素，與總體生存和復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)顯著相關(guān)，其中舌癌旁CD1+細(xì)胞數(shù)量越多，預(yù)后越好，復(fù)發(fā)率越低，生存率越高[18]。此外，微管蛋白聚合促進(jìn)蛋白家族成員3（tubulin polymerization-promoting protein family member 3，TPPP3）是一種可以介導(dǎo)微管動(dòng)力學(xué)和穩(wěn)定性的蛋白，其在HNSCC中的低表達(dá)與預(yù)后密切相關(guān)。與TPPP3低表達(dá)密切相關(guān)的途徑是抗原加工和呈遞，TPPP3的表達(dá)與CD8 + T細(xì)胞和DCs中的多個(gè)免疫標(biāo)記密切相關(guān)[20]。同時(shí)也有研究發(fā)現(xiàn)喉癌細(xì)胞間DCs浸潤密度越高，局部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移越少,癌周淋巴細(xì)胞反應(yīng)越強(qiáng), 由此可見,喉癌細(xì)胞間的DCs在喉癌局部抗腫瘤反應(yīng)中起重要作用[19]。綜上所述，腫瘤組織中DCs的存在通常被認(rèn)為是抗腫瘤免疫和患者預(yù)后的有利因素。

也有研究對HNSCC患者外周循環(huán)中的DCs進(jìn)行了探討。在一項(xiàng)涉及36名癌癥患者和28名對照的研究中發(fā)現(xiàn)，盡管兩組患者的總外周DCs水平相同，但HNSCC患者的CD11c表達(dá)亞群明顯低于對照組，腫瘤切除后癌癥患者的CD11c表達(dá)亞群水平恢復(fù)到正常水平，反映此亞型在腫瘤免疫中扮演重要角色，而且似乎受到腫瘤產(chǎn)物的抑制[21]。但另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，HNSCC患者的外周血DCs總數(shù)顯著減少，且細(xì)胞數(shù)量降低的水平與預(yù)后相關(guān)[22]。兩個(gè)研究均注意到未成熟DCs的增加與疾病進(jìn)展相關(guān)。腫瘤切除后3 ～4周，未成熟的髓系來源DCs水平下降，再次提示DCs對腫瘤具有直接作用。

到目前為止，以DCs為核心的HNSCC治療方案仍未實(shí)現(xiàn)較大突破，這可能與TME中多種細(xì)胞和因子共同影響和調(diào)控DCs有關(guān)。但DCs仍是治療性癌癥疫苗較為優(yōu)秀的候選者。DCs疫苗的目的是誘導(dǎo)腫瘤特異性效應(yīng)T細(xì)胞，這種T細(xì)胞可以特異性地減少腫瘤質(zhì)量，并可誘導(dǎo)免疫記憶，以降低癌癥復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。為了充分利用DCs在癌癥免疫治療中的潛力，必須克服的障礙是對腫瘤的免疫耐受性，目前的研究主要集中在以下幾個(gè)方向。

第一，DCs的激活和動(dòng)員。研究發(fā)現(xiàn)一些細(xì)胞因子、免疫刺激佐劑和阻斷免疫抑制的藥物可以促進(jìn)DCs的活化和T細(xì)胞的啟動(dòng)。其中，粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞集落刺激因子（GM-CSF）直接刺激DCs分化、活化和遷移[3]。近期也有研究利用TME中 GM-CSF與DCs的密切關(guān)系，對免疫抑制性的TME進(jìn)行免疫學(xué)編程并創(chuàng)建免疫炎癥的腫瘤表型以改善癌癥的免疫反應(yīng)[23]。T-VEC是一種表達(dá)人GM-CSF的單純性皰疹病毒的減毒溶瘤株，在被證明能誘導(dǎo)抗腫瘤免疫反應(yīng)并提高晚期黑色素瘤患者的存活率后，得到了美國FDA的批準(zhǔn)[24]。此外，使用經(jīng)輻射的同種異體或自體腫瘤細(xì)胞表達(dá)GM-CSF已顯示出臨床前的成功[25]。

第二，注射抗原以提高抗腫瘤免疫力。體內(nèi)注射可由內(nèi)源性DCs遞呈(或交叉遞呈)的TAA歷來是一種備受關(guān)注的癌癥免疫治療方法[26]。這類疫苗大多由TAA組成，以合成的短肽或長肽、表達(dá)TAA的重組病毒或全腫瘤裂解物的形式遞送。其中作為載體的病毒是編碼TAA的RNA或DNA病毒，一般是重組、復(fù)制缺陷或減毒的病毒，其目的是通過感染原位修飾DCs，但這種病毒的作用并不是特異性的。而臨床批準(zhǔn)的全腫瘤裂解物制劑方法包括次氯酸氧化、UVB照射、凍融循環(huán)和高溫[27]。在新技術(shù)的推動(dòng)下，為了進(jìn)一步確保癌癥特異性，來自突變蛋白的TAA成為了新疫苗的組成成分[28]。它們在臨床前模型中表現(xiàn)出顯著的療效，目前正在許多臨床試驗(yàn)中進(jìn)行測試[29]。但HNSCC相關(guān)的研究較少。

第三，DCs癌癥疫苗。DCs疫苗已廣泛應(yīng)用于癌癥治療中，迄今為止已完成200多項(xiàng)臨床試驗(yàn)[9]。此方法是將自體DCs分離或體外培養(yǎng)和擴(kuò)增，然后進(jìn)行離體操作裝載腫瘤相關(guān)抗原，并將其重新注入患者體內(nèi)，以激活相應(yīng)的細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞（cytotoxic lymphocyte，CTL），使機(jī)體獲得抗腫瘤能力，這些研究主要在黑色素瘤、前列腺癌、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤或腎細(xì)胞癌患者中進(jìn)行，并且證明了DCs疫苗誘導(dǎo)NK細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞抗癌藥的臨床安全性和有效性[9]。

在一項(xiàng)I期臨床試驗(yàn)中,招募16例經(jīng)手術(shù)治療的HNSCC患者，將患者單核細(xì)胞來源的DCs負(fù)載兩種HLAI類p53多肽接種于腹股溝淋巴結(jié)中，兩年無瘤存活率為88%，未觀察到II-IV級不良反應(yīng)，這16名患者中有11名（69%）接種后p53特異性T細(xì)胞頻率升高，其中4名患者檢測到IFN-g分泌，與預(yù)防接種值相比，調(diào)節(jié)性T細(xì)胞頻率持續(xù)下降[30]。研究表明HNSCC患者輔助性p53特異性疫苗接種是安全的。HNSCC患者的DCs需要更強(qiáng)的成熟度，以刺激反向免疫抑制和改善疫苗效力。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)WT1基因在HNSCC 等多種癌癥中常過表達(dá)，具有高度的免疫原性，且 WT1肽疫苗的臨床試驗(yàn)已被證明在多種惡性腫瘤中安全有效，進(jìn)行WT1用于治療HNSCC的靶抗原臨床試驗(yàn)，并選擇可激活DCs功能的Toll樣受體-4（ TLR-4）配體的OK-432作為佐劑聯(lián)合常規(guī)化療進(jìn)行疫苗接種，評估其安全性和可行性[31]。該研究納入了11例轉(zhuǎn)移性或復(fù)發(fā)性HNSCC患者，沒有觀察到與疫苗接種相關(guān)的嚴(yán)重不良事件，DCs疫苗接種后有5例患者病情呈持續(xù)穩(wěn)定狀態(tài)，其他6例患者有疾病進(jìn)展，中位無進(jìn)展生存期和總生存期分別為6.4個(gè)月和12.1個(gè)月，結(jié)果提示DCs疫苗接種可能增強(qiáng)WTI特異性免疫力[31]。另有研究招募16名轉(zhuǎn)移性鼻咽癌患者接種DCs疫苗，共進(jìn)行了64次疫苗注射，其中9位完成了全部5次疫苗接種，所有患者均耐受治療，無明顯副作用。9名患者發(fā)生了輕度的非血液學(xué)毒性作用，例如發(fā)燒、疲勞和皮疹等。第3次接種疫苗時(shí)，12例患者中有9例（75%）對轉(zhuǎn)導(dǎo)的DCs出現(xiàn)陽性反應(yīng)產(chǎn)生了Th1 特異性免疫應(yīng)答[32]。但目前DCs疫苗仍未取得較大成功，主要障礙為腫瘤介導(dǎo)的免疫抑制和常用單核細(xì)胞衍生DCs的功能局限性[33]。盡管當(dāng)前報(bào)道的疫苗有效率較低，不足以對腫瘤患者產(chǎn)生明顯的治愈作用，但是對DCs的進(jìn)一步修飾，或與其他免疫細(xì)胞療法的聯(lián)合都可能有助于提高未來的療效。

4 結(jié)語

綜上所述，DCs是已知功能最強(qiáng)的APCs，能夠激活原始T細(xì)胞，并能在癌癥中誘導(dǎo)相關(guān)的免疫反應(yīng)。DCs相關(guān)免疫治療可以提高現(xiàn)有癌癥療法的療效，但最佳疫苗接種策略的發(fā)展仍然需要更好地了解DCs的生物學(xué)功能。比如，雖然在TME中DCs常處于功能障礙或耐受性的狀態(tài)，但在這種情況下DCs是如何調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)，不同的DCs亞群又是如何在癌癥背景下導(dǎo)致獨(dú)特的功能性免疫反應(yīng)，臨床前研究的成果可能會(huì)促進(jìn)DCs在臨床試驗(yàn)中尋找更有效的治療方法。隨著腫瘤免疫研究的不斷深入，DCs疫苗接種以及相關(guān)聯(lián)合療法可能在延遲或預(yù)防手術(shù)后復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移方面產(chǎn)生明顯效果。總之，未來我們需要更多地了解如何以最佳方式利用具有特殊功能的特定DCs亞群來協(xié)調(diào)有效的抗癌免疫反應(yīng)，期待DCs疫苗等細(xì)胞免疫療法取得新進(jìn)展，為HNSCC患者的治療帶來新的突破。