樹突狀細(xì)胞在抗腫瘤免疫和癌癥免疫治療中的作用

任宋雯，王鴻姣，揭祖亮

(廈門大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，細(xì)胞應(yīng)激生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 廈門 361102)

樹突狀細(xì)胞(dendritic cell,DC)作為一種抗原遞呈細(xì)胞，是免疫系統(tǒng)的核心參與者，也是先天免疫和獲得性免疫反應(yīng)的重要調(diào)節(jié)劑，能夠誘導(dǎo)免疫系統(tǒng)對病原體的免疫反應(yīng)，也能對無害抗原建立免疫耐受，同時(shí)維持兩者之間的平衡，刺激或抑制T細(xì)胞反應(yīng).DC遍布于全身各處，由于位置、固有層免疫位點(diǎn)和組織特異性的不同，又特化為不同的類群.因此，明確DC亞群的特異性和環(huán)境因素對不同亞群DC功能的影響，是啟動(dòng)適應(yīng)性免疫反應(yīng)治療腫瘤的關(guān)鍵.

DC不僅是免疫器官里罕見的細(xì)胞群，也是腫瘤組織中少見的免疫細(xì)胞群，主要通過攝取并呈遞抗原給T細(xì)胞、細(xì)胞之間的直接接觸和提供細(xì)胞因子來調(diào)節(jié)免疫信號.環(huán)境因素對DC功能的調(diào)節(jié)至關(guān)重要，可通過細(xì)胞表面和細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞因子受體、病原體相關(guān)分子模式和損傷相關(guān)分子模式來調(diào)控抗原特異性免疫和耐受性啟動(dòng)[1].因此，深入研究DC在腫瘤免疫學(xué)中的主要功能，對于有效啟動(dòng)抗腫瘤免疫以及靶向DC在癌癥患者中的治療潛力具有重大意義[2].

1 DC的分類

起初根據(jù)發(fā)育起源不同，將DC分為淋巴系和骨髓系[2],后來與功能相關(guān)的一種基于個(gè)體發(fā)育的分類系統(tǒng)將DC分為經(jīng)典DC(conventional DC,cDC)、單核細(xì)胞衍生的DC(monocyte-derived DC,moDC)、漿細(xì)胞樣DC(plasmacytoid DC,pDC)和朗格漢斯細(xì)胞(Langerhans cell，LC)[3].最近發(fā)現(xiàn)的一組定義譜系個(gè)體發(fā)育的特定轉(zhuǎn)錄因子可以明確區(qū)分單核細(xì)胞和DC[4]，以及cDC和其他不同的DC亞群，DC亞群的特征標(biāo)志基因和蛋白質(zhì)見表1.

表1 已有研究確定的小鼠DC亞群的特征標(biāo)志基因和蛋白質(zhì)[5-7]

1.1 cDC

cDC特異性表達(dá)轉(zhuǎn)錄因子Zbtb46，是穩(wěn)態(tài)條件下最為豐富的DC類群，遍布于體內(nèi)所有組織[4].根據(jù)其最初所處的位置不同，可將cDC分為淋巴組織駐留DC(residence DC，resDC)和遷移性DC(migratory DC，migDC)兩大類.resDC主要存在于脾臟、淋巴結(jié)或派爾氏淋巴結(jié)中，不斷從血液進(jìn)入淋巴結(jié)，并通過淋巴引流或從其他細(xì)胞轉(zhuǎn)移獲取抗原，并且可以將這些獲得的抗原以抗原肽的形式呈遞至CD4+和CD8+T細(xì)胞并啟動(dòng)其活化.migDC起初存在于皮膚、肺或固有層等一些實(shí)質(zhì)組織中，能夠在穩(wěn)態(tài)條件或C-C基序趨化因子受體7(C-C motif chemokine receptor 7,CCR7)依賴的炎癥誘導(dǎo)激活時(shí)，自發(fā)遷移到局部的淋巴器官中，與初始T細(xì)胞相互作用[8].因此，淋巴組織中既有resDC，也有實(shí)質(zhì)組織來源的migDC，而根據(jù)細(xì)胞表面分子主要組織相容性復(fù)合體(major histocompatibility complex,MHC)Ⅱ和CD11c的表達(dá)水平，可將兩者區(qū)分開[5].其中，resDC高表達(dá)CD11c和中度表達(dá)MHCⅡ[9]；而migDC高表達(dá)MHCⅡ和CCR7，中度表達(dá)CD11c[10].在炎癥發(fā)生時(shí)，resDC在炎性因子的刺激下，也會(huì)高表達(dá)MHCⅡ和CCR7，因此仍需進(jìn)一步確定resDC和migDC特異性穩(wěn)定表達(dá)的表面標(biāo)志物.由于表面標(biāo)志物的局限性，研究者利用RNASeq 技術(shù)對resDC和migDC不同的轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行分析[6].研究表明，migDC高表達(dá)Ccr7和Fscn1等轉(zhuǎn)錄因子，而resDC卻不表達(dá)；H2dma和H2dmab等一些MHCⅡ轉(zhuǎn)錄本在migDC中低表達(dá)，這與成熟migDC處理過量抗原能力降低一致[6-7].

cDC根據(jù)個(gè)體發(fā)育和轉(zhuǎn)錄組不同，又可分為1型(cDC1)和2型(cDC2)[7，11].cDC1主要由Ly6C-的DC前體細(xì)胞依賴于Batf3和Irf8發(fā)育而來[12-15]，其表面的X-C基序趨化因子受體(X-C motif chemokine receptor 1, XCR1)主要在cDC1特異性高表達(dá)[16].cDC1的主要功能是將抗原提呈給CD8+T細(xì)胞和啟動(dòng)Th1(T helper 1)細(xì)胞免疫應(yīng)答，產(chǎn)生白細(xì)胞介素-12(interleukin-12，IL-12)以及特異性表達(dá)Toll樣受體3(Toll-like receptor 3,TLR3)[17-19].而cDC2優(yōu)先從Ly6C+的DC前體細(xì)胞發(fā)育而來[15]，其發(fā)育主要受到高表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子干擾素調(diào)節(jié)因子4(interferon regulatory factor 4,IRF4)調(diào)控[20-22]，此外cDC2特異性高表達(dá)SIRPα[23].cDC2主要作用于CD4+T細(xì)胞，調(diào)控Th2、Th17細(xì)胞和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cell,Treg)介導(dǎo)的免疫應(yīng)答.

DC前體細(xì)胞遍布于淋巴組織和外周組織中[24-25]，而cDC1和cDC2前體細(xì)胞表面趨化因子受體的差異表達(dá)決定了它們不同的分布模式.cDC1前體細(xì)胞高度表達(dá)C-X-C基序趨化因子受體3(C-X-C motif chemokine receptor 3,CXCR3)，其配體是干擾素γ(interferon γ,IFN-γ)誘導(dǎo)的C-X-C基序趨化因子配體9(C-X-C motif chemokine ligand 9,CXCL9)、CXCL10、CXCL11，因此cDC1更容易被募集到IFN-γ介導(dǎo)的炎癥部位[26].此外，cDC1和cDC2的相對占比在不同組織間有明顯差異[27]，例如cDC1更多分布在肺組織中，而在皮膚中較少[5].

1.2 moDC

除cDC外，機(jī)體內(nèi)還有許多其他類群的DC.例如在炎癥發(fā)生時(shí)，高表達(dá)Ly6C和CD11b的單核細(xì)胞會(huì)被招募到炎癥或感染部位，分化為表達(dá)CD11c的moDC，moDC具有更強(qiáng)的抗原提呈能力[28-29].在體外，單核細(xì)胞在粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony-stimulating factor,GM-CSF)和IL-4的刺激下，以依賴IRF4的方式分化為moDC[30-31]，而在Irf4基因缺失時(shí)，GM-CSF和IL-4刺激單核細(xì)胞可分化為巨噬細(xì)胞[30]，這一現(xiàn)象表明IRF4是促使moDC分化的重要調(diào)節(jié)因子.在體內(nèi)，moDC存在于炎癥和感染組織中[32-33]，因此一些炎癥相關(guān)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)可能也參與調(diào)控單核細(xì)胞向moDC的分化[34].

1.3 pDC

pDC也是DC的一個(gè)亞群，雖然和cDC擁有共同的祖細(xì)胞，但是它在個(gè)體發(fā)育和功能上與cDC不同[35-37].MHCⅡ和CD11c中度表達(dá)的pDC不會(huì)在淋巴結(jié)中發(fā)生遷移，它既可以來源于淋巴也可來源于骨髓[38-39]，可通過IRF7、SiglecH以及CD317的高表達(dá)來識別pDC[40].在功能上，cDC調(diào)控未成熟T細(xì)胞的活化和分化，而pDC產(chǎn)生大量IFN-Ⅰ和促炎細(xì)胞因子以響應(yīng)病原體刺激；而骨髓衍生的pDC能夠?qū)⒖乖蔬f給T細(xì)胞，但它們在調(diào)節(jié)CD4+T細(xì)胞應(yīng)答方面的作用仍有待確定[36-37].

1.4 LC

LC是骨髓衍生的DC，與巨噬細(xì)胞擁有一些共同特性，通常位于表皮的基底層，與周圍角質(zhì)層細(xì)胞形成密切的細(xì)胞接觸，為其在表皮的存活提供必要條件[41-42].LC可通過細(xì)胞表面表達(dá)的CD207、E-鈣黏蛋白、CD326以及低表達(dá)CD11b來識別；同時(shí)由于它們不表達(dá)XCR1和CD103，所以可與皮膚中的cDC1區(qū)分開[5].在抗原入侵時(shí)，LC會(huì)上調(diào)MHCⅡ和共刺激分子的表達(dá)并遷移至局部淋巴結(jié)，它們攝取抗原并呈遞給T細(xì)胞，從而引發(fā)全身性免疫應(yīng)答.在穩(wěn)態(tài)條件下，LC能夠在皮膚中維持?jǐn)?shù)月或數(shù)年，但穩(wěn)態(tài)條件下的LC更新是否可能由表皮LC或皮膚中存在的不同LC前體群介導(dǎo)，仍需進(jìn)一步研究[43].

2 DC的功能

2.1 攝取抗原

DC作為免疫防御的第一道防線，不斷從局部組織中攝取抗原，并在處理后分別呈遞給CD4+T細(xì)胞或CD8+T細(xì)胞[44-45].對于外源性抗原，根據(jù)屏障部位DC亞群的活化狀態(tài)不同，能夠通過細(xì)胞的吞噬作用、受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用或者微胞飲作用進(jìn)行攝取[46-51].例如：在表皮或腸上皮等屏障區(qū)域，LC和CX3CR1+的巨噬細(xì)胞通過緊密連接將DC固定在角質(zhì)化上皮層或腸腔中[43,52-54]，以CXCR4依賴性方式通過真皮轉(zhuǎn)運(yùn)至皮膚淋巴組織中[55].由于真皮cDC能以更快的速度遷移到淋巴結(jié)，所以這種遷移會(huì)顯著提高表皮源性抗原到達(dá)淋巴結(jié)的效率[56-57].腸道中的DC可通過跨細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)攝取可溶性抗原[58]，也可通過M細(xì)胞或形成杯狀細(xì)胞相關(guān)通道攝取顆?？乖璠59-60].皮膚中的cDC2可以通過毛囊直接接觸表皮抗原[61].在小鼠模型中利用熒光標(biāo)記的微粒抗原來追蹤皮膚中發(fā)生遷移的DC，觀測到這群細(xì)胞將熒光抗原運(yùn)輸?shù)搅馨徒Y(jié)，并且在該免疫點(diǎn)伴隨著抗原特異性CD4+T細(xì)胞的浸潤，這一現(xiàn)象表明cDC2更傾向于皮膚中的抗原攝取[62-65].

同時(shí)cDC2在腫瘤抗原的攝取、轉(zhuǎn)運(yùn)至淋巴結(jié)以及提呈給T細(xì)胞等方面也起到重要作用.cDC2分布于淋巴結(jié)內(nèi)的包膜下竇附近，這是攝取淋巴結(jié)攜帶抗原的最佳位置[65-66].而cDC1位于淋巴結(jié)旁皮質(zhì)的深處[66]，主要通過受體(如Clec9A、DEC205、Axl和TIM3)有效攝取細(xì)胞相關(guān)抗原和死亡細(xì)胞[67].cDC1優(yōu)先通過交叉呈遞途徑加工處理細(xì)胞相關(guān)抗原，在MHCⅠ上呈遞至CD8+T細(xì)胞，這對于抗病毒和抗腫瘤免疫至關(guān)重要[13,67].已有研究表明，靶向Clec9A和DEC205的單克隆抗體，能夠增強(qiáng)疫苗接種中的抗原攝取和交叉呈遞[68-70].

2.2 啟動(dòng)T細(xì)胞

DC是體內(nèi)主要的抗原呈遞細(xì)胞(antigen presenting cell,APC)，通過MHC-T細(xì)胞受體(T cell receptor,TCR)和共刺激信號傳導(dǎo)的協(xié)同作用，引發(fā)初始T細(xì)胞的抗原特異性激活和增殖，DC誘導(dǎo)的T細(xì)胞免疫應(yīng)答如圖1所示.cDC2在加工處理抗原后通過MHCⅡ呈遞抗原肽給CD4+T細(xì)胞，并促使其增殖[68,71].有研究表明，cDC2中Irf4的表達(dá)與MHCⅡ表達(dá)增強(qiáng)有關(guān)[71]，因此Irf4的表達(dá)被認(rèn)為是cDC2特化的原因.除促進(jìn)CD4+T細(xì)胞的活化和增殖外，在抗原呈遞過程中DC和T細(xì)胞之間的通訊也能促使Th1細(xì)胞分化，例如，共刺激信號、MHCⅡ-TCR相互作用的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間等都可調(diào)節(jié)Th1細(xì)胞分化[72].來自病原體、細(xì)胞基質(zhì)以及周圍免疫細(xì)胞的不同信號傳導(dǎo)促使DC啟動(dòng)不同的響應(yīng)，這確保了效應(yīng)Th1細(xì)胞的適當(dāng)激活[73].

為了控制T細(xì)胞活性，DC通過MHCⅠ類和MHCⅡ類分子呈遞腫瘤相關(guān)抗原(tumor-associated antigens,TAAs).然而，這本身并不足以啟動(dòng)有效的抗腫瘤免疫，還需要通過共刺激分子CD80、CD86等和細(xì)胞因子進(jìn)一步傳遞信號.

有研究表明，在DC中條件性缺失Irf8的小鼠體內(nèi)，無論是在穩(wěn)態(tài)下還是炎癥反應(yīng)時(shí)，都缺失了cDC1，同時(shí)Th1細(xì)胞明顯減少[74-75].這一現(xiàn)象表明，cDC1在誘導(dǎo)Th1細(xì)胞的分化上起重要作用.此外有研究表明，來自DC周圍細(xì)胞的IFN-γ能夠誘導(dǎo)DC分泌更多的IL-12[76-77]，也能促進(jìn)Cxcl9和Cxcl10的轉(zhuǎn)錄[78].DC產(chǎn)生的這些因子與IL-27共同促進(jìn)Th1細(xì)胞的分化.其他基質(zhì)細(xì)胞也能通過模式識別受體(pattern recognition receptor,PRR)的信號傳導(dǎo)，例如TLR3、TLR9、TLR11和TLR12可誘導(dǎo)DC上調(diào)IL-12的表達(dá)[79].而蠕蟲的產(chǎn)物也可通過PRR信號傳導(dǎo)以及周圍細(xì)胞產(chǎn)生的IFN-Ⅰ和胸腺基質(zhì)淋巴生成素(thymic stromal lymphopoietin,TSLP)調(diào)節(jié)DC以促進(jìn)體內(nèi)Th2細(xì)胞分化[80-81].由TLR2和Dectin-1參與的PRR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)促使DC產(chǎn)生IL-6和IL-23，二者與整合素αvβ8介導(dǎo)的轉(zhuǎn)化生長因子β(transforming growth factor β,TGFβ)共同促進(jìn)Th17細(xì)胞的分化[82-84].而成纖維細(xì)胞來源的前列腺素和神經(jīng)元來源的降鈣素也能刺激DC分泌更多的IL-23，加速Th17細(xì)胞的分化[85-87].

DC也可促進(jìn)Treg細(xì)胞的產(chǎn)生.在穩(wěn)態(tài)條件下視黃醇可以調(diào)控DC成為耐受狀態(tài)，此時(shí)DC產(chǎn)生B細(xì)胞和T細(xì)胞衰減因子及TGFβ，這些因子在沒有免疫刺激信號時(shí)促進(jìn)Treg細(xì)胞的產(chǎn)生[88-89].DC可以通過PRR和IFN-Ⅰ分泌更多的IL-6，而IL-6可參與濾泡輔助性T(T follicular helper,Tfh)細(xì)胞的分化[90].IL-2會(huì)抑制IL-6的表達(dá)，而DC會(huì)通過表達(dá)CD25以抑制IL-2的功能，進(jìn)一步促使Tfh分化[91-93].同時(shí)，cDC1的交叉提呈被認(rèn)為是啟動(dòng)細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(cytotoxic T lymphocyte,CTL)反應(yīng)的關(guān)鍵[13,68].有文獻(xiàn)報(bào)道，TLR7在體內(nèi)的激活增強(qiáng)了固有層cDC1向腸系膜淋巴結(jié)的遷移，cDC1在腸系膜淋巴結(jié)中，將抗原提呈給表達(dá)IFN-γ的CD8+效應(yīng)T細(xì)胞[94].

2.3 免疫耐受

在穩(wěn)態(tài)下，cDC以耐受的方式遞呈某些外來抗原，促使CD4+T細(xì)胞分化為Foxp3+Treg細(xì)胞.特別是在腸道中，從淋巴組織中遷移過來的cDC將這種無害抗原遞呈給腸系膜淋巴結(jié)中的未成熟T細(xì)胞.

脾臟和淋巴結(jié)中的cDC高表達(dá)乙醛脫氫酶，這些酶能夠催化維生素A代謝產(chǎn)物視黃醛轉(zhuǎn)化為維甲酸(retinoic acid,RA)[89,95].在抗原呈遞后，RA可誘導(dǎo)未成熟的T細(xì)胞分化為Foxp3+Treg細(xì)胞[89,95]，而表達(dá)乙醛脫氫酶的腸道cDC也以RA依賴性方式誘導(dǎo)發(fā)育的T細(xì)胞表達(dá)高水平的CCR9和整合素α4β7.該作用機(jī)制可能也是腸道免疫系統(tǒng)維持對食物源性抗原耐受性的主要機(jī)制之一，被稱為口服耐受[96-97].有研究表明，cDC缺失或阻斷cDC向腸系膜淋巴結(jié)的遷移，會(huì)導(dǎo)致口服耐受失敗[58,98].另有研究表明，結(jié)腸淋巴中cDC的乙醛脫氫酶表達(dá)相對較低，這一現(xiàn)象與結(jié)腸淋巴和腸系膜淋巴結(jié)中RA的表達(dá)水平較低相關(guān)[99].上述研究結(jié)果意味著，根據(jù)cDC功能專一性分離的解剖學(xué)基礎(chǔ)，腸道近端和相關(guān)淋巴遷移更容易形成免疫耐受，而更多遠(yuǎn)端部位可能有利于誘導(dǎo)免疫應(yīng)答[100].然而在結(jié)直腸內(nèi)注射可溶性抗原后，結(jié)直腸中遷移的cDC可誘導(dǎo)Foxp3+T細(xì)胞產(chǎn)生免疫反應(yīng)和耐受[100].因此進(jìn)一步闡明結(jié)直腸cDC誘導(dǎo)免疫耐受的機(jī)制，以及其與脾臟淋巴組織中cDC的誘導(dǎo)機(jī)制的差異有重要的意義.此外，根據(jù)其解剖位置，cDC暴露于不同來源的抗原，脾臟淋巴組織中cDC可能主要負(fù)責(zé)食物源性的可溶性抗原的處理和呈遞，而結(jié)直腸淋巴組織中cDC可能會(huì)遇到來自腸道微生物群的更高水平的抗原[101].

在穩(wěn)態(tài)下，腸道中的cDC具有一系列適應(yīng)性，使它們能夠在發(fā)育中的T細(xì)胞上留下腸道歸巢和耐受性特征.有研究表明，特異性缺失CD11c+細(xì)胞上的整合素αVβ8會(huì)導(dǎo)致Foxp3+T細(xì)胞的形成顯著減少，這可能和cDC能夠表達(dá)整合素αVβ8并產(chǎn)生耐受性細(xì)胞因子TGFβ有關(guān)[102].也有研究表明，CD11c+細(xì)胞分泌的IL-33能夠促進(jìn)Foxp3+T細(xì)胞的分化，這可能是cDC誘導(dǎo)免疫耐受和維持腸道內(nèi)穩(wěn)態(tài)的另一種機(jī)制[103].而cDC這些耐受表現(xiàn)可能是組織調(diào)節(jié)導(dǎo)致的，也可能是組織微環(huán)境中信號的積累所致[96].當(dāng)阻斷cDC中RA或TGFβ的信號傳導(dǎo)后，耐受性cDC2的形成明顯減少，這一現(xiàn)象也表明cDC在免疫耐受的調(diào)節(jié)中起重要作用.此外，上皮細(xì)胞產(chǎn)生的TSLP、芳香烴受體配體、前列腺素和血管活性腸肽等其他局部因子均可對cDC產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用[104-106].特別是在腸道中，細(xì)菌代謝產(chǎn)物短鏈脂肪酸也有助于維持耐受性cDC的功能[107].同時(shí)腸系膜淋巴結(jié)微環(huán)境中的基質(zhì)成分也可能影響遷移性cDC的耐受功能[108-109].

3 DC在腫瘤免疫中的作用

腫瘤微環(huán)境(tumor microenvironment,TME)中常見的宿主免疫細(xì)胞有單核/巨噬細(xì)胞、DC、中性粒細(xì)胞、自然殺傷(natural killer,NK)細(xì)胞和T細(xì)胞.這些細(xì)胞在抗腫瘤免疫中有不同的功能,其中，DC作為抗原特異性免疫和耐受的啟動(dòng)中心，在誘導(dǎo)抗腫瘤免疫中有著獨(dú)特的作用[110].本文將討論DC如何在腫瘤環(huán)境中發(fā)揮抗腫瘤免疫的作用，以及腫瘤本身對DC的募集和功能的影響.

3.1 DC促進(jìn)抗腫瘤免疫

在腫瘤免疫中，DC通過識別腫瘤細(xì)胞特異性抗原，將其信號呈遞給具有殺傷效應(yīng)的T細(xì)胞實(shí)現(xiàn)監(jiān)測、殺滅腫瘤的功能.首先，DC將TAAs遞呈給T細(xì)胞，誘導(dǎo)大量的效應(yīng)T細(xì)胞發(fā)揮抗腫瘤作用.cDC1能高效加工并通過MHC Ⅰ類分子交叉遞呈外源抗原來激活CD8+T細(xì)胞，并啟動(dòng)Th1細(xì)胞應(yīng)答能力，在抗腫瘤免疫中有著非常重要的作用[111].而cDC2和moDC也可以向T細(xì)胞呈遞抗原，cDC2在抗腫瘤CD4+T細(xì)胞免疫應(yīng)答的啟動(dòng)中有著重要的作用[15，112].根據(jù)環(huán)境的不同，人的cDC2可以誘導(dǎo)Th細(xì)胞不同亞群分化并激活CD8+T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答[111，113-114].例如，IRF4依賴的CD24+CD11b+cDC2可以分泌IL-23α并調(diào)控黏膜IL-17介導(dǎo)的免疫應(yīng)答[22]，還可以通過調(diào)節(jié)細(xì)胞因子IL-10和IL-33的產(chǎn)生，特異性地促進(jìn)Th2細(xì)胞分化[115].

一旦感知到外界抗原，DC在成熟的過程中還會(huì)上調(diào)共刺激分子來提供T細(xì)胞活化需要的信號.例如：DC表達(dá)的CD80和CD86分別通過與CD28或CTL抗原4(CTL antigen 4，CTLA4)相互作用調(diào)控T細(xì)胞的激活或抑制[116].CD4+和CD8+T細(xì)胞上均表達(dá)CD137(又稱4-1BB)，可與DC等APC上表達(dá)的CD137L(又稱4-1BBL)結(jié)合，促進(jìn)CD4+和CD8+T細(xì)胞的活化和存活[117].DC和巨噬細(xì)胞上的OX40L也有助于T細(xì)胞存活，從而有利于抗腫瘤免疫[118].此外，DC表面還會(huì)表達(dá)CD40，CD40與CD40L相互作用對CD4+T細(xì)胞的功能至關(guān)重要.這些分子的相互作用會(huì)導(dǎo)致相關(guān)T細(xì)胞的完全激活，而缺乏這種重要的相互作用則導(dǎo)致CD4+T細(xì)胞的活化大幅減少[119].此外，DC上表達(dá)的共刺激分子CD70的受體為T細(xì)胞上表達(dá)的CD27.通過靶向CD27的激動(dòng)劑抗體與抗程序性死亡受體1/配體1(programmed cell death protein 1/ligand 1,PD-1/L1)的協(xié)同作用，可以增強(qiáng)CD8+T細(xì)胞增殖和抗腫瘤效應(yīng)[120].而DC上表達(dá)的可誘導(dǎo)共刺激分子配體(inducible costimulatory ligand,ICOSL)可以通過與ICOS結(jié)合而活化T淋巴細(xì)胞，并刺激其細(xì)胞因子的分泌[121].

此外，DC還可以通過分泌趨化因子和細(xì)胞因子等來影響腫瘤的進(jìn)程.pDC上的TLR7和TLR9被激活后，可以大量分泌IFN-Ⅰ(即IFN-α/β)[35,122].IFN-Ⅰ既可以抑制腫瘤細(xì)胞的增殖，又可以活化免疫系統(tǒng)進(jìn)而發(fā)揮抗腫瘤效應(yīng)[123]，在臨床上常用于腫瘤治療[124-125]，許多傳統(tǒng)化療藥物、靶向抗癌藥物、免疫佐劑只有在完整的IFN-Ⅰ信號存在時(shí)才完全有效.IL-12家族包括多種細(xì)胞因子，如IL-12、IL-23、IL-27、IL-15和IL-18，它們可以促進(jìn)NK細(xì)胞的激活并發(fā)揮效應(yīng)功能[126].cDC1和cDC2均可在TLR刺激后產(chǎn)生IL-12，且人類腫瘤中IL-12的水平也與cDC1浸潤增加有關(guān)[77].在漿細(xì)胞瘤小鼠模型中，使用表達(dá)IL-27的重組腺相關(guān)病毒(adeno-associated virus,AAV)可顯著抑制腫瘤生長并增強(qiáng)腫瘤中的T細(xì)胞反應(yīng)[127].DC還可以在TME中產(chǎn)生募集T細(xì)胞的趨化因子，例如：cDC1是TME中CXCL9和CXCL10的主要分泌細(xì)胞，CXCL9和CXCL10可以促進(jìn)CD8+T細(xì)胞向TME浸潤[128].

3.2 TME對DC的影響

由于免疫監(jiān)測的某些缺陷，腫瘤細(xì)胞會(huì)逐漸獲得各種機(jī)制以逃避免疫細(xì)胞的識別和清除，有利于腫瘤進(jìn)一步生存和進(jìn)展.例如，腫瘤細(xì)胞可以通過自身釋放的物質(zhì)和一些生長因子、細(xì)胞因子等來影響或限制DC的功能，常見的一些影響途徑如圖2所示.

DC可以通過遞呈抗原、上調(diào)共刺激分子和分泌細(xì)胞因子表達(dá)等方式來促進(jìn)抗腫瘤免疫，但同時(shí)腫瘤細(xì)胞以及TME的內(nèi)在因素也會(huì)影響DC的功能：1)腫瘤細(xì)胞自身可以調(diào)控DC的功能，如TME中乳酸的升高會(huì)抑制DC的激活和抗原遞呈，而死亡的腫瘤細(xì)胞釋放的高遷移率族蛋白1(high mobility group box 1,HMGB1)又可以促進(jìn)DC的抗原加工和遞呈；2)腫瘤細(xì)胞分泌的生長因子(如血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF))可以通過抑制Fms相關(guān)受體酪氨酸激酶3配體(Fms related receptor tyrosine kinase 3 ligand，F(xiàn)LT3L)的活性抑制cDC的分化，或直接抑制DC的分化和成熟；3)腫瘤細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子(如IL-10和IL-6等)影響DC的成熟和抗原遞呈能力.

腫瘤細(xì)胞的內(nèi)在因子和TME中的代謝物會(huì)影響DC的功能.在人類和小鼠中，具有活性β-連環(huán)蛋白的腫瘤會(huì)減少C-C基序趨化因子配體4的表達(dá)，導(dǎo)致cDC1浸潤降低并加速腫瘤的生長[129].腫瘤來源的一些代謝產(chǎn)物(如乳酸)，是調(diào)節(jié)TME中DC激活和抗原遞呈的重要因素，也可能是腫瘤逃逸的關(guān)鍵機(jī)制之一，而通過阻斷乳酸的生成可以恢復(fù)TME中DC的正常表型[130].腫瘤來源的神經(jīng)節(jié)苷脂和前列腺素也會(huì)抑制cDC的成熟和存活以及moDC的分化[131].TME中過度衍生的缺氧誘導(dǎo)因子α?xí)种艱C對CD8+T細(xì)胞的刺激能力[132]；缺氧也可造成腺苷的累積,腺苷可通過其受體抑制DC的功能，促進(jìn)TME中免疫耐受的形成[133].此外，死亡的腫瘤細(xì)胞釋放的免疫原信號可以促使DC攝取、加工和提呈抗原，例如營養(yǎng)缺乏或先天免疫反應(yīng)導(dǎo)致死亡的腫瘤細(xì)胞釋放HMGB1，HMGB1可以通過TLR4被人類和小鼠DC感知，從而促進(jìn)從死亡癌細(xì)胞中攝取的TAAs的高效加工和交叉提呈[134].在結(jié)直腸癌模型中，發(fā)現(xiàn)TME中的DC通過去小分子泛素相關(guān)修飾物化酶3感應(yīng)活性氧并增強(qiáng)胞質(zhì)DNA誘導(dǎo)的干擾素基因刺激因子(simulator of interferon genes,STING)信號激活，從而促進(jìn)DC的抗腫瘤功能[135].

TME中的DC關(guān)鍵代謝通路會(huì)被改變，進(jìn)而對其介導(dǎo)的腫瘤免疫產(chǎn)生影響，這也是腫瘤免疫逃逸的重要因素.由肝癌細(xì)胞分泌的一種蛋白質(zhì)——甲胎蛋白，會(huì)抑制DC的脂肪酸合成和線粒體代謝，導(dǎo)致DC刺激抗原特異性效應(yīng)因子的能力受損[136].來自腫瘤的DC會(huì)積累氧化脂質(zhì)，促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展[137].小鼠腫瘤中的DC脂質(zhì)代謝異常，導(dǎo)致DC中甘油三酯累積，而富含脂質(zhì)的DC處理抗原的能力降低；用乙酰輔酶A羧化酶抑制DC的脂質(zhì)豐度，可恢復(fù)DC的功能活性，并顯著增強(qiáng)腫瘤疫苗的效果[138].

腫瘤細(xì)胞也可以通過分泌一些生長因子，來限制DC的發(fā)育和成熟.VEGF是大多數(shù)腫瘤分泌的肝素結(jié)合蛋白，負(fù)責(zé)腫瘤新生血管的形成：它一方面可以通過結(jié)合和激活兩種酪氨酸激酶受體VEGFR-1和VEGFR-2來抑制DC的分化和成熟;另一方面，由腫瘤浸潤性淋巴細(xì)胞產(chǎn)生的FLT3L對cDC的發(fā)育和增殖至關(guān)重要，并會(huì)促進(jìn)其生存[139].然而，VEGF在體外可抑制FLT3L的活性，負(fù)調(diào)控cDC的分化[140].VEGF還可以通過阻斷造血干細(xì)胞中核因子κB的活化抑制體內(nèi)外DC的成熟[141].腫瘤細(xì)胞還可以通過產(chǎn)生一些細(xì)胞因子或趨化因子影響DC的功能，例如：腫瘤細(xì)胞可以通過產(chǎn)生促炎因子IL-6抑制cDC和moDC的分化[131]；在黑色素瘤、多發(fā)性骨髓瘤和肺癌等腫瘤中，腫瘤細(xì)胞可以通過釋放抑炎因子IL-10抑制DC的成熟及其活化T細(xì)胞的能力[142]；Terra等[143]利用pDC缺失的小鼠模型，發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞通過TGF-β抑制pDC激活和炎性因子分泌功能；Combes等[144]發(fā)現(xiàn)TGF-β處理后的pDC或從人乳腺腫瘤中分離的pDC，都會(huì)持續(xù)地表達(dá)溶酶體相關(guān)膜糖蛋白5從而抑制pDC分泌IFN-Ⅰ.

4 DC在腫瘤治療中的應(yīng)用

4.1 DC在各種腫瘤治療手段中的作用

惡性腫瘤的三大傳統(tǒng)治療手段為手術(shù)、放療和化療，而DC對放療和化療的反應(yīng)性都有重要的影響.在一些新型的腫瘤治療手段(如免疫檢查點(diǎn)治療和小分子抑制劑治療等)中也發(fā)揮著重要的作用.

某些化療藥物和靶向腫瘤的藥物，如硼替佐米(bortezomib)、阿霉素(doxorubicin)、表阿霉素(epirubicin)、柔紅霉素(idarubicin)、米托蒽醌(mitoxantrone)和奧沙利鉑(oxaliplatin)等，可以觸發(fā)免疫原性細(xì)胞死亡，促進(jìn)抗腫瘤免疫，而這一過程依賴于DC[145-146].如蒽環(huán)類藥物誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡促進(jìn)moDC向TME募集，moDC又將TAAs交叉呈遞給CD8+T細(xì)胞[147].免疫原性細(xì)胞死亡后，會(huì)將鈣網(wǎng)蛋白(calreticulin)暴露于細(xì)胞表面，這一信號也會(huì)促使腫瘤細(xì)胞被DC攝取[148].腫瘤細(xì)胞的免疫原性死亡也會(huì)導(dǎo)致三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)的釋放，從而促進(jìn)DC募集和IL-1β的產(chǎn)生[149].此外，ATP還可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞釋放HMGB1，而HMGB1可以通過TLR4被DC感知，從而促進(jìn)DC加工并呈遞死亡的腫瘤細(xì)胞的TAAs[134].但并非所有的化療藥物都是通過誘導(dǎo)免疫原性細(xì)胞死亡而發(fā)揮作用的.

放療的作用一般是直接殺死腫瘤細(xì)胞，但放療同樣可以通過調(diào)控DC功能來影響腫瘤治療的效果.例如，放療后腫瘤細(xì)胞釋放的細(xì)胞質(zhì)DNA可以通過環(huán)磷酸鳥苷-腺苷合成酶(cyclic guanosine monophosphate adenosine synthase,GAS)-STING信號通路來誘導(dǎo)DC產(chǎn)生IFN-Ⅰ，從而有助于抗腫瘤免疫[150].

DC與抗PD1治療的反應(yīng)性相關(guān)，靶向PD1、PDL1或CD137的治療手段可以放大由DC啟動(dòng)的抗腫瘤免疫反應(yīng).有研究表明，缺乏cDC1的Batf3基因缺陷小鼠在腫瘤移植模型中對抗PD1、抗PDL1或抗CD137治療均不應(yīng)答[151]；而DC通過囊泡運(yùn)輸?shù)鞍譙EC22B介導(dǎo)的TAAs交叉呈遞對PD1阻斷治療是必需的[152].通過靶向IFN-Ⅰ激活cDC1也可以改善抗PDL1的療效[153].在胰腺癌模型中，CCR4轉(zhuǎn)導(dǎo)的CD8+T細(xì)胞與DC間相互作用的能力增強(qiáng)，從而產(chǎn)生更強(qiáng)的抗腫瘤活性[154].而當(dāng)前臨床上常用的方法，還有將TAAs致敏后的DC聯(lián)合細(xì)胞因子誘導(dǎo)的殺傷細(xì)胞(cytokine-induced killer cell，CIK)共培養(yǎng)后回輸至患者體內(nèi)，共同行使殺傷腫瘤細(xì)胞的作用，稱作DC-CIK免疫療法[155].

小分子抑制劑通常靶向腫瘤中關(guān)鍵致癌信號通路，如信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活蛋白3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)、有絲分裂原活化蛋白激酶、雷帕霉素靶蛋白通路，但同時(shí)也會(huì)影響免疫細(xì)胞.比如STAT3的激活會(huì)產(chǎn)生一種促進(jìn)腫瘤生長的炎癥，并抑制DC介導(dǎo)的抗腫瘤免疫反應(yīng)，STAT3的抑制劑JSI-124就可逆轉(zhuǎn)腫瘤中功能異常的DC[156-157].

4.2 DC腫瘤疫苗及發(fā)展前景

除在各種腫瘤治療中發(fā)揮作用外，基于DC本身的功能也有相應(yīng)的抗腫瘤研究策略，例如DC腫瘤疫苗.由于DC的強(qiáng)大抗原遞呈活性和T細(xì)胞活化特性，以及體外分離培養(yǎng)DC細(xì)胞技術(shù)的發(fā)展，利用 DC疫苗治療各類腫瘤的臨床研究逐漸受到廣泛關(guān)注.與預(yù)防性疫苗不同，DC疫苗主要作為治療性疫苗使用.DC腫瘤疫苗是將腫瘤細(xì)胞的DNA、RNA、腫瘤細(xì)胞裂解物、腫瘤抗原蛋白或多肽等致敏DC再回輸入患者體內(nèi)，使T細(xì)胞重新識別腫瘤抗原，激活T細(xì)胞對腫瘤的免疫反應(yīng)，從而達(dá)到治療腫瘤的目的.越來越多的臨床試驗(yàn)表明，通過給患者輸入負(fù)載腫瘤抗原的自身DC，可以誘導(dǎo)患者機(jī)體產(chǎn)生特異性持久的抗腫瘤免疫應(yīng)答，提高患者生存率.

4.2.1 DC腫瘤疫苗的制備

目前DC疫苗的制備主要有兩種方法：一是腫瘤抗原負(fù)載.從患者的外周血中分離出單核細(xì)胞，將分離的單核細(xì)胞在GM-CSF和IL-4中培養(yǎng)生成未成熟的DC；再利用各種細(xì)胞因子混合物使DC成熟或激活DC，并通過電融合技術(shù)將腫瘤細(xì)胞裂解物載入DC；成熟的DC隨后通過皮下或皮內(nèi)注射回患者體內(nèi).二是病毒載體攜帶抗原基因轉(zhuǎn)染DC.使用病毒載體攜帶抗原基因，可以使基因在DC內(nèi)穩(wěn)定表達(dá)，從而使DC獲得持續(xù)大量的抗原肽刺激，且在此過程中被誘導(dǎo)成熟.目前常用的病毒載體有AAV、逆轉(zhuǎn)錄病毒和腺病毒等.有研究表明，采用AAV使DC負(fù)載癌胚抗原誘導(dǎo)CTL，用于癌胚抗原高表達(dá)的結(jié)直腸癌的治療，在結(jié)直腸癌的細(xì)胞株、移植瘤模型中均驗(yàn)證了這種誘導(dǎo)特異性CTL的治療作用[158].Mazzolini等[159]在進(jìn)行的一項(xiàng)臨床試驗(yàn)中，將攜帶IL-12編碼基因的腺病毒感染DC，瘤內(nèi)注射治療轉(zhuǎn)移性胃腸癌，發(fā)現(xiàn)15例患者的血清中IFN-γ和IL-6的濃度升高，5例患者外周血中NK細(xì)胞活性升高，且細(xì)胞免疫治療后的患者耐受性良好.

4.2.2 DC疫苗的進(jìn)展與發(fā)展前景

Sipuleucel-T是美國食品藥物管理局(Food and Drug Administration,FDA)批準(zhǔn)的首個(gè)用于治療的DC腫瘤疫苗[160]，也是目前為止唯一獲得美國FDA批準(zhǔn)使用的癌癥疫苗.它由與GM-CSF/前列腺酸性磷酸酶(prostatic acid phosphatase,PAP)構(gòu)建的融合蛋白PAP-GM-CSF共培養(yǎng)的外周血單核細(xì)胞組成，用于治療轉(zhuǎn)移性前列腺癌.研究表明，Sipuleucel-T可以顯著延長患者的生存期，但對病情進(jìn)展時(shí)間沒有影響.截至2021年10月，美國國立衛(wèi)生研究院管理的“ClinicalTrails”臨床數(shù)據(jù)登記平臺顯示，以“dendritic cell vaccine”為關(guān)鍵詞搜索，共有476項(xiàng)DC疫苗相關(guān)的臨床試驗(yàn)登記，其中主要的幾種癌癥類型已有多項(xiàng)進(jìn)入臨床試驗(yàn)，如表2所示.

表2 主要的幾種腫瘤類型中DC疫苗臨床試驗(yàn)登記數(shù)量

為探討自體DC疫苗是否能誘導(dǎo)結(jié)直腸癌轉(zhuǎn)移灶切除后患者的抗腫瘤免疫應(yīng)答，2010年Barth等[161]在進(jìn)行的一項(xiàng)臨床試驗(yàn)中，對接受結(jié)直腸癌轉(zhuǎn)移切除術(shù)的患者進(jìn)行結(jié)內(nèi)注射自體腫瘤裂解液致敏的DC疫苗或安慰劑治療，在很高比例的患者中發(fā)現(xiàn)DC疫苗誘導(dǎo)的腫瘤特異性免疫反應(yīng).

在黑色素瘤中，DC疫苗開展的臨床應(yīng)用較多.用攜帶腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體(tumornecrosisfactorrelatedapoptosis-inducingligand,TRAIL)基因的重組腺病毒轉(zhuǎn)染小鼠來源的DC，DC-TRAIL可明顯誘導(dǎo)B16凋亡；將DC-TRAIL注射于B16腫瘤接種部位，在TRAIL有效殺傷腫瘤細(xì)胞的同時(shí)，DC攝取腫瘤抗原并有效激活抗腫瘤免疫反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)靶向治療和免疫治療的有效結(jié)合，可以顯著抑制腫瘤生長[162].

在晚期非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)中，DC-CIK免疫治療聯(lián)合化療可以提高NSCLC的疾病控制率，改善患者的免疫功能和生活質(zhì)量.研究選取患者的外周血細(xì)胞，采集后分離外周血單核細(xì)胞，誘導(dǎo)培養(yǎng)DC-CIK，在患者進(jìn)行化療的同時(shí)進(jìn)行DC-CIK的靜脈回輸，可以提高晚期NSCLC患者的免疫功能，且不良反應(yīng)小[155].

對轉(zhuǎn)移性腎癌患者進(jìn)行的一項(xiàng)臨床研究中，通過基因轉(zhuǎn)染術(shù)獲得成熟的DC疫苗，以及體外細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)獲得CIK，經(jīng)淋巴引流區(qū)及靜脈輸注方式按療程回輸患者體內(nèi)，可以不同程度上緩解病情的進(jìn)展[163]；2020年Faiena[164]進(jìn)行了一項(xiàng)Ⅰ期臨床試驗(yàn)，利用碳酸酐酶Ⅸ(carbonic anhydrase Ⅸ,CAⅨ)在腎細(xì)胞癌患者組織中顯著表達(dá)的特點(diǎn)，將GM-CSF與CAⅨ融合，利用病毒載體轉(zhuǎn)染DC.早期數(shù)據(jù)表明，自體未成熟DC加載GM-CSF與CAⅨ后可以安全地用于轉(zhuǎn)移性腎細(xì)胞癌患者，且不會(huì)引起任何嚴(yán)重的不良反應(yīng)，也不會(huì)引起CAⅨ特異性免疫反應(yīng).

總之，DC作為最有效的APC，在抗腫瘤免疫中的作用不容忽視.臨床上基于DC的各類腫瘤免疫療法已顯示初步成效，為更精準(zhǔn)有效的腫瘤治療提供了新思路，但DC疫苗目前的安全性和具體的研發(fā)策略還有待進(jìn)一步研究.

5 展 望

DC作為重要的抗原遞呈細(xì)胞，在活化T細(xì)胞和抗腫瘤免疫反應(yīng)中起重要作用.然而，在TME中DC常處于免疫抑制或免疫耐受的狀態(tài).目前，不同DC亞群在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中的功能引起了越來越多的關(guān)注.深入了解不同DC細(xì)胞亞群在腫瘤組織中的作用及其免疫調(diào)節(jié)機(jī)制對臨床治療，具有重要意義.在TME中，cDC1能誘導(dǎo)殺傷性T細(xì)胞的抗腫瘤免疫反應(yīng)并提高癌癥患者的生存率，cDC2能夠誘導(dǎo)CD4+T細(xì)胞的抗腫瘤免疫功能.深入了解TME抑制DC募集、遷移以及成熟的機(jī)制，對于增強(qiáng)已建立的癌癥療法的效果、改善癌癥患者預(yù)后有重要意義.目前還有以下問題亟待進(jìn)一步的研究：在聯(lián)合免疫治療中，cDC1調(diào)節(jié)抗腫瘤免疫的具體機(jī)制是什么？cDC1除了招募并激活CD8+T細(xì)胞，是否也會(huì)增強(qiáng)腫瘤中NK細(xì)胞的功能？反之，NK細(xì)胞是否能活化并增強(qiáng)cDC1的功能？是否能將cDC1在腫瘤組織中的數(shù)量作為癌癥治療預(yù)后的一項(xiàng)指標(biāo)？在TME中調(diào)節(jié)DC功能的具體因子和機(jī)制是什么？通過對DC亞群特定功能的進(jìn)一步探究和了解，精準(zhǔn)靶向DC、增強(qiáng)DC功能并結(jié)合現(xiàn)有的免疫療法、放療、化療等癌癥療法，對于改善癌癥患者治療效果具有重要指導(dǎo)意義.