樹突狀細(xì)胞生物學(xué)、功能及其在腫瘤免疫治療中的應(yīng)用

黃功華（廣東省醫(yī)學(xué)分子診斷重點實驗室，廣東醫(yī)科大學(xué)，廣東東莞 523808）

1973 年，加拿大籍科學(xué)家Ralph Steinman 等首次發(fā)現(xiàn)樹突狀細(xì)胞（dendritic cell,DC），其具有強(qiáng)大的抗原提呈功能，在調(diào)控免疫應(yīng)答和誘導(dǎo)免疫耐受中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。Ralph Steinman 也因此被授予2011 年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。DC 的功能非常復(fù)雜，近年來，隨著單細(xì)胞測序技術(shù)、細(xì)胞影像技術(shù)和基因編輯技術(shù)等的迅猛發(fā)展，人們對DC 的認(rèn)識也更加深入。本文將簡介DC 的生物學(xué)及功能的研究進(jìn)展，總結(jié)DC 在腫瘤免疫治療中的應(yīng)用，提出DC 研究領(lǐng)域的重點和難點，展望未來研究的方向。

1 DC的特征、分類及功能

1868年，德國科學(xué)家Paul Langerhans在研究人的表皮時發(fā)現(xiàn)一類形似樹突狀的細(xì)胞，細(xì)胞內(nèi)有特征性的Birbeck 顆粒，這類細(xì)胞后來被命名為朗格漢斯細(xì)胞（Langerhans cell,LC）。直到1979 年人們才真正從功能上將LC 確認(rèn)為皮膚組織駐留的APC，因此LC也被認(rèn)為是最早發(fā)現(xiàn)的DC 亞群[1]。1973 年加拿大籍科學(xué)家Ralph Steinman（當(dāng)時在美國洛克菲勒大學(xué)學(xué)習(xí)）等在觀察小鼠脾臟細(xì)胞時，發(fā)現(xiàn)有一群類似樹突狀的細(xì)胞，細(xì)胞內(nèi)有眾多Birbeck顆粒，這類細(xì)胞在體外具有超強(qiáng)的激活同源T 細(xì)胞反應(yīng)的能力，Ralph Steinman 將此類細(xì)胞正式命名為DC，后來人們研究發(fā)現(xiàn)其可以激活抗原特異性免疫反應(yīng)[2]?，F(xiàn)在普遍認(rèn)為，DC是體內(nèi)最重要的APC，具有以下明顯特征：（1）DC 表面具有非常復(fù)雜的抗原或細(xì)胞因子受體，可以通過此類受體識別并結(jié)合外源的病原微生物，通過受體等介導(dǎo)的內(nèi)吞將外界病原微生物攝取入細(xì)胞內(nèi)，并進(jìn)一步激活下游復(fù)雜的免疫反應(yīng)[3]。（2）DC 具有非常發(fā)達(dá)的細(xì)胞內(nèi)酶解系統(tǒng)（之前教科書一直認(rèn)為DC 胞質(zhì)內(nèi)無溶酶體和吞噬體等），可以很容易地將內(nèi)吞的病原微生物加工和處理為抗原肽，抗原肽與MHC-I或MHC-Ⅱ類分子結(jié)合后表達(dá)于DC 表面，進(jìn)一步提呈給初始型T 細(xì)胞，觸發(fā)T 細(xì)胞的免疫應(yīng)答[4]。（3）通常情況下DC 以一種不成熟的狀態(tài)存在，表現(xiàn)為具有很強(qiáng)的吞噬能力，其細(xì)胞表面共刺激分子表達(dá)不高，在維持機(jī)體的免疫耐受中發(fā)揮重要作用。一旦受到病原微生物或其他刺激后，DC 可以迅速上調(diào)其表面共刺激分子的表達(dá)，并伴隨吞噬能力的迅速下降，同時獲得了較強(qiáng)的遷移能力，可以攜帶病原微生物的信號遷移到淋巴結(jié)并激活T 細(xì)胞或B 細(xì)胞[5]。但是在某些炎癥情況下，環(huán)境中的一些抗炎分子如IL-10、TGFβ、維甲酸（retinoic acid,RA）、糖皮質(zhì)激素、維生素D 和地塞米松等能明顯促進(jìn)DC 耐受[6]。（4）隨著基因敲除技術(shù)及其他基因靶向技術(shù)的運(yùn)用，從20 世紀(jì)90 年代開始，人們發(fā)現(xiàn)DC 是一群高度異源性細(xì)胞，不同組織具有不同的DC 亞群，不同亞群的DC 受不同轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控，功能也不同[7-8]。以上4 個特征賦予DC 強(qiáng)大的抗原提呈功能，使其成為適應(yīng)性免疫應(yīng)答的啟動者，并在介導(dǎo)天然免疫與適應(yīng)性免疫反應(yīng)中發(fā)揮重要作用[9]。

在靜息狀態(tài)下，DC 可以分為常規(guī)DC（conventional DC，cDC）、漿細(xì)胞樣DC（plasmacytoid DC，pDC）和皮膚的LC。cDC 主要參與抗原提呈，在維持機(jī)體免疫反應(yīng)和免疫耐受中發(fā)揮重要作用；而pDC則主要應(yīng)答細(xì)菌或病毒刺激，通過產(chǎn)生I 型干擾素發(fā)揮功能[8]。在炎癥狀態(tài)下，骨髓或血液中單核細(xì)胞也可以進(jìn)一步分化成DC，稱為單核細(xì)胞來源的DC（monocyte-derived DC,MoDC），這類DC 遷移能力較弱，但可分泌大量的炎癥因子，在局部組織炎癥反應(yīng)中發(fā)揮重要作用[10-11]。根據(jù)DC表面分子的不同，cDC又可以分為cDC1 和cDC2。小鼠淋巴器官中cDC1表面主要表達(dá)CD8、Xcr1、Clec9a等分子，在非淋巴器官組織中表達(dá)CD103；人類cDC1 表面主要表達(dá)CD141。cDC1 主要參與抗原交叉提呈，在抗病毒及腫瘤免疫反應(yīng)中起主要作用。小鼠cDC2 表面表達(dá)CD11b、Sirpα 等分子，但在某些非淋巴器官如腸道中部分cDC2也表達(dá)CD103[12]；人類cDC2表面主要表達(dá)CD1c。cDC2 主要參與抗原直接提呈作用，在抗細(xì)菌、自身免疫病及維持機(jī)體免疫耐受中發(fā)揮重要作用[8,10]。近年來，隨著單細(xì)胞測序技術(shù)等的運(yùn)用，人們發(fā)現(xiàn)了更多的DC 亞群，不同微環(huán)境中DC 亞群發(fā)揮的功能也不同[13-15]。值得說明的是，DC除了參與抗原提呈并調(diào)控T 細(xì)胞及B 細(xì)胞的分化和功能外，在天然免疫應(yīng)答中也發(fā)揮重要作用。近年來研究發(fā)現(xiàn)DC與其他天然免疫細(xì)胞如NK 細(xì)胞及組織細(xì)胞相互作用，可產(chǎn)生多種免疫學(xué)效應(yīng)[16]，這給DC的研究造成了非常復(fù)雜的影響。

2 DC的發(fā)育及調(diào)控

現(xiàn)在普遍認(rèn)為，絕大多數(shù)DC 的發(fā)育起源于骨髓造血干細(xì)胞（LC 起源于胚胎時期卵黃囊或肝臟）。在多種細(xì)胞因子如FLT3L 和GM-CSF，以及轉(zhuǎn)錄因子如PU.1、E2-2、Id2、Batf3、IRF4和IRF8等的共同作用下，骨髓造血干細(xì)胞經(jīng)過一系列不同譜系（髓系和淋巴系等）細(xì)胞分化，可定向分化成髓系和淋巴系DC 前體細(xì)胞，進(jìn)入血液循環(huán)，最后在各淋巴組織和非淋巴組織中進(jìn)一步分化成熟。目前FLT3L被認(rèn)為是調(diào)控DC發(fā)育最重要的細(xì)胞因子[17]，其通過激活PI3K-mTOR信號通路促進(jìn)DC的分化與成熟[18]。盡管體外研究證實GM-CSF 可以促進(jìn)骨髓造血干細(xì)胞或單核細(xì)胞向DC 分化，但是體內(nèi)GM-CSF 對DC 的分化是非必需的[19]。在炎癥情況下，GM-CSF 則可以促進(jìn)單核細(xì)胞分化成DC[20]。轉(zhuǎn)錄因子對DC 的發(fā)育調(diào)控更引人關(guān)注，cDC1 高水平表達(dá)轉(zhuǎn)錄因子IRF8，其發(fā)育受Irf8、Batf3、Id2、Nfil3和Bcl6的調(diào)節(jié)。cDC2 高表達(dá)IRF4，同時也低表達(dá)IRF8，其進(jìn)一步可細(xì)分為功能特異依賴Notch2 或KLF4 的兩個亞群。pDC 也表達(dá)高水平IRF8，但同時依賴轉(zhuǎn)錄因子E2-2 的調(diào)控。近年來研究發(fā)現(xiàn)，所有骨髓來源的細(xì)胞中，轉(zhuǎn)錄因子Zbtb46特異性表達(dá)于cDC，而在其他細(xì)胞中不表達(dá)，因此基于Zbtb46的轉(zhuǎn)基因小鼠在研究DC生物學(xué)及功能中起非常重要的作用。有關(guān)DC 發(fā)育的細(xì)胞因子和轉(zhuǎn)錄因子具體調(diào)控機(jī)制可參見幾篇非常好的綜述[7,21-24]，在此不再贅述。

DC的發(fā)育除了受上述細(xì)胞因子和轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控外，還受到調(diào)節(jié)細(xì)胞生存和增殖的細(xì)胞因子的影響[25-26]。利用在CD11c+DC 中特異性敲除TAK1 基因（Map3k7）和可誘導(dǎo)的TAK1敲除的小鼠模型，我們發(fā)現(xiàn)TAK1 在DC 生存、免疫系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和功能的維持中發(fā)揮重要作用。DC 缺失TAK1 加速其凋亡，尤其是淋巴組織中CD8+DC 和非淋巴組織中CD103+DC 的凋亡，進(jìn)而導(dǎo)致DC 的顯著減少。TAK1 還能通過誘導(dǎo)DC 前體細(xì)胞的產(chǎn)生促進(jìn)DC 發(fā)育。此外，TAK1 能夠整合來自TLR、CD40和RANK的信號，進(jìn)而活化下游NF-κB 和AKT-Foxo 通路以維持DC 存活。DC 缺失TAK1 后使髓樣增殖性異常（表現(xiàn)為中性粒細(xì)胞和炎性單核細(xì)胞的異常擴(kuò)增）、打破T 細(xì)胞穩(wěn)態(tài)并且抑制有效的T 細(xì)胞啟動和調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞的產(chǎn)生[27]。因此，TAK1 通過促進(jìn)DC 的生存影響免疫系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和功能。

近年來，細(xì)胞代謝在調(diào)控細(xì)胞發(fā)育和功能中發(fā)揮重要作用[28-29]。免疫細(xì)胞的一些基本功能，如轉(zhuǎn)錄因子的激活、基因和蛋白的表達(dá)水平變化、細(xì)胞器穩(wěn)態(tài)的維持、危險信號的識別和應(yīng)激反應(yīng)等都受細(xì)胞代謝及其產(chǎn)物的調(diào)控[29-30]。骨髓前體細(xì)胞發(fā)育分化為DC與mTORC1 信號和細(xì)胞代謝關(guān)系密切[18]。TSC1 是mTORC1 的負(fù)調(diào)控因子，缺失TSC1后DC中mTORC1活性增強(qiáng)，DC的生存和增殖受到影響，進(jìn)而抑制DC在體內(nèi)和體外的發(fā)育和分化。此外，TSC1缺失導(dǎo)致DC自發(fā)性活化，使其傾向于分化成為其他譜系的細(xì)胞，并削弱了DC介導(dǎo)的效應(yīng)性1型輔助性T細(xì)胞（type1helperTcell,Th1）應(yīng)答。機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)，缺失TSC1后，DC的糖酵解、線粒體呼吸和脂質(zhì)合成增強(qiáng)，此改變部分依賴于Myc。此外，TSC1信號通過其下游的Rheb分子下調(diào)mTORC1活性來維持正常的DC發(fā)育[31]。因此，TSC1-Rheb-mTORC1信號軸與Myc依賴的生物能量和生物合成活動之間的相互作用成為促進(jìn)DC 發(fā)育的一個關(guān)鍵的代謝節(jié)點[31]。此外，DC 中LKB1 信號通路可以限制調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞的過度增殖及其導(dǎo)致的腫瘤的發(fā)生和Th17 細(xì)胞應(yīng)答。當(dāng)LKB1 缺失時，DC mTOR 信號通路被激活并發(fā)生代謝紊亂、成熟異常、細(xì)胞因子和免疫調(diào)節(jié)分子表達(dá)異常。阻斷mTOR 信號通路后，可以部分糾正LKB1缺失引起的DC 成熟異常和調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞過度增殖。LKB1 通過協(xié)調(diào)DC 的代謝和免疫靜止增強(qiáng)保護(hù)性抗腫瘤免疫和正常的免疫穩(wěn)態(tài)[32]。更多物質(zhì)代謝對DC發(fā)育和功能的研究可以參照近年來幾篇非常全面的綜述文章[33-37]。值得說明的是，目前對DC 代謝的研究還停留在體外培養(yǎng)的DC，且在充足的營養(yǎng)和氧氣存在的情況下對單基因或單一代謝物功能改變的研究[35]。這些研究都忽視了DC所處的原位微環(huán)境對其代謝復(fù)雜性的影響。不同DC 亞型是否具有特異性的代謝需求或是否依賴相同的代謝通路來行使其功能？這些科學(xué)問題都有待于進(jìn)一步闡明。隨著單細(xì)胞測序技術(shù)和質(zhì)譜技術(shù)的廣泛應(yīng)用，DC發(fā)育以及DC分化和功能的轉(zhuǎn)錄調(diào)控研究得到了極大的促進(jìn)[12-13,38]。但是我們對于DC 如何調(diào)節(jié)亞群特異性的發(fā)育程序與應(yīng)對不同環(huán)境刺激的分化能力仍然是不清楚的[22,39]，這是DC 的多樣性與適應(yīng)性的體現(xiàn)，局部環(huán)境的動態(tài)變化可能最終影響不同亞群DC 如何平衡免疫與耐受[40-41]。

3 MAPK信號通路在調(diào)控DC功能及可塑性中的作用機(jī)制

DC 既可以發(fā)揮免疫激活作用，又能夠誘導(dǎo)免疫耐受，其功能的巨大可塑性一直是DC 領(lǐng)域的研究重點[42]。DC 可塑性與其所處微環(huán)境的性質(zhì)密切相關(guān)，微環(huán)境中各種不同刺激作用于DC，后者通過不同機(jī)制發(fā)揮其功能的可塑性[42]。有絲分裂原激活的蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）信號通路是DC 感知外源性刺激并作出有效免疫應(yīng)答的最重要的細(xì)胞內(nèi)信號通路之一，主要包括p38、c-Jun NH2-terminal protein kinase（JNK）和extracellular signal-regulated kinase（ERK），其中p38 MAPK 是最主要的調(diào)節(jié)細(xì)胞免疫炎癥反應(yīng)的蛋白激酶。p38 MAPK有4種不同的亞基（α、β、γ 和δ），這4種亞基在不同組織或細(xì)胞中的表達(dá)水平不同，以p38α 表達(dá)量最高[43]。MAPK 的負(fù)調(diào)控主要依賴于MAPK 磷酸酶（MAPK phosphatase,MKP），以MKP-1 最為重要[42]。我們過去十年的研究發(fā)現(xiàn)，MAPK信號通路在腸道及皮膚DC功能可塑性的調(diào)控方面發(fā)揮重要的作用。

腸道作為機(jī)體抵御病原菌入侵的第一道防線，其穩(wěn)態(tài)的維持對人體正常生理功能具有重要意義[44]。宿主腸道免疫系統(tǒng)通過多種細(xì)胞和分子機(jī)制在腸道的穩(wěn)態(tài)維持及重建中發(fā)揮至關(guān)重要的作用，腸道免疫系統(tǒng)調(diào)控機(jī)制的異常則可能導(dǎo)致多種免疫性疾病乃至腫瘤的發(fā)生，其中炎癥性腸?。╥nflammatory bowel disease,IBD）及其誘發(fā)的腸炎相關(guān)結(jié)腸癌（colitis-associated colorectal cancer,CACRC）最為常見，但I(xiàn)BD的病因及其發(fā)病機(jī)制仍不清楚，現(xiàn)有治療方法有很大局限性[45]。腸道DC在腸炎發(fā)病進(jìn)程中起著至關(guān)重要的作用[46]。我們的研究發(fā)現(xiàn)，在葡聚糖硫酸鈉（dextran sodium sulfate,DSS）誘導(dǎo)的小鼠腸炎中，腸道和腸系膜淋巴結(jié)DC p38α 的磷酸化水平明顯上升。當(dāng)DC 特異性敲除p38α 后則能明顯減輕DSS 誘導(dǎo)的小鼠腸炎及氧化偶氮甲烷聯(lián)合DSS 誘導(dǎo)的腸道腫瘤的發(fā)生。細(xì)胞水平研究發(fā)現(xiàn)，cDC1（而不是cDC2）中p38α 缺失后能明顯增強(qiáng)1 型調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞（type 1 regulatory T cell,Tr1）的分化，進(jìn)而發(fā)揮有效的抗炎免疫反應(yīng)。此外，DC p38α 缺失可以顯著增加小鼠腸道組織中分泌IL-22 的3 型天然淋巴細(xì)胞（group 3 innate lymphoid cell,ILC3）的產(chǎn)生，并增強(qiáng)腸道上皮細(xì)胞或組織的損傷后修復(fù)能力。進(jìn)一步的分子水平研究發(fā)現(xiàn)，DC可以通過p38α依賴的IL-27調(diào)節(jié)Tr1的分化及ILC3 的產(chǎn)生[47]。DC 除了在調(diào)控腸道炎癥中發(fā)揮重要作用，在維持腸道免疫耐受中也十分重要[48]。當(dāng)DC 缺失p38α，小鼠腸道免疫耐受功能受損，在T 細(xì)胞轉(zhuǎn)輸誘導(dǎo)的腸道炎癥中，小鼠的腸道炎癥明顯加重。與上述DSS誘導(dǎo)的腸道炎癥不同的是，p38α 在腸道CD103+cDC2 中才有此作用，進(jìn)一步證明DC 作用的細(xì)胞亞群特異性。分子機(jī)制研究表明CD103+DC 通過p38α 調(diào)控TGFβ2 和RA 的表達(dá)，進(jìn)而影響下游Th1 細(xì)胞和調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞（regulatory T cell,Treg）的分化以及T 細(xì)胞歸巢到腸道組織[49]。以上結(jié)果表明，靜息狀態(tài)下的cDC1 以p38 高活性狀態(tài)維持腸道對自身抗原及腸道菌群的免疫耐受，而低水平p38則有利于其促進(jìn)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞分化并以此來控制腸道炎癥。因此，p38α 在調(diào)控腸道DC 功能的可塑性方面發(fā)揮重要作用。

DC 在調(diào)控皮膚免疫與耐受中也發(fā)揮重要作用[8]。銀屑病是以皮膚炎癥和表皮過度增殖為特征的自身免疫性疾病，發(fā)病機(jī)制不明[50]。我們研究發(fā)現(xiàn)，咪喹莫特處理過的小鼠皮膚中，LC（而不是真皮DC）中p38α 的缺失可以通過抑制IL-23 的表達(dá)影響γδ T細(xì)胞分泌IL-17，從而抑制銀屑病的癥狀；腹腔注射p38 抑制劑SB203580 能明顯改善野生型小鼠的銀屑病樣皮膚炎癥[51]。但當(dāng)皮膚應(yīng)對過敏性物質(zhì)如屋塵螨刺激后，DC 中p38α 的缺失則能明顯增強(qiáng)皮膚的過敏狀態(tài)，表現(xiàn)為產(chǎn)生IL-4 的Th2 細(xì)胞反應(yīng)異常升高，使皮膚的免疫耐受功能受損（作者實驗觀察）。這些結(jié)果也表明，DC 中p38α 的缺失在宿主維持皮膚的免疫穩(wěn)態(tài)方面發(fā)揮不利的作用，但在保護(hù)宿主免疫炎癥刺激的過程中發(fā)揮有利作用。因此，p38α 在調(diào)控皮膚DC 功能的可塑性方面也發(fā)揮重要作用，也為p38抑制劑用于臨床免疫治療方面提供了理論依據(jù)。

免疫耐受的打破將導(dǎo)致機(jī)體自身免疫性疾病的發(fā)生，多發(fā)性硬化癥（multiple sclerosis,MS）及其動物模型實驗性自身免疫性脊髓炎（experimental autoimmune encephalomyelitis,EAE）是一種典型的Th17 細(xì)胞依賴性的自身免疫性疾病[52]。大量的實驗也證實，DC 在MS 和EAE 中發(fā)揮重要調(diào)控作用[53]。我們研究發(fā)現(xiàn)，DC p38α MAPK 信號通路在Th17 細(xì)胞分化及Th17 細(xì)胞介導(dǎo)的EAE 發(fā)病中發(fā)揮重要作用。只有DC中p38α缺失可以保護(hù)小鼠免患EAE，而巨噬細(xì)胞或T 細(xì)胞中p38α 缺失對小鼠患病沒有任何影響。在機(jī)制方面，p38α 信號通路整合細(xì)胞外多種刺激后選擇性地調(diào)節(jié)DC 中與Th17 細(xì)胞分化相關(guān)的細(xì)胞因子和共刺激分子的表達(dá)，并進(jìn)一步影響T 細(xì)胞IL-23 受體的表達(dá)從而促進(jìn)Th17 細(xì)胞的分化發(fā)育。此外，在疾病發(fā)生過程中，組織浸潤的DC 也可以通過其p38α的活性來維持Th17 細(xì)胞的功能[54]。DC 中MKP-1 信號通路在接受不同的外源性刺激后，選擇性地調(diào)節(jié)與之相對應(yīng)的T 細(xì)胞分化相關(guān)的細(xì)胞因子的表達(dá)，并進(jìn)一步影響T 細(xì)胞表面受體及轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)從而促進(jìn)不同類型的T 細(xì)胞分化。MKP-1 缺失將導(dǎo)致機(jī)體抗細(xì)菌免疫反應(yīng)的缺陷及異常的T 細(xì)胞免疫炎癥反應(yīng)[55]。

4 DC在腫瘤免疫治療中的作用

腫瘤是嚴(yán)重危害人類健康和生命的重要疾病之一，以往對腫瘤的治療如手術(shù)治療、化學(xué)藥物治療和放射療法均直接針對腫瘤本身，在發(fā)揮治療作用的同時均對機(jī)體正常細(xì)胞造成損傷。近年來興起的腫瘤免疫治療通過提高人體自身免疫系統(tǒng)的活性來殺滅腫瘤，被認(rèn)為是腫瘤臨床治療的前沿手段，在2013 年被《科學(xué)》雜志評為年度十大科學(xué)突破之首[56]。腫瘤的免疫治療分為主動免疫治療和被動免疫治療。主動免疫治療是利用APC 來提升患者的免疫力直接殺傷腫瘤[57-58]。被動免疫治療是過繼轉(zhuǎn)輸腫瘤浸潤的淋巴細(xì)胞或改造過的淋巴細(xì)胞如嵌合抗原受體T 細(xì)胞（Chimeric antigen receptor-T cell,CAR-T）到患者體內(nèi)誘導(dǎo)免疫介導(dǎo)的腫瘤清除[59-60]。盡管CAR-T 在治療血液系統(tǒng)腫瘤中獲得了令人鼓舞的成就，但對于實體瘤的治療存在特異性靶點選擇困難和易脫靶的問題，也容易出現(xiàn)不良反應(yīng)。此外，有相當(dāng)一部分患者出現(xiàn)腫瘤的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移[60-61]。針對腫瘤微環(huán)境中高表達(dá)的PD-L1 等抑制性配體會抑制腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞的活性，科學(xué)家發(fā)明了免疫檢查點抑制劑治療腫瘤[62]。但是目前接受PD-1/PD-L1 治療的長期獲益患者仍然較低（約10%），而且容易出現(xiàn)不良反應(yīng)如免疫系統(tǒng)的過度激活，相當(dāng)一部分患者也容易出現(xiàn)腫瘤的復(fù)發(fā)與轉(zhuǎn)移[63-64]。因此，進(jìn)一步發(fā)展新的治療策略，通過鑒定新的靶點聯(lián)合免疫檢查點治療，則可以幫助增強(qiáng)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)的成果[65]。

大量的研究成果證實DC 是引導(dǎo)免疫檢查點治療和其他腫瘤免疫治療的關(guān)鍵調(diào)控因素[66-67]。事實上，傳統(tǒng)的腫瘤治療方法，如化療和放療，是通過誘導(dǎo)細(xì)胞死亡之后釋放的損傷相關(guān)分子模式（damageassociated molecular pattern,DAMP），如損傷DNA、ATP 或HMGB1，促進(jìn)DC 的激活和CD8+T 細(xì)胞免疫反應(yīng)以達(dá)到腫瘤治療的目的[68-69]。此外，臨床結(jié)果也顯示腫瘤組織內(nèi)存在DC 數(shù)量及效應(yīng)性細(xì)胞因子轉(zhuǎn)錄水平與CD8+T 細(xì)胞的浸潤及炎癥表型密切相關(guān)的證據(jù)[23,70]。腫瘤組織內(nèi)DC 含量少或功能失調(diào)，則與預(yù)后差的免疫腫瘤類型相關(guān)[71]。相應(yīng)地，越來越多的研究者傾向于調(diào)控DC以更有效地激活和帶動T細(xì)胞進(jìn)入腫瘤微環(huán)境，尤其是對那些免疫原性弱的（非炎性或冷）腫瘤，以提高免疫檢查點治療的效果[72-73]。大量的研究數(shù)據(jù)顯示DC 是連接免疫檢查點療效機(jī)制與其他腫瘤治療方法的一個重要橋梁[73]。遺憾的是，目前以DC 靶向的腫瘤免疫治療整體療效還非常低。因此，進(jìn)一步了解DC 生物學(xué)特性是提高其作為靶點在治療腫瘤中一個非常重要的基礎(chǔ)。

近年來發(fā)現(xiàn)cDC1很可能代表一種比傳統(tǒng)單核細(xì)胞來源的DC 更具優(yōu)勢的DC 亞群用于腫瘤的免疫治療[74]。體外用FLT3L 培養(yǎng)骨髓造血干細(xì)胞3 d，再用分泌NOTCH 配體DL1 的單層OP9 基質(zhì)細(xì)胞培養(yǎng)就可以得到類似的野生型cDC1[75-76]。相應(yīng)地，通過轉(zhuǎn)輸腫瘤細(xì)胞裂解后的抗原激活的cDC1 能夠明顯增強(qiáng)CD8+T細(xì)胞的抗腫瘤免疫反應(yīng)[77]。同樣，體外誘導(dǎo)產(chǎn)生的cDC1 裝載的腫瘤抗原，也能有明顯的抗腫瘤效果[78]。鑒于此，有研究者正在招募非小細(xì)胞肺癌患者，用來評價放療和全身性抗PD-1 治療合并過繼轉(zhuǎn)輸CD1c+DC 和CD141+DC 隨機(jī)臨床II 期實驗（NCT04571632），用于評價其1 年無進(jìn)展生存期。盡管上述研究建立了一種基于cDC1 免疫治療的方法，但實際運(yùn)用中仍然有幾點值得考慮：（1）如何從患者體內(nèi)中獲得足夠質(zhì)量好的cDC1用于免疫治療仍然是一個很大的問題[79-80]。（2）一旦體外能夠生產(chǎn)或擴(kuò)增出足夠量的cDC1 用于腫瘤治療，選用合適的佐劑用于完全激活DC 成熟是至關(guān)重要的步驟[81]。Poly I:C 是目前常用于DC 成熟的佐劑[82]。（3）當(dāng)前研究證實，盡管cDC1 在腫瘤免疫治療中可以通過激活CD8+T 細(xì)胞發(fā)揮重要作用，但CD4+T 細(xì)胞對CD8+T 細(xì)胞的輔助功能也是必需的，而CD4+T 細(xì)胞的激活需要cDC1和cDC2表面的MHC-II提供信號。（4）除了DC與T細(xì)胞的相互作用，近年來報道DC 和NK 細(xì)胞的相互作用在抗腫瘤免疫中也非常重要，cDC1分泌的IL-12可以激活NK 細(xì)胞分泌IFNγ 以抑制腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移[83]。NK 細(xì)胞也可以分泌趨化因子CCL5 等招募cDC1 到腫瘤的免疫微環(huán)境以發(fā)揮其抗腫瘤免疫的功能[16]。（5）腫瘤微環(huán)境中DC 與其他免疫細(xì)胞的交互作用非常復(fù)雜，應(yīng)該綜合評價。近年來，針對多種腫瘤的研究發(fā)現(xiàn)了一類新的DC3 亞群，提示其可能在腫瘤發(fā)生中發(fā)揮一定的作用[14-15,84-86]。DC3 與cDC1 和cDC2有相應(yīng)的表型，但也存在特異的轉(zhuǎn)錄特征。DC3具有成熟與激活的分子標(biāo)志，也有免疫調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)錄本特征（如DC 遷移相關(guān)分子CCR7、FSCN1，DC 成熟相關(guān)分子LAMP3、CD80、CD83、CD40，以及免疫調(diào)節(jié)分子PD-L1、PD-L2、IDO1、CD200 等）[87]。這類新的DC3亞群與之前其他不同研究組報道的CCR7+LAMP3+DC[87]，mregDC[15]或腫瘤浸潤激活/成熟DC[14]具有相似的性狀，但在本質(zhì)上這類細(xì)胞更類似于炎性DC 或cDC2。在功能上，DC3 具有激活初始T 細(xì)胞以及控制調(diào)節(jié)性和記憶性T 細(xì)胞分化的能力。同時也能通過其分泌的TGFβ 促進(jìn)CD4+T 細(xì)胞和CD8+T 細(xì)胞表達(dá)CD103。一方面DC3通過調(diào)節(jié)CD8+T 細(xì)胞的功能和促進(jìn)CD103+組織駐留記憶性T 細(xì)胞募集到腫瘤組織而發(fā)揮抗腫瘤作用；另一方面DC3也發(fā)揮抗T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫調(diào)節(jié)功能，與腫瘤微環(huán)境中T 細(xì)胞的功能失調(diào)相關(guān)[88]。值得說明的是，DC 也并非都是發(fā)揮抗腫瘤作用，對免疫檢查點治療療效不佳的患者腫瘤組織單細(xì)胞測序分析發(fā)現(xiàn)，有一類成熟的具有調(diào)節(jié)功能的DC，可由cDC1 或cDC2 攝取腫瘤抗原分化而成，上調(diào)表達(dá)PD-L1，其分泌的IL-12嚴(yán)格地依賴于IFNγ，發(fā)揮干擾正常的抗腫瘤免疫反應(yīng)的作用[15]。

在DC 的抗原交叉提呈研究方面，盡管發(fā)現(xiàn)了參與DC交叉提呈的一些關(guān)鍵分子如Nox2、Rac2、Rab3b/c/27a、Irap、Sec61、Sec22b、Tfeb、Mannose receptor 等，但是人們只對Sec22b 做了一些體內(nèi)抗腫瘤實驗（合并ICT）[65,89-90]。此外，有研究表明MoDC 并不直接參與體內(nèi)抗原交叉提呈功能[65]。在分子機(jī)制研究方面發(fā)現(xiàn)，抑制溶酶體功能的藥物氯喹可以增強(qiáng)抗原交叉提呈功能[91]；細(xì)胞相關(guān)的抗原交叉提呈可能通過與內(nèi)吞體或細(xì)胞骨架成分相互作用而介導(dǎo)囊泡的轉(zhuǎn)運(yùn)[65]。研究者發(fā)現(xiàn)合并MHC-I 和MHC-II 抗原提呈時，腫瘤更容易被清除，體現(xiàn)了MHC-II 介導(dǎo)的CD4+T 細(xì)胞的輔助作用[92]。若合并免疫檢查點抑制劑治療時，抗腫瘤的效果明顯增強(qiáng)，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了CD4+T 細(xì)胞的輔助作用[65]。

DC 疫苗及其在腫瘤免疫治療的進(jìn)展，人們往往忽略了DC 攜帶腫瘤抗原或相關(guān)抗原到淋巴結(jié)激活初始型T細(xì)胞或細(xì)胞毒性T細(xì)胞及記憶性T細(xì)胞的作用，但這種作用在誘導(dǎo)長期的抗腫瘤免疫中非常重要[93-94]。DC 疫苗早期應(yīng)用于免疫原性高的惡性黑色素瘤的治療[95]，之后被用于多個腫瘤的臨床試驗[6]。通常治療用的DC 都來源于患者外周血單核細(xì)胞或干細(xì)胞的體外分化，近年來也有來自誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的定向分化，通過納米材料、抗體、病毒載體及RNA作為遞送腫瘤相關(guān)抗原材料和共刺激分子至腫瘤組織以達(dá)到治療目的[6]。在制定腫瘤免疫治療方案的起始，通過操控DC 達(dá)到療效是一種非常有潛力的方法，但目前療效不佳。未來將充分聯(lián)合DC 疫苗與其他療法，提高腫瘤的免疫治療[74]。DC 在腫瘤免疫治療中的兩種擴(kuò)增途徑：（1）體內(nèi)擴(kuò)增：全身性給予FLT3L 可以直接導(dǎo)致cDC1 的系統(tǒng)性擴(kuò)增，增加腫瘤組織DC 的含量，并對腫瘤的生長具有明顯的緩解作用[96]。若合并TLR 或STING 激活劑、放療或免疫檢查點治療，可以明顯地控制腫瘤生長，目前已應(yīng)用于轉(zhuǎn)移乳腺癌或非霍奇金淋巴瘤的臨床實驗中（NCT03789097,NCT01976585）[71,97]。這種方法的好處在于可以針對廣泛的抗原，而且沒有患者抗原特異性問題，也可以明顯增加全身或局部的T 細(xì)胞免疫反應(yīng)，提高與其他療法合并使用的效果。（2）體外擴(kuò)增：腫瘤全細(xì)胞DC 疫苗依賴于外源性成熟及單核細(xì)胞來源的DC 的擴(kuò)增，這也是現(xiàn)在DC 疫苗普遍采用的辦法[98-99]。盡管這種來源于患者的細(xì)胞，安全性更好，也在急性髓性白血病的治療中使用，但單臂實驗的療效仍然很低（8%～15%）[100]。目前唯一被FDA 批準(zhǔn)的是用來治療轉(zhuǎn)移性前列腺癌的DC 疫苗[101]。DC 疫苗的療效不高，可能的原因有：（1）腫瘤的抑制性免疫微環(huán)境可以阻止T 細(xì)胞浸潤、生存和效應(yīng)功能，合并抗PD-1或CTLA-4治療可以明顯改善治療效果[102-103]；此外，DC 疫苗合并手術(shù)及化療、放療均可增加療效[104]。（2）體外擴(kuò)增的DC 在體內(nèi)缺乏遷移能力，需要內(nèi)源性DC 發(fā)揮作用[105-106]。盡管小鼠cDC1 被用來做DC疫苗，但由于人外周血中cDC1數(shù)量非常少，且療效也不確定，尚缺乏此類數(shù)據(jù)[107]。目前用到的DC 成熟的金標(biāo)準(zhǔn)“TNFα、IL-1β、IL-6 和PGE2 組合”可以增加DC 的遷移，但仍有些不足之處，如PGE2 可以誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞并降低IL-12的分泌[108]。更多的細(xì)胞因子組合方法正在被測試。（3）一次注射的量要在106～107DC 方可達(dá)到療法效[109]。（4）有些DC 疫苗不能有效地過表達(dá)組織特異性抗原，如NY-ESO-1、MUC1、MAGEA3、MART1、HER2，通常人們將這些抗原偶聯(lián)到靶向DC 受體，如Clec9a、DEC205或DC-SIGN 以提高其增強(qiáng)免疫反應(yīng)的能力[94]。但是Clec9a 通常會引起免疫耐受，需要進(jìn)一步添加其他刺激物如poly I:C等[110]。（4）腫瘤微環(huán)境對DC 功能的影響：近年來研究發(fā)現(xiàn)腫瘤微環(huán)境中多個內(nèi)在腫瘤機(jī)制可以限制DC功能并阻礙腫瘤免疫監(jiān)視[111]。腫瘤微環(huán)境中DC 缺乏或被清除是產(chǎn)生體內(nèi)適應(yīng)性免疫和原位重激活T細(xì)胞反應(yīng)的主要障礙[112]。腫瘤微環(huán)境中調(diào)節(jié)DC 募集到腫瘤部位的免疫遺傳和代謝因素紊亂以及非常少量的DC 通常都不能產(chǎn)生一個有效的免疫趨化梯度[71]。此外，腫瘤浸潤DC 還受到腫瘤微環(huán)境中多種促進(jìn)DC 耐受以及失調(diào)的抑制性因子不利因素的影響[113]。近年研究認(rèn)為，限制DC 進(jìn)入腫瘤微環(huán)境的原癌基因信號亦是十分重要的，主要有WNT/βcatenin[114]、PTEN[115]、STK11/LKB1[32,116]、STAT3[117]、SOCS[118]，IRE1/XBP1[119]及COX-2 信號[120]等。但是有些腫瘤組織微環(huán)境可以刺激DC 分泌IDO1 等，誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞，從而拮抗機(jī)體的抗腫瘤免疫反應(yīng)[121]。

5 研究展望

總之，DC是一群高度異質(zhì)性細(xì)胞，隨著新技術(shù)和新方法的運(yùn)用，越來越多的DC 亞群被發(fā)現(xiàn)，進(jìn)一步探索這些新發(fā)現(xiàn)的DC 亞群的功能、發(fā)育來源及其轉(zhuǎn)錄調(diào)控顯得非常重要。同時，DC 的功能與其所處的免疫微環(huán)境的特性密切相關(guān)，不同的免疫微環(huán)境決定了DC 功能的高度可塑性。DC 在復(fù)雜的免疫微環(huán)境中如何被調(diào)節(jié)以及不同的DC 亞群如何發(fā)揮其獨特的免疫功能將是DC 領(lǐng)域研究的重點和難點。此外，在考慮應(yīng)用DC 進(jìn)行腫瘤免疫治療時，選用何種DC亞群和抗原類型、采用何種DC 的成熟方案、如何提高DC 在體內(nèi)的遷移和靶向性、如何改善腫瘤微環(huán)境對免疫抑制的作用等問題，均有待于進(jìn)一步闡明和實踐。因此，進(jìn)一步了解DC 的生物學(xué)特性及功能，探索DC 疫苗與其他療法綜合運(yùn)用等將最終提高腫瘤的免疫治療效果。

志謝：本述評撰寫過程中，得到了課題組鄭婷婷老師和王妍妍老師的大力協(xié)助，在此表示感謝！