当前位置: 首页 > 期刊 > 《中华胃肠外科杂志》 > 2000年第2期
编号:10205495
树突状细胞疫苗与胃肠道肿瘤免疫治疗研究进展
http://www.100md.com 《中华胃肠外科杂志》 2000年第2期
     雷晓 余佩武

     关键词:树突状细胞(dendritic cells,DCs) 胃肠道肿瘤 免疫治疗 研究进展 自从1973年Steinman和Cohn首先使用“树突状”一词来描述鼠脾内的一群粘附细胞的形态以来,人们对树突状细胞家族的认识已较深入。树突状细胞(dendritic cells,DCs)是主要由骨髓单核细胞系分化来源的一类淋巴细胞,其亚群包括Langerhans细胞、真皮树状细胞、淋巴结并指状细胞、外周血的树突状细胞、实质性脏器的组织间隙树突状细胞等,广泛分布于除脑及角膜中央部外的全身组织器官内,包括淋巴和非淋巴器官。并且,不同部位的DCs形态功能各有其特点。虽然DCs只占整个淋巴细胞的很小比例,但它是机体抗原提呈细胞(APC)系统的最重要一员[1]。因此,近年来对其在机体局部免疫应答,尤其是其抗肿瘤免疫治疗效应研究较多。

    一. 树突状细胞的免疫学特性
, http://www.100md.com
    免疫表型上,DCs可表达丰富的MHC-Ⅰ类及Ⅱ类分子(HLA-ABC、HLA-DR、HLA-DQ、HLA-DP等)和多种细胞因子(IL-1、IL-2、IL-10、GM-CSF)的受体,以及粘附分子(ICAM-1)、淋巴细胞功能相关因子3(LFA-3)和整合素(CD11a、CD11c、CD29、CD54、CD58等),但不表达单核巨噬细胞共有的CD43。DCs可分泌IL-6、IL-8、IL-10、TNF-α、TGF-β及巨嗜细胞炎性蛋白(MIP-1-α和MIP-1-β)等细胞因子。Langerhans细胞还表达特有的S-100蛋白抗原[2],其单抗常被用来鉴定Langerhans细胞。

    DCs虽然由其形态而得名,其独特性在于其功能上:DCs能摄取抗原并处理为免疫原性的小肽段,迁徙到局部引流相关淋巴结或淋巴组织中,以MHC-Ⅰ类分子的形式把抗原肽提呈给T细胞(第一信号),提供辅助T细胞增殖的协刺激(第二信号),从而诱导抗原特异的细胞毒性T淋巴细胞(CTLs)的产生[1]
, 百拇医药
    二. 树突状细胞与肿瘤免疫

    动物实验和临床研究揭示了DCs对胃肠道肿瘤有多方面的保护性局部免疫作用:

    (一)树突状细胞对于部分致癌因素的抵抗

    Masashi等[3]发现,化学性癌激发剂N甲基N’硝基N硝基胍(MNNG)作用于两系敏感性不同的大鼠胃幽门黏膜时,MNNG的激发效应伴随有差异显著的DCs反应。对MNNG致癌效应具有抵抗效应的大鼠,MNNG作用后其幽门黏膜内DCs明显增多,DCs细胞表面的B7类分子(B7-1,B7-2)的表达增加,而黏膜细胞增生反应较轻。B7类分子据信是DCs活化T细胞的第二信号传递者[4]

    (二)树突状细胞对癌前疾病或癌前损害的作用

    定量对比分析发现,慢性萎缩性胃炎组织Ⅲ型肠化生和或Ⅱ度、Ⅲ度异型时,局部组织中DCs的浸润较正常或良性病变时显著增加[5],提示DCs反应在胃癌前损害中已存在。但这种DCs反应对于胃癌前损害的意义需进一步的观察。
, 百拇医药
    (三)树突状细胞对胃肿瘤生物学特性的影响

    这方面相关研究较多。一般均以Tsujitani等[6]建立的免疫组化方法为基础,使用抗S-100单抗鉴定Langerhans细胞(虽然神经末梢也呈S-100阳性,但在肿瘤组织中神经末梢较少),以肿瘤组织块中Langerhans细胞数量(一般分为轻度浸润和显著浸润)作为局部免疫功能的标志。统计分析发现:胃肿瘤的淋巴结转移率[7-9]、组织侵袭深度[8],根治术后复发率[9]及预后[6,8,10]等,在不同的DCs计数多少之间,存在显著的统计差异。在对结直肠癌的研究中也得出相似的结论[11]。因而可以把肿瘤局部DCs浸润数量作为独立的预后指标。

    以上文献中对肿瘤局部DCs计数与其具体意义的关系还有待进一步研究,不应简单的进行DCs数量划分,而应建立一个对胃肠肿瘤生物学物性有显著意义的DCs数值区间,更好地利用DCs指标来解释胃肠道肿瘤临床特点及指导后继免疫治疗。
, 百拇医药
    临床上大多数恶性肿瘤因免疫逃逸并不引起DCs表面肿瘤特异抗原的表达。可能的原因有:(1)肿瘤细胞的抗原并非完全异源,DCs不能有效提呈[12];(2)肿瘤细胞来源的细胞因子如TCF-β[1,3]和TL-10[14,15],能加速肿瘤细胞生长,抑制机体免疫反应,减慢DCs发育,减少组织中局部DCs数量并降低其功能,在试验中TNF-α、IFN-γ、IL-2减少,混合淋巴反应减弱;(3)肿瘤细胞产生血管内皮生长因子(VEGF)的表达与S-100阳性DCs浸润数量间显著负相关,且VEGF阴性、DCs显著浸润的患者的临床表现及预后远好于VEGF阳性、DCs轻度浸润的患者[16],可能是VEGF抑制DCs的有VEGF受体的CD43+前体分化为成熟、有功能的DCs[17]。调控肿瘤局部DCs数量的确切机制有待深入研究。

    三. 以树突状细胞为基础的抗肿瘤免疫治疗
, 百拇医药
    总的说来,DCs对机体与肿瘤关系的演变有重要意义。然而体内的DCs可能因为数量或功能原因而缺乏对肿瘤抗原的有效表达,使肿瘤逃脱了机体的免疫监视得以生长。近年来,大量以DCs为基础的抗肿瘤疫苗免疫研究和肿瘤治疗取得了相应成果。免疫治疗方案有两类:一类是以提高机体免疫系统中DCs对肿瘤抗原表达的能力为方向;另一类是以增加机体组织局部中DCs数量为方向。具体的方法如下。

    (一)以肿瘤相关抗原(TAA)或肿瘤特异抗原(TSA)预激DCs制备细胞疫苗

    这种抗原可以是肽[18]、肿瘤细胞的溶解产物[19],或是可溶性蛋白抗原[20]。一般方法是把相应抗原物质在体外与从荷瘤宿主分离、增殖的DCs共同培养。以混合淋巴反应法(MLR)确定 DCs能表达相应抗原后,经皮下或血管注入体内。DCs能在相应引流淋巴结或淋巴组织内诱导产生抗原特异的CTLs,达到免疫治疗的作用。该方法简单易行,适用于可注射部位包括胃肠道的肿瘤。前提是所选择的肽或蛋白是鉴定明确的TAA或TSA,能较好地在体内引起抗肿瘤免疫反应,而多数人类肿瘤抗原由于HLA系统的多型性而难以鉴定,使得此方法应用受限。此外,实验中抗原预激的DCs从皮下注射局部迁徙到引流淋巴结的比例不高(平均3%~10%)[21],大部分注入细胞停留于原位。这种效率低下的现象与DCs培养方法、抗原预激处理、注射部位、注入细胞数目以及注射频次等的关系有待进一步研究。
, 百拇医药
    (二)遗传改型DCs细胞疫苗

    利用基因转导方法,以编码肿瘤抗原基因载体进行DCs骨髓前体细胞进行转导[22],再辅以GM-CSF和IL-4培养,能产生大量表达TAA或TSA的DCs。这种DCs在动物模型中能诱导抗原特异的CTLs反应,减少肿瘤肺转移率,延长生存期,并能降低结肠肉瘤的移植成功率[23]。也可以用cDNA进行DCs基因改型[24]。这种方法比抗原肽预激DCs优越,不用去了解患者的 HLA表型,且这种DCs是完全内源性的,多次治疗不会产生中和抗体。但技术较为复杂,费用较高。

    (三)DCs体内数量扩增

    体内DCs处于分化终末,数量较少。Tsujitani等[25]用内镜将OK-432(一种链球菌属的化脓素)注射于Ⅲ期原发性胃癌的肿瘤组织内,能显著提高局部的Langerhans细胞数量,并能减少腹膜腔复发,提高5年生存率。近年发现用DCs生长因子-Flt3配体[Flt3 ligand, FL,属于Ⅲ型RTK(receptor tyrosin kinase)家族][26]可以大幅度提高鼠体内DCs数量,包括腹膜、胃肠淋巴组织中的DCs及骨髓中的DCs前体数量都有明显增加。FL可能还通过CD40-CD40L机制增强了T、B细胞功能[27]。这种方法可同以上几种方法结合使用以提高体外DCs疫苗生产效率,也可直接用于体内。FL的毒理学、遗传学方面尚待进一步研究。
, 百拇医药
    (四)肿瘤-DCs杂交

    肿瘤细胞与未成熟DCs进行体外杂交[28,29],杂交瘤细胞能同时表达DCs的表面分子及肿瘤相关抗原,注入体内能有效激发肿瘤特异的CTLs,进行肿瘤免疫治疗。这种方案比以上的方法有几个好处:(1)近年来从外周血、骨髓、淋巴器官中获取DCs的前体,在含有GM-CFS,TL-4,TNF-2的培养基内较长时间的生长的技术已经比较成熟,临床上容易从活检、手术中获得肿瘤组织标本,因而作DC-肿瘤杂交很方便;(2)杂交细胞能以MHC-肽复合体形式提呈天然的完整的肿瘤抗原,而不需要事先鉴定其序列;(3)在体内,DC-肿瘤杂交体能刺激产生稳定、持久的抗体。需要注意杂交细胞与未杂交的瘤细胞的分选,避免注入瘤细胞。

    由于DCs肿瘤疫苗的研究、应用进展迅速,所见资料多为动物实验结果,对于人体较明确的只是DCs与肿瘤的相关性。多种抗瘤DCs疫苗缺乏全面对比。深入的临床试验将能探讨各种方案的意义,以及DCs肿瘤疫苗是否能给胃肠道肿瘤及其它肿瘤的免疫治疗开辟新途径。
, 百拇医药
    作者单位:雷晓(400038 重庆,中国人民解放军第三军医大学附属西南医院普通外科)

    余佩武(400038 重庆,中国人民解放军第三军医大学附属西南医院普通外科)

    参考文献

    1,Steinman RM. The dendritic cell system and its role in immunogenecity. Ann Rev Immunol 1991;9:217-296.

    2,Cocchin D, Michetti F, Donato R. Immunochemical and immunocytochemical localization of S-100 antigen in normal human skin. Nature 1981;294:85-86.
, http://www.100md.com
    3,Masashi O, Chi F, Kuniyoshi K, et al. Involvement of dendritic cell response to resistance of stomach carcinogenesis caused by N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoganidine in rats. Cancer Res 1998;58:4104-4112.

    4,Fu F, Li Y, Qiang S, et al. Costimulatory molecule-deficient dendritic cell progenitors (MHC classⅡ+,CD80dim, CD86-) prolong cardiac allograft survival in nonimmunosuppressed recipients. Transplantation 1996;62:659-665.
, 百拇医药
    5,Huang JA. S100 protein-positive dendritic cells and the significance of their density in gastric precancerous lesions. Proc Chin Acad Med Sci Peking Union Med Coll 1990;5:93-96.

    6,Tsujitani S, Furukawa T, Tamada R, et al. Langerhans cells and prognosis in patients with gastric carcinoma. Cancer 1987; 59:501-505.

    7,Tsujitani S, Kakeji Y, Maehara Y, et al. Dendritic cells prevent lymph node metastasis in patients with gastric cancer. In Vivo 1993;7:233-238.
, 百拇医药
    8,Tsujitani S, Kakeji Y, Watanabe A, et al. Infiltration of dendritic cell in relation to tumor invasion and metastasis in human gastric cancer. Cancer 1990;66:2012-2016.

    9,Maehara Y, Tomisaki S, Oda S, et al. Lymph node metastasis and relation to tumor growth potential and local immune response in advanced gastric cancer. Int. J. Cancer 1997;74:224-228.

    10,李宁,祝庆. Langerhans细胞与胃癌患者预后的关系. 中华肿瘤杂志 1992;14:421-422.
, http://www.100md.com
    11,Ambe K, Mori K, Enjoin M. S-100 protein-positive dendritic cells in colorectal adenocarcinoma: distribution and relation to the clinical prognosis. Cancer 1989;63:496-503.

    12,Houghton AN. Cancer antigens: immune recognition of self and altered self. J Exp Med 1994;180:1-4.

    13,Kekow J, Wiedemomn GJ. Transforming growth factor β: a cytokine with multiple actions in oncology and potential clinical applications. Int J Oncol 1995;7:177-182.
, http://www.100md.com
    14,Chen QY, Daniel V, Maher DW, et al. Production of IL-10 by melanoma cells: examination of its role in immunosuppression mediated by melanoma. Int J Cancer 1994,56:755-760.

    15,Fiorentino DF, Zlotnik A, Viera P.IL-10 acts on the antigen-presenting cell to inhibit cytokine production by the cells. J Immunol 1991;146:3444-3451.

    16,Saito H, Tsujitani S, Ikeguchi M, et al. Relationship between the expression of vascular endothelial growth factor and the density of dendritic cells in gastric adenocarcinoma tissue. Br J Cancer 1998;78:1573-1577.
, 百拇医药
    17,Gabrilovich DI, Chen HL, Cirigis KR, et al. Production of vascular endothelial growth factor by human tumors inhibits the functional maturation of dendritic cells. Nature Med 1996;2:1096-1103.

    18,Hsu FJ, Benike C, Fagnoni F, et al. Vaccination of patient with B-cell lymphoma using autologous antigen-pulsed dendritic cells. Nat Med 1996;2:52.

    19,Chen BG, Shi Y, Smith JD, et al. The role of tumor necrosis factor-α in modulating the quantity of peripheral blood-derived, cytokine-derved human dendritic cells and its role in enhancing quality of dendritic cell function in presenting soluble antigens of CD4+T cell in vitro. Blood 1998; 91:4652-4661.
, 百拇医药
    20,Paglia P, Chiodoni C, Rodolfo M, et al. Murine dendritic cells loaded in vitro with soluble protein prime cytotoxic T lymphocytes against tumor antigen in vivo. J Exp Med 1996;183:317-322.

    21,Labeur M, Rosters B, Pers B, et al. Generation of tumor immunity by bone marrow-derived dendritic cells correlates with dendritic cell maturation stage. J Immunol 1999;162:168-175.

    22,Specht JM, Wang G, Do MT, et al. Dendritic cells retrovirally transduced with a model antigen gene are therapeutically effective against establish pulmonary metastases. J Exp Med 1997;186:1213-1221.
, 百拇医药
    23,Song W, Kong HL, Carpenter H, et al. Dendritic cells genetically modified with a adenovirus vector encoding the cDNA for a model antigen induce protective and therapeutic antitumor immunity. J Exp Med 1997; 186:1247-1256.

    24,Manickan E, Kanangat S, Rouse RJ, et al. Enhancement of immune response to naked DNA vaccine by immunization with transfected dendritic cells. J Leukoc Biol 1997;61:125-131.

    25,Tujitani S, Okamura T, Baba H, et al. Endoscopic intratumoral injection of OK-432 and langerhans cells in patients with gastric carcinoma. Cancer 1988; 61:1749-1753.
, 百拇医药
    26,Maraskovsky E, Brasel K, Teepe M, et al. Dramatic increase in the numbers of functionally muture dendritic cell in FLT3 ligand-treated mice: multiple dendritic cells subpopulations identified. J Exp Med 1996;184:1953-1962.

    27,Pulendran B, Smith JL, Jenkins M, et al. Prevention of peripheral tolerance by a dendritic cell growth factors:Flt3 ligand as an adjuvant. J Exp Med 1998;188:2075-2082.

    28,Wang J, Saffold S, Cao XT,et al. Eliciting T cell immunity against poorly immunogenic tumor by immunization with dendritic cell-tumor fusion vaccines. J Immunol 1998;161:5516-5524.

    29,Gong J, Chen D, Kashiwaka M, et al. Induction of antitumor activity by immunization with fusions of dendritic and carcinoma cells. Nature Med 1997;3:558., 百拇医药