树突状细胞与肝癌的免疫治疗

收稿日期:2004210208;修回日期:2005203216

作者单位:710032西安,第四军医大学病理学教研室

树突状细胞与肝癌的免疫治疗

张希国综述,师建国,闫庆国审校

关键词:癌,肝细胞;树突状细胞;免疫治疗

中图分类号:R 735.7;R 730.51 文献标识码:A 文章编号:100028578(2005)0920596203

0　引言

近二十年来通过对树突状细胞(dendritic cell ,DC )的研究,学者们一致认为DC 是目前发现的功能最强的抗原提呈细胞(antigenp resentingcell ,A PC ),DC 是启动、调控、并维持免疫应答的中心环节。肝癌的免疫治疗一直是研究的热点,以DC 为基础的肝癌的免疫治疗日益受到重视,取得了初步的成果。本文就DC 在肿瘤免疫中的作用机制及应用于HCC (hepatocellular carcinoma ,HCC )免疫治疗的可能性、研究现状和成果作一综述。1　树突状细胞的生物学特性及在肿瘤发生、发展、预后中的作用 树突状细胞是指具有典型树突状形态,膜表面高表达M HCI 和M HCII 类分子,能移行至淋巴器官和刺激初始型T 细胞增殖活化,并具有一些相对特异性表面标志的一类细胞。作为抗原提呈功能最强的A PC ,DC 是目前发现的唯一能激活未致敏T 细胞的A PC 。作为抗原特异性免疫应答的始动者,DC 在调控机体的免疫应答和抗肿瘤过程中发挥着

重要的作用。此外DC 还可以通过直接或间接方式

影响B 细胞的增殖,活化体液免疫应答,与记忆T 细胞相互作用诱发再次免疫应答,与自然杀伤细胞作用促进机体建立非特异性的、天然免疫应答。DC 以未成熟的状态分布于除脑以外的全身的组织和器官,构成了机体的第一道防线,未成熟的DC 具有极强的摄取、处理、加工抗原的能力,但其提呈抗原的能力很弱。当DC 摄取抗原后,会通过输出的淋巴管向次级的淋巴器官(脾、淋巴结)迁移,在此过程中DC 逐渐的成熟。同时它摄取和加工抗原的能力减

弱,而抗原的提呈能力增强,并且高水平表达一系列的膜分子(CD 80/B 721,CD 86/B 722,CD 40和M H 2

CII 等),产生IL —1等细胞因子的能力也增强[1]

。因此DC 在患者体内建立起肿瘤特异性的、持久免疫应答,是目前将DC 肿瘤疫苗用于治疗恶性肿瘤的基础。荷瘤机体DC 功能下降,尤其是肿瘤浸润性树突状细胞(TIDC )功能缺陷与肿瘤的发生、发展

和预后有密切的关系。TIDC 表面不表达或低表达M HC 分子及某些共刺激分子,是不能激活C TL 的

主要原因;机体分泌可溶性因子V EGF 、IL 210、

T GF 2

β抑制了DC 成熟;成熟DC 的数量还可能和能分泌TN F 的TIL (肿瘤浸润性淋巴细胞)的比例有关。瘤灶内DC 的数量还可能与肿瘤的病期、类型及肿瘤微环境中存在的细胞因子种类有关,肿瘤细胞还可以引起DC 的凋亡。

2　肝癌患者的免疫功能状态与树突状细胞的关联

HCC 作为恶性程度最高的癌瘤之一,目前临床

较为有效的治疗方法,包括手术切除、化疗栓塞、低温消融、瘤体内注射药物和肝移植等,但是这些方法仅对于局灶性的小肝癌有良好的效果[2],研究表明肝癌患者癌细胞分泌大量免疫抑制因子,基础细胞免疫功能障碍,全T 细胞(CD 3+T )、辅助及诱导性T 细胞(CD 4+T )降低,而抑制性T 细胞(CD 8+T )

升高,CD 4+/CD 8+较正常明显降低。肝癌细胞表面的M HC 类分子、共刺激分子等表达缺陷,缺乏第二信号系统,使T 细胞无能;肝癌细胞的免疫原性低,具有抗原调变能力,使T 细胞对抗原不能识别。这说明肝癌患者的机体免疫功能存在严重的障碍。Basu 等[3]研究发现,虽然原发性肝癌患者周围血中

的CD 83+DC 与肝硬化(L C )患者周围血中的CD 83

+DC 数量相近,但是HCC 患者癌周肝组织中

CD 83+DC 的数量比L C 患者明显要低,最明显的

是癌结节中无CD 83+DC 浸润,说明肝组织中活化DC 的浸润可能与肝癌的发生、发展有关。Ni 2nomiya 等[4]研究结果也显示,和来自肝硬化患者及

健康人的DC 相比,来源于肝癌患者外周血的DC 在同源混合白细胞反应(ML R )时对同源T 细胞的刺激能力、HL A 2DR ,CD 83和CD 86的表达水平和IL 212的诱导分泌能力都明显的低于肝硬化患者和

健康人。且DC 大多处于非成熟的状态。有效的抗肿瘤免疫反应的核心是产生以CD 8+T 细胞为主体的细胞免疫应答,启动M HC 2I 类限制性C TL 反应和M HC 2II 类限制性的CD 4+Th 1反应。同时,DC 还可通过其高表达的共刺激分子提供T 细胞活

化所必须的第二信号,细胞因子在T 细胞活化中也

起重要作用。DC通过自分泌或诱导其他细胞分泌IL212启动CD4+Th1相关免疫应答,而活化的Th1细胞可通过产生IN F2γ、GM2CSF和TN F2α等细胞因子正反馈上调DC对IL212和共刺激分子的分泌,另外,DC还可能通过释放某些抗血管生成物质(如IL212、IN F2γ)影响肿瘤血管的形成[5]。Labeur等[6]认为,DC抗肿瘤的能力主要依赖DC 的成熟水平,成熟的DC有较好的抗肿瘤的能力。

3　树突状细胞疫苗与肝癌免疫治疗的研究进展体内的DC可能因数量或功能原因而缺乏对肝癌特异性抗原的有效表达,使肿瘤逃脱了机体的免疫监视,DC疫苗抗肿瘤机制可能主要是补偿肿瘤宿主缺失的抗原信号和共刺激分子,纠正患者的免疫缺陷,启动患者产生自身特异性C TL,产生抗肿瘤免疫。肿瘤相关抗原不仅作为肿瘤标志物与肿瘤特异性的抗体结合用于免疫检测与诊断,而且也是抗肿瘤免疫攻击的靶点,在动物实验中,用来源于典型肿瘤抗原多肽的抗原决定簇致敏DC,可使之诱导出抗肿瘤反应[7]。根据1998年3月美国召开的“树突状细胞的细胞与分子生物学Keystone会议”上报告,用肿瘤抗原肽冲击致敏DC回输治疗黑色素瘤、前列腺癌和多发性的骨髓瘤在国外已试应用于临床治疗阶段,如利用MA GE21基因相关肽体外致敏DC后回输,以治疗黑色素瘤,这已经取得了良好的临床效果。文献报导,在HCC患者外周血的癌栓中检测到40%～80%肝癌细胞表达MA GE2 1和MA GE23[8],并且循环的癌细胞可被网状内皮细胞吞噬从而到达次级淋巴结致敏T细胞反应[9]; MA GE中的其他家族(22,24,26,28,210,211和212)在HCC中表达较低并且在不同的研究中表达程度各异[10];Alessandro等[11]进一步研究了HCC患者肿瘤浸润性T细胞(TIL)中MA GE的表达情况,他们选取了20名因L C致HCC手术切除肿瘤的患者,其中17名L C患者和HCV有关,2名和HBV 有关,一名是因酒精中毒引起的,结果显示,所有表达HL A2A1或HLA2A2阳性的12名患者的TIL 都在体外被检测到MA GE特异性的CD8+T细胞存在;Y oshiyuki等[12]用33例手术切除的HCC标本和相应的非癌性标本(11例肝硬化和15例慢性肝炎)通过反转录聚合酶链反应研究了MA GE21, MA GE22,GA GE126,GA GE122和BA GE中mR2 NA的表达情况,结果MA GE21,MA GE22,GA GE12 6,GA GE122和BA GE mRNA在HCC的表达率分别为67%,39%,36%,30%,21%。而在相应的非癌性标本中没有MA GE21,MA GE22,GA GE126, GA GE122和BA GE mRNA表达。MA GE、GA GE、BA GE等抗原尤其是MA GE在肝癌组织中的表达及其特异性的CD8+T细胞在TIL存在使MA GE、GA GE、BA GE等抗原已经成为肝癌免疫治疗的候选抗原之一。Ray等[13]用聚乙二醇把来源于人骨髓的成熟DC和表达MA GE21抗原和BA GE抗原的HCC SMMC27721熔合,结果显示这种熔合细胞既表达HCC抗原又表达M HCII分子,而且T细胞的增殖试验结果也表明与单独的SMMC27721或者DC相比,这种熔合细胞具有更强的免疫原性,细胞毒试验也表明用照射过的熔合细胞刺激T细胞的能力是单独用SMMC27721细胞的4倍。因此可以研究采取与治疗黑色瘤相似的策略来治疗肝细胞癌。Iwashita等[14]利用HCC患者的外周血体外培养自体的DC,然后DC用KL H脉冲致敏,收集培养9天后的悬浮细胞10×106每周4次注射到患者的腹股沟淋巴结。研究结果显示,在所有被试验的患者中没有出现明显的毒性反应,免疫被很好的耐受,10个患者中的7个患者出现对KL H的延时超敏反应,8次免疫后,CT检查结果一名患者肿块由原来的13mm缩小到7mm,肿瘤呈现坏死反应,两名患者血清肿瘤标记物A FP、MA GE等水平明显降低,这就为进一步优化治疗方案,提高DC疫苗免疫治疗的效果提供了依据。肝癌以及生殖细胞肿瘤能够大量表达甲胎蛋白(A FP),血清中A FP的测定已经成为一种重要的诊断和衡量治疗效果的方法。

A FPmRNA存在于能表达A FP的肝癌细胞中。这种细胞能够将A FP衍生肽的片断以M HC的形式表达于细胞表面,从而在一定条件下能被机体的免疫系统所识别。因此通过病毒载体转基因的方法使DC能够表达A FPmRNA,继而诱导机体的T细胞介导抗肿瘤免疫反应。Butterfield等[15]用A FP5422550脉冲DC后免疫HL A2A2.1/K b的转基因小鼠产生了A FP特异性细胞毒性和IN F2γ的T细胞反应。然后他们又在人的T细胞培养中使用合成肽的抗原决定簇图谱揭示了在人类的A FP序列中有四种HL A2A1和HLA2A2限制性的免疫显性肽(A FP5422550,A FP1582166,A FP1372145和A FP3252334)。这四种肽在HLA2A2.1/K b的转基因小鼠中也具有免疫原性[16]。目前研究表明在HL A2A2.1/K b的转基因小鼠和人类的T细胞培养中A FP5422550是产生最强的A FP特异性的T细胞反应的免疫显性A FP 肽。Wilson等[17]认为决定A FP5422550对T细胞致敏和识别的是A FP5422550结构中的氨基酸侧链,他们用亮氨酸代替在第9结构域位置上的谷氨酸盐结果增加了A FP和M HC粘合性以及A FP特异性T细胞反应,用丙氨酸代替在4结构域位置上的亮氨酸不