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树突状细胞疫苗与胃肠道肿瘤免疫治疗研究进展
来源:中国癌症网     点击数:     更新时间:2007-4-20 22:50:04  
[关键词] 树突状细胞(dendritic;cells;DCs) 胃肠道肿瘤 免疫治疗 研究进展

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)

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Langerha 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

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。Langerha 细胞还表达特有的S-100蛋白抗原[2],其单抗常被用来鉴定Langerha 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]。

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(M G)作用于两系敏感性不同的大鼠胃幽门黏膜时,M G的激发效应伴随有差异显著的DCs反应。对M G致癌效应具有抵抗效应的大鼠,M G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。

(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Langerha 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Langerha 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。

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

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。

(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

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