治疗头颈部肿瘤的树突状细胞疫苗的研究进展.docx

1、脏、肾脏的内腔)等,它在外周血摄取和加工抗原后经过淋巴和血液迁移到淋巴组织的T细胞富集区，而启动免疫反应。而淋巴系起源的DC局限于胸腺锄质及淋巴结T细胞区，具有免疫调节及免疫耐受作用。DC在分化和发育过程中可分为不成熟和成熟两个阶段。在正常状态下体内绝大多数DC是不成熟状态，不成熟DC摄取抗原能力较强，能有效地摄取可溶性蛋白，并对特治疗头颈部肿瘤的树突状细胞疫苗的研究进展林嘉盈"(综述)，李晓艳g(审校)(1.上海交通大学附属第一人民医院耳鼻咽喉头颈外科，上海200080；2.上海交通大学附属儿童医院耳鼻咽喉头颈外科，上海200040)中图分类号:R284文献标识码:A文章编号：10

2、06-2084(2010)22-3393-04摘要：免疫治疗头颈部肿瘤的树突状细胞(DC)疫苗的研究进展，主要涉及DC的生物学特性，DC疫苗抗肿婀免疫机制，DC与头颈部肿瘤的免疫逃逸，头颈部肿瘤组织局部DC的交化与亲后美系，以及使用各种不同方式介导头颈部脾痼抗原负载DC后制务成肿瘤疫苗的应用，包括洗亡小体负载DC、头颈部肿瘤细施融合DC、头覆部肿瘤RNA负我DC、p53基因修饰DC疫苗、肿瘤细购及箕裂解物修饰的DC疫苗.对今后的研究方向进行分析和展望。关键词：树突状如胞；头颈都肿痛；鳍状细胞癌；疫苗RecentProgressonImmunotherapyofHeadandNeckCancer

3、sUsingDendriticCellVaccinesUNJia-ying9UXiao-yan2.(1.DepartmentofOtolaryngologyHeadandNeckSurgery,Fi/UPeople'HospitalAffiliatedtoShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200080,China；2.DepartmentofOtolaryngologyHeadandNeckSurgeryChildren'sHospitalAffiliatedtoShanghaiJiaotongUniversityShanghai200040

4、.China)Abstract:Thepaperreviewedtheprogressofimmunotherapyofheadandneckcancereusingdendriticcell(DC)vaccines.ItmainlyconcernedthebiologicalcharacteristicsofDC,theantitumorimmunemrchaniwnofDCvaccine,DCandheadandneckcancerimmuneescape,therelationshipbetweenlocalcancertissuechangesandtheprognosisofhead

5、andneckcancerfandtheapplicationoftumorvaccinespreparedusingavarietyofDC-loadedheadandneckcancerantigens9includingapoptoticbodiesvfusioncells,RNAs,p53gene-modified.cancercellanditslysatesmodifiedvaccines.Thispaperalsoanalyzedandpredictedthedirectionsforfutureresearch.Keywords:Dendriticcell；Headandnec

6、kcancer；Squamouscellcarcinoma；Vaccine头颈部肿瘤是世界第六大肿瘤，尽管手术治疗、放疗和化疗技术取得巨大的进展，然而近20年头颈部肿瘤患者5年生存率没有得到显著提高，因此以提高头颈部肿瘤总体疗效为目地的综合治疗成为临床研究的重点。树突状细胞(dendriticcell,DC)是目前发现功能最强的专职抗原递呈细胞(anligenpresentingcell,APC)，是机体免疫应答的始动者，在诱导、调节、维持机体抗肿瘤免疫中起核心作用。DC疫苗作为抗肿瘤免疫疗法日益受到重视。在此就DC的生物学特性、DC疫苗抗肿瘤免疫机制、DC与头颈部肿瘤的免疫逃逸、头颈部肿瘤局

7、部DC的变化以及在DC疫苗治疗头颈部肿瘤方面所取得的进展予以综述。1DC的生物学特性DC是机体最主要的APC,在体内含量极少，约占外周血单核细胞总数的1%,但分布极为广泛，除脑以外在其他脏器内均有分布。大多数DC来源于骨髓，小部分DC为淋巴组织来源。髓系起源DC随血液迁移而广泛分布于体内各组织器官，包括皮肤、胃肠道、泌尿生殖道、呼吸道以及实质器官(如心基金项目：上海市科姿浦江人才基金(07pjJ4064)异性抗原进行处理，以便递呈和激活淋巴细胞。在摄取抗原或某些刺激因子作用后,DC逐渐成熟。成熟DC表达高水平的MHC-1类分子、共刺激分子B7-1(CD)、B7-2(CD86).CD40以及某些

8、黏附分子LFA-1(CD1U)、LFA-3(CDQ、ICAM-1(CD”)等，虽然它摄取和处理抗原能力减弱，但对抗原递呈能力大大增强，成熟DC能有效地传递抗原并激活初始T细胞，从而发挥特异性抗肿瘤免疫效应。2DC疫苗抗肿瘤免疫机制在机体的抗肿瘤免疫反应中，细胞免疫发挥主要效应，产生CD；的细胞毒性T淋巴细胞(cytotoxicTlymphoeyte,CTL)是有效抗肿瘤免疫的核心：们。DC在摄取抗原后，加工并递呈至细胞表面。内源性抗原，如胞内蛋白、核蛋白和病毒蛋白等,首先在DC胞质中被降解成810个氨基酸长度的多肽，在内质网中与MHC-I类分子结合，形成MHC-抗原多肽复合物,递呈给CD；T细

9、胞，诱发特异性细胞杀伤反应。外源性抗原被DC摄入后，经蛋白酶降解成1325个氨基酸长度的多肽，与MHC-H类分子结合，递呈给CD；T细胞,强烈激发相应CD；T细胞的克隆增殖。T细胞的活化需要双信号刺激，未成熟的DC能够通过内吞作用高效地捕捉抗原，胞内加工处理后与MHC-I、MHC-H形成复合体,表达于DC表面，为激活抗原特异性的T淋巴细胞提供必需的第一信号。未成熟的DC受到抗原的刺激转变为成熟的DC,大大提高递呈抗原的能力，高水平地表达共刺激分子及黏附分子，提供T细胞活化的第二信号，从而促发T细胞大量活化、增殖、分化，产生特异性CTL；同时自身合成或诱导其他细胞产生重要的细胞因子（如白细胞介素

10、12、干扰素a），激活多种免疫相关细胞，由此启动MHC-H类分子限制的CTL和CD；Thl反应因此，有效地制备肿瘤细胞来源的抗原，并负载宿主DC作为疫苗对肿瘤患者治疗具有巨大潜力。3DC与头颈部肿瘤的免疫逃逸以往认为肿瘤细胞无法被T细胞有效识别、杀伤,是由于T细胞功能障碍所致。近年来，随着对肿瘤抗原及T细胞识别抗原机制的认识，可以明确肿瘤能逃避宿主的免疫监视和排斥原因，主要有两方面:由于肿瘤细胞的免疫原性低，并具有抗原调变能力，或肿瘤细胞MHC分子表达异常，使T细胞对抗原不能识别，肿瘤细胞缺乏共刺激分子（如B7）表达，因而缺乏T细胞激活所必需的第二信号系统；由于荷瘤宿主DC功能缺陷,无法有效递

11、呈抗原激活T细胞以识别和杀伤肿瘤细胞。DC缺陷根源于髓样细胞的不正常分化，这些不正常的分化至少导致3个结果:成熟DC数量下降;不能上调MHC-H类分子、共刺激分子和相应细胞因子;不成熟DC数量增加以及不成熟髓样细胞的增加。有证据表明，在肿瘤患者中髓系来源的DC随着肿瘤的进展程度加深而进一步减少,手术切除瘤体后髓系DC明显增加。在头颈部鳞状细胞癌患者中，疾病早期外周血中DC的数量明显低于正常人外周血DC的数量，随着疾病进展DC数目的进一步减少，疾病晚期DC的数蜀不到正常人DC数量的1/4,但是淋巴系DC的发育不受影响。全身性的DC分化发育缺陷不仅表现为DC数量的异常，而且表现为不成熟DC的增加。

12、肿瘤局部分离的DC多数为不成熟DC,不成熟DC不能活化T细胞，而且能诱导T细胞免疫耐受。肿瘤诱导的DC发育异常还表现为不成熟髓系细胞（immaturemyeloidcells,iMCs）的增加°iMCs是一群异质性的细胞，包括不成熟巨噬细胞、粒细胞、DC前体细胞。在头颈部肿瘤患者外周血中，DC数量的下降伴随着iMCs的积聚，在晚期患者中更加明显，手术切除瘤体使iMCs数量减少。这些研究提示，荷瘤宿主DC的减少或异常破坏了机体的局部免疫监视系统，且与头颈部肿瘤的发生有密切关系。由于DC数量少及功能缺陷使得肿瘤抗原无法被有效递呈，加之DC表面共剌激分子和黏附分子的低表达或不表达,不能提供

13、激活T细胞所需的共刺激信号，因而无法有效诱导肿瘤特异性CTL反应，最终导致肿瘤的免疫逃逸。4头颈部肿瘤组织局部DC的变化与预后关系近年来研究发现,头颈部肿瘤组织局部DC浸润与患者的生存率、肿瘤复发及转移密切相关,发生远处转移的肿瘤组织内DC浸润程度较未转移组明显减少。学者冯云等采用免疫组化方法标记喉鳞状细胞癌组织中DC,发现喉癌细胞间DC浸润密度越高，局部淋巴结转移越少，癌周淋巴细胞反应越强，由此可见,喉癌细胞间的DC在喉癌局部抗肿瘤反应中起重要作用。其原因可能是:外周组织DC移行至肿瘤区域，摄取肿瘤相关抗原，将其加工为抗原多肽并与MHC蛋白结合成MHC-肽复合物。其后DC移行至次级淋巴组织，

14、发育为成熟DC,其有极强的抗原递呈功能，其表面的MHC-肽复合物充分占据了T细胞的T细胞受体,同时充分激活T细胞，从而利于肿瘤的清除。肿瘤局部浸润的DC通过激活免疫监视系统，及时有效清除癌变细胞。5DC在头颈部肿瘤疫苗中的应用DC能以不同的方式成功负载抗原，抗原可以为凋亡小体、病毒载体、DNA或RNA及肿瘤裂解产物等。还可以采用细胞融合或将编码肿瘤抗原的基因导入以制备肿瘤疫苗。5.1凋亡小体负载DC用不同的方法诱导肿瘤细胞凋亡（如射线、病毒载体等），产生与肿瘤细胞具有相同免疫原性的凋亡小体,将肿瘤凋亡小体致敏DCs制成疫苗，回输体内能刺激机体产生CD；T细胞，从而介导产生抗肿瘤CTL效应【方。

15、Thomas研究小组用人类白细胞抗原A；健康志愿者外周血中非成熟DC负载头颈部鳞状细胞癌凋亡细胞株PCI-13细胞，非成熟DC和凋亡肿瘤细胞作用218h后,用流式细胞术和共聚焦显微镜可检测到凋亡头颈鳞癌细胞被非成熟DC摄取，负载凋亡的头颈部鳞状细胞癌的DC诱导CD；CTL的能力远远强于负载肿瘤细胞或负载肿瘤细胞裂解物的DC,4O这一研究为进一步临床实验提供了理论依据。5.2头颈部肿瘤细胞融合DC将肿瘤细胞与DCs融合，既能提供有效的肿瘤抗原，又能获得T细胞活化所需的共刺激信号，从而能有效激活T淋巴细胞的抗肿瘤免疫应答:W,充分发挥DCs对肿瘤抗原摄取、加工及递呈功能。目前，国外报道了将融合DC

16、疫苗用于乳腺癌、恶性黑素瘤、肾细胞癌、胃癌和神经胶质细胞瘤等多种肿瘤的I期临床免疫治疗试验,并取得了一定疗效。融合技术也从简单的聚乙二醇物理方法发展到电融合方法U6),近几年甚至有研究提出生物融合靶向技术，不过这种方法确切效果还有待研究发展。肿瘤细胞融合DC方法的缺点是需大量培养肿瘤细胞，融合效率低，融合细胞难纯化等。目前头颈部肿瘤细胞融合DC疫苗的研究还处于初级阶段，Weise等:用电融合方法融合成熟DC和喉癌细胞株UTSCC-19A,并用流式分析和免疫荧光分析显示融合两种细胞不仅表达肿瘤细胞抗原,也表达DC的表面标志物及协同刺激分子，证实了融合的两种细胞制成DC瘤苗的可行性，然而融合DC痛

17、苗是否能在头颈部肿瘤患者体内诱导T细胞活化，对头颈部肿瘤细胞产生特异性细胞毒性作用还有待于进一步的实验。5.3头颈部肿瘤RNA负载DCs肿瘤RNA进入DC后可在DC胞质内翻译表达出肿瘤抗原，可有效致敏和活化DC,促进其分化成熟，增强其功能，摄取的抗原可被加工处理成短肽，通过MHC-I类途径递呈给T淋巴细胞,诱导产生抗原特异性CTL,介导特异性肿瘤细胞杀伤效应。肿瘤RNA作为抗原来源转染DC具有多个优点:制备容易，几乎可以针对每一个可经手术或穿刺获得肿瘤细胞的患者;由于喉癌缺乏特异性肿瘤抗原，采用总RNA冲击致敏DCs避免了抗原的筛选和鉴定;可从微量肿瘤组织中提取肿瘤RNA,并应用现代分子生物学

18、技术在体外进行扩增和转录;RNA半衰期短，在哺乳动物细胞中仅存在24h,而DNA在非分裂细胞中可持续表达数月，且有潜在的致癌性，转染RNA构建DCs疫苗更安全;肿瘤细胞RNA转染的DC疫苗诱导的免疫力较强，诱导的免疫应答更全面。目前研究发现，多种肿瘤(如结肠癌、前列腺癌、肾癌)中利用肿瘤细胞RNA作为抗原转染DC均可诱导肿瘤特异性CTL反应L。马小洁等用电穿孔法将喉癌全肿瘤RNA转染入DC中，体外观察到转染总RNA的DC疫苗刺激同种异体T淋巴细胞增殖的能力显著提高，且体外诱导的CTL可特异性杀伤喉癌细胞，而对结肠癌及卵巢癌细胞无杀伤活性，在体外证实了转染喉癌细胞RNA的DC疫苗对肿瘤细胞的明显

19、杀伤效应，然而此疫苗的特异性及有效性尚待进一步的临床实验来明确。5.4p53基因修饰DC疫苗p53是迄今被发现的与肿瘤发生、发展关系最密切的抑癌基因，在肿瘤细胞中，由于野生型或者突变型P53的过量表达，尤其是在细胞质中浓度的增加，使少量坏死肿瘤细胞释放的P53能够被抗原递呈细胞摄取、加工并递呈给T细胞，使P53特异性T细胞活化，激发机体抗肿瘤免疫反应。研究显示,p53基因修饰DC疫苗在免疫荷瘤小鼠后，可以有效地激发针对肿瘤细胞的特异性CTL反应，并且控制P53过度表达的肿瘤生长卫)。Mayordomo研究小组'在小鼠模型上证实了用转染野生型p53基因的DC杀伤肿瘤有效性。头颈部鳞癌患者

20、P53基因变异发生率极高，有的甚至高达95%,因此P53基因修饰DC疫苗在头颈部肿瘤的治疗中显示出诱人的前景。目前在美国正进行应用变异型p53基因转染患者自体DC治疗头颈部恶性肿瘤的临床试验,p53基因修饰DC疫苗可能为头颈部肿瘤治疗带来了新希望。5.5肿瘤细胞及其裂解物修饰的DC疫苗目前大多数肿瘤缺乏明确肿痛特异性抗原和肿瘤相关抗原，而以肿瘤细胞裂解物作为肿瘤抗原负载DC不仅易于获取和制备,亦可以提供多种抗原表位供DC识别，利用DC加工递呈抗原的能力来完成对肿瘤抗原的选择，不失为一种简单、有效的方法。用完整的肿痛细胞裂解物对DC进行修饰,可促进机体产生特异性CTL从而杀伤肿瘤，且对免疫原性较

21、弱肿瘤同样适用。然而不利的方面是，因为细胞裂解物中可能含有机体的自身抗原，可能诱发自体免疫性疾病。齐艳莉等刃用经口腔鳞癌裂解物负载后的DC疫苗可分泌更多的IL-12p70,且对口腔鳞癌细胞Tca83具有强大的特异性杀伤作用。6DC疫苗的展望以DC为基础构建的头颈部肿瘤DC疫苗，已经取得了初步进展，有些正在进行临床试验。虽然DC疫苗在体外实验及动物实验中证实对头颈部肿瘤治疗的明显效果，但还有不少需要解决的问题。如在制备DC疫苗时，最佳的DC制备方法的寻找最佳的DC成熟和激活的状态及DC负载抗原的最佳方法的选择等，在应用DC疫苗时,DC疫苗的最佳输注途径、剂量:、次数、间隔时间的选择以及细胞因子在

22、DC疫苗中的作用等仍需进一步探讨。如何联合应用放化疗及DC疫苗免疫治疗头颈部肿瘤,从而最大限度地发挥治疗效能亦是今后需要进一步研究的问题。相信随着免疫学的不断发展和临床试验的深入，以DC疫苗为主的头颈部肿瘤免疫治疗会成为临床生物治疗中十分重要的一员。参考文献1LinkovFtLisovichAtYurkovetskyZ,rtal.Earlydetectionofheadandneckcancer:developmentofanovelscreeningtoolusingmultiplexedimmunobead-basedbiomarkerprofilingJ.CancerEpidemiolB

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