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树突状细胞与脑胶质瘤免疫治疗的研究进展【关键词】 树突树突状细胞，因其表面有许多膜样或树枝状突起而得名，它在体内数量极少，却广泛地分布于机体几乎所有的组织和器官。DC作为一种专职抗原递呈细胞，是目前所知抗原递呈能力最强的APC，而且具有启动初次免疫应答的能力，故DC被认为在抗肿瘤免疫中具有核心地位。以往认为中枢神经系统缺乏DC，近年来的研究表明中枢神经系统不但存在着DC，而且抗瘤效果明显，在此就DC与脑胶质瘤免疫治疗概述如下。1 DC的免疫学特征DC的来源 1868年Langerhans首次发现了Langerhans细胞，即皮肤DC。1973年Steinman和Chon分离并鉴定了鼠脾脏的DC，从此才引起人们重视。研究发现，DC起源于两个途径1：骨髓来源的DC:由骨髓CD34+细胞分化而来，具有双向分化潜能，由M-CSF诱生为巨噬细胞，由GM-CSF、TNF-诱生为DC。这类DC主要包括CD34+干细胞来源的DC、人单核细胞衍生的DC和皮肤Langerhans细胞等。主要功能为参与抗原的摄取、加工及处理，递呈抗原给T细胞并引起T细胞的激活。淋巴组织起源的DC:由胸腺中分离的前体细胞发育而来，表达低水平CD34+而无其他T细胞标志，主要分布于胸腺髓质和脾T细胞居住区，目前对这类DC研究不多，可能与自身及外来抗原的免疫耐受有关。DC的特征 Steinman2阐述了DC与功能相关的几大特征：DC捕获加工处理抗原的能力强；高表达MHC-和MHC-类分子；表达丰富的黏附分子及共刺激因子，如ICAMs、LFA-3、-整合素、B7、CD40、IL-12等；DC的限制性标志为CD83、P55、S100b等。骨髓及血液中的前体DC随血流分布于皮肤、胃肠道、心、肝、肺等非淋巴器官发育为未成熟DC，主要参与抗原的摄取、加工和处理，高表达CD86和HLA-DR等，这时期抗原提呈功能较弱。然后未成熟DC通过淋巴系统在抗原所在区提取抗原，经血液及淋巴液这一移行阶段，以隐蔽细胞的形式到达次级淋巴组织成为成熟DC，丧失加工处理抗原的能力，而表达高水平的MHC-和MHC-类分子、共刺激分子B7-1、B7-2、CD40以及某些黏附分子LFA1、LFA3、ICAM1等3，即抗原提呈能力强，摄取抗原能力弱。2 DC与肿瘤免疫有效的抗肿瘤免疫反应包括细胞免疫和体液免疫，其中较重要的是CD8+CTL为主的细胞免疫。诱导抗肿瘤的细胞免疫离不开APC，DC是体内最重要的APC。DC捕获、提呈肿瘤抗原并递呈给处女T细胞使之激活4。通过其表面高水平的MHC-和MHC-类分子提呈丰富的肿瘤抗原肽，同时提供高水平的B7-1、B7-2、CD40分子，充分激活T细胞。DC还可分泌某些生存因子而促进T细胞的生长，维持T细胞反应5，以此保持效应T细胞在肿瘤部位的长期存在。Gyure等报道将荷瘤和无瘤大鼠的DC在体外与瘤细胞接触一定时间后，再注入大鼠体内，能产生针对该瘤的特异性免疫应答。Knight等发现小鼠脾脏DC与肿瘤抽提物混合培养后，注入小鼠体内，肿瘤生长延迟或停止。Porgador等6证明骨髓来源的DC加上MHC-类分子限制性多肽可作为CD8+CTL的有效诱导物，并发现DC加CVA抗原诱导的抗肿瘤免疫亦受MHC-类分子的限制且需要CD4+T细胞的活化。国内邱立华等7实验发现体外人外周血DC、LAK有抗人急淋白血病细胞系HPBALL的作用。 另外，通过组织活检发现肿瘤组织中DC的数量、功能与肿瘤的发生、发展、转移、预后等密切相关8。DC密集浸润的肿瘤分化程度高，预后较好；DC轻度浸润则常伴有肿瘤的分化程度低和恶性进展。 3 DC与脑胶质瘤的治疗胶质瘤的免疫学特性 正常机体中存在的免疫监视系统，可以及时、有效地清除外侵物以及衰老细胞、癌变细胞等。但胶质瘤却能够逃逸免疫监视，并在脑内存在，其原因主要胶质瘤细胞免疫原性弱，遗传性状高度不稳定，可通过突变而丧失肿瘤抗原，或肿瘤细胞等位基因缺失或表达下调，从而抑制了肿瘤细胞表面抗原的呈递；胶质瘤细胞能够产生免疫抑制因子，抑制了淋巴细胞增殖，降低巨噬细胞活性及抗原提呈能力，并可抑制T细胞的免疫反应9；肿瘤细胞不表达共刺激分子和黏附分子10。因而，抗肿瘤免疫的关键是将肿瘤抗原有效递呈给T细胞，激发机体产生抗肿瘤免疫。大量的研究发现，DC能够高表达MHC-和MCH-类分子、共刺激分子和黏附分子，从而克服肿瘤细胞免疫原性弱及共刺激分子和黏附分子表达的缺陷。这些发现使胶质瘤的免疫治疗成为可能。中枢神经系统的DC 脑胶质瘤是最常见的中枢神经系统原发肿瘤，恶性程度高、生存期短。尽管手术切除、放疗、化疗等治疗方法已有很大进展，但是患者的预后仍无明显改善。一般认为，脑组织是一个免疫特免部位，原因是：脑内无完整的淋巴系统和正常的淋巴引流。神经元细胞和胶质细胞不表达MHC-和MHC-类抗原。存在血脑屏障。脑组织中缺乏DC。近年来对中枢神经系统和胶质瘤免疫学特性的深入研究发现：中枢神经系统并非是一个免疫特免部位，脑组织中一些细胞在某些条件下还可以转化为DC。Fischer等11将小鼠的脑组织与GM-CSF一起培养，从中得到了具有良好的抗原提呈功能的DC，细胞表面表达有CD11c、CD11b和F4/80，这种脑组织起源的DC的功能依赖于星形细胞。另外 Sato等12发现小鼠的垂体间质细胞中主要成分就是DC。这些证据表明，脑组织中存在DC或DC的前体细胞。这些DC可能来源于外周血，也可能由脑组织中的细胞转化而来。DC免疫治疗脑胶质瘤的策略 许多研究表明，胶质瘤患者的免疫功能低下，不能有效提呈抗原，细胞免疫功能低下。因此，在临床治疗中，如何增加DC的数量和改善DC的功能，诱导T细胞的主动抗瘤效应成为提高机体抗肿瘤免疫能力的关键13，14。目前都采取将骨髓或外周血来源的DC及其前体细胞在体外培养、大量扩增之后，加入抗原制成疫苗，然后回输至患者体内，以增强机体特异性抗肿瘤主动免疫功能。以下介绍几种以DC为基础的脑胶质瘤免疫治疗策略。肿瘤抗原肽致敏DC 肿瘤抗原肽可以通过人工合成、弱酸洗脱肿瘤表面的MHC-类抗原肽获得。Liau等15用弱酸洗脱9L胶质瘤细胞表面的MHC-类抗原肽，并以此冲击体外培养的DC，将获得的疫苗接种荷瘤小鼠，荷瘤小鼠存活期明显长于未致敏的DC和用正常小鼠胶质细胞抗原肽冲击的DC接种的对照组；通过免疫组化分析，实验组的CD8+、CD4+明显增高；另外，体外细胞毒性试验显示产生特异性抗9L胶质瘤细胞毒T淋巴细胞。国内刘福生等16用此方法研究DC对C6胶质瘤的免疫治疗作用亦见明显效果；Yu等17将其应用于期临床试验获得成功。由此可见，肿瘤抗原肽致敏具有很好的靶向性，可避免不必要的免疫刺激，而且肿瘤抗原浓度大，可以有效促进细胞的激活。肿瘤细胞抗原致敏DC Ni等18利用超声波破碎、反复冻融或放射线辐照肿瘤细胞等方法获取肿瘤细胞性抗原，然后致敏DC制备的疫苗，此法致敏的DC高表达MHC-、MHC-、B7-1、B7-2等分子，且有迟发性超敏反应，可以抵抗肿瘤细胞的再次攻击。Aoki19和Wallenfriedman20等对此进行了深入的研究，Yoshida等21将其应用于临床研究。证明此方法获取的肿瘤抗原种类多，不要求具体的抗原识别表位，并可避免发生某些变异株或缺陷株的免疫逃逸和继发转移，保证肿瘤免疫的全面性和强效性，更具实用价值。肿瘤细胞与DC融合 肿瘤细胞与DC的融合细胞荷载了整个肿瘤细胞抗原肽，它既能表达MHC-和MHC-类抗原、共刺激分子、黏附分子和肿瘤表面标记物，又具有处理及呈递肿瘤特异性抗原的能力。Akasaki等22和Kikuchi等23分别在动物和临床进行研究发现融合细胞可延长荷瘤小鼠及受试者的生存期。肿瘤细胞RNA或cDNA致敏DC Ashey等24在中枢神经系统肿瘤小鼠模型上，用B16黑色素瘤细胞提取物或肿瘤RNA冲击致敏DC进行治疗，均引起了特异性TCL反应，对荷瘤小鼠起到一定的防护作用，并能显着延长荷瘤小鼠生存期。Yamanka等25研究发现，这种方法不但可延长荷瘤小鼠生存期，而且还可抑制肿瘤的种植转移。但是，目前这种技术要求较高，非特异性影响因素较多，操作复杂，其发展受到了一定程度的限制。综上所述，目前对于DC作为脑胶质瘤免疫治疗尚处于起步阶段，但已经显示出了广阔的应用前景。DC治疗的可行性试验已证实抗原冲击的DC可用来激发体内的抗原特异性T细胞反应，并在临床一期试验也取得了良好的疗效，表现出了高效低毒的特点。为此，以DC为基础的免疫治疗正在成为治疗胶质瘤的有效手段。但是DC瘤苗真正广泛应用于临床尚有一段距离，有一些问题需要解决：如何诱导出数量大、纯度高的DC，特异性肿瘤抗原的选择及合适的DC瘤苗回输时间、方式、次数和剂量的选择等；肿瘤抗原的异质性或抗原调变能够抵抗单一抗原诱导的免疫攻击；而且脑胶质瘤缺乏特异性的抗原，用肿瘤全抗原制备的疫苗有引发自身免疫疾病的危险。随着对DC研究深入的开展，将来肿瘤治疗的突破也很可能是多种策略的结合，即针对不同的患者采用特异的个体化治疗方案。那么，以DC为基础的免疫治疗将指日可待。【参考文献】1 Shortman K,Cauxcell development:multiple pathways to naturescells,1997,15(6):409-419.2 Steinmancells and immune-basedHemato,1996,24:859.3 Cella M,Scheidegger D,Parlmer LK,etof CD40 on dendritic cells triggers production of high levels of interleukin-12 and enhances T cells stimulatoryExp Med,1996,184(2):747-752.4 Matzinger,danger,and the extendedRev Immunol,1994,12:991-1045.5 Anderson DM,Maraskovsky E,Bllingslev WL,etof the TNF receptor and its ligand enhance T-cell growth and dendritic-cell ,1997,309(56):175-179.6 Porgador A,Snyder Dand Gilboaof antitumor immunity using bone marrow generated dendriticImmunol,1996,156:2918.7 邱立华，缪继武，杨宁，等.人外周血树突状细胞在LAK抗HPBALL细胞中的作用研究.解剖学报，1998，29：279.8 Schroder S,Schwarts W,Rehpenning W,et /Langerhans cells and prognosis in patient with papillary thyroidJ Clin Pathol,1988,89:295.9 Van Meirand tumors of the central nervous ,1995,15(2):264-288.10 Chong H,Hutchinson G,Hart IR,etof B7 co-stimulatory molecules by B16 melanoma results in a matural killer cell-dependent systemic immunity only against B7-expressingJ Cancer,1998,78(8):1043-1050.11 Fischer HG,Bielnskypresentation function of brain-derived dendriform cells depends on astrocyteImmunol,1999,11(8):1265-1274.12 Sato T,Inouecells in the rat pituitary gland evaluated by the use of monoclonal antibodies and electronHistol Cytol,2000,63(4):291-303.13 詹仁雅，陈孟宗，王义荣，等.血淋巴细胞亚群与脑星形细胞瘤病理类型及预后关系.中国神经精神疾病杂志，1994，20：133-135.14 Parney IF,Hao CH,Petrukimmunology and ,2000,46:778-786.15 Liau LM,Black KL,Prins RM,etof in tracranial gliomas with bone marrow-derived dendritic cells pulsed with tumor ,1999,90(6):1115-1124.16 刘福生，王忠诚，历俊华，等.肿瘤抗原致敏树突状细胞瘤苗治疗颅内胶质瘤的实验研究.中华神经外科杂志，2002，18：91-95.17 Yu JS,Wheeler GJ,Zeltzer PM,etof malignant glioma patients with peptide-pulsed dendritic cells elicits systemic cytotoxicity and intracranialT-cellRes,2001,61(3):842-847.18 Ni HT,Spellman SR,Jean WC,etwith dendritic cells pulsed with tumor extract increase survival of mice bearing intracranialNeurooncol,2001,51(1):1-9.19 Aoki H,Mizuno M,Natsume A,etcells pulsed with tumor extract-catonic liposome complex increase the induction of cytotoxic T lymphocytes in mouse brainImmumol Immunother,2001,50(9):463-468.20 Wallenfriedman MA,Conrad JA,DelaBarre L,etof continuous localized infusion of granulocyte-macrophage colony stimulating factor and inoculatons of irradiated glioma cells on tumorNeurosurg,1999,90(6):1064-1071.21 Yoshida S,Morii K,Watanabe M,etgeneration of anti-tumoral cells using dendritic cells from the peripheral blood of patients with malignant brainImmunol Immunother,2001,50(6):321-327.22 Akasaki Y,Kikuchi T,Homma S,eteffect of immunizations with fusions of dendritic and glioma cells in a mouse brain tumorImmunother,2001,24(2):106-113.23 Kikuchi T,Akasaki Y,Lrie M,etof a phase clinical trial of vaccination of glioma patients with fusions of dendritic and gliomaImmunol Immunother,2001,50(7):337-344.24 Ashley MD,Faiola B,Nair S,etmarrolw-generated dendritic cells pulsed with tumor extracts or tumor RNA induced antitumor immunity aganst central nervous systemExp Med,1997,186(7):1177-1182.25 Yamanka R,Zullo SA,Tanaka R,et al. Enhancement of antitumor immune response in glioma models in mice by genetically modified dendritic cells pulsed with Seemliki Forest Virus-mediated complementaryNeurosurg,2001,94(3):474-481.