李四香，周承志 ，李为民
摘要
树突状细胞是链接固有、适应性免疫的桥梁，触发肿瘤免疫反应的扳机。不同亚型 的 DC发挥着不同的抗肿瘤功能。基于树突状细胞的重组疫苗和免疫调节剂业已取得一定的疗效，有潜力成为肺癌免疫治疗新方向。本文简要讨论了人体 DC的来源、分类、功能，强调了 DC在肺癌微环境的重要作用，以及基于不同类型DC的肺癌免疫治疗的最新发现。
关键词：树突状细胞，肺癌，免疫治疗
树突状细胞来源、分类
树 突 状 细 胞 (Dendritic cell，DC)起 源 于 骨 髓 造 血 干 细 胞
(Hematopoietic stem cells，HSC)，成熟时伸出许多树突样或伪足样突起，以不同形式分布在各类组织中，以淋巴组织居多[1]。树突状细胞分类复杂，主要根据来源、形态、位置、功能、表面标志物、标记基因及是否成熟分类。目前发现成熟 DC主要有两大类：来源于淋巴样干细胞的 DC(plasmacytoidDC，pDC)和来源于髓样干细胞DC(myeloid DC,mDC)[2]。pDC因静息状态下形态与浆细胞相似而得名，主要存在与血液及淋巴组织中，通过血液循环进入淋巴组织，并表达少量 II型组织相容性抗原(major histocompatibility complex classII，MHC-II)及大量 CD303(BDCA2)、颗粒酶 B（GranzymeB）、CD123等相对特异膜表面蛋白。mDC主要包括了 I型及 II型经典（传统）树突状细胞（classical/conventional DC,cDC）。cDC表达大量 I型组织相容性抗原(majorhistocompatibilitycomplexclassI，MHC-I)及 MHC-II分子，分别识别和处理内源性及外源性抗原（antigen,Ag），递呈并激活初始 T淋巴细胞（naiveTcell）、B淋巴细胞、NK细胞等,启动机体对病毒、肿瘤细胞、细菌及真菌等发挥免疫效应[2,3]。cDC对 Ag具有 “交叉呈递”能力，即 cDC的 MHCI能提呈外源性抗原，而 MHCII能提呈内
源性抗原。cDC根据细胞表面分子标志，主要分为 CD141+ (BDCA3+) cDC1 和 CD1c+(BDCA1+)cDC2亚型[4]。此外，由单核细胞原位分化而来的单核-树突状细胞(monocyte-derived dendriticcell,Mo-DC）在机体接受 Ag刺激引发炎症反应时，向淋巴结迁移并递呈相应抗原[5]。胚胎来源并聚居于特定组织的朗格汉斯细胞(Langerhans cell，LC)是人类特殊的不成熟树突状细胞，主要存在于皮肤表皮、口腔以及气管、食管粘膜、淋巴样器官等，表达 CD45、MHC-II、CD1a及特异性 Langerin分子，对皮肤、粘膜的屏障功能意义非凡（见图 1）[6]。
图 1 树突状细胞起源与分类
近年来，对 DC新类型及功能的探索层出不穷。基于健康人外周血的单细胞测序技术、流式细胞术分析结果提示，人类 DC可以大致划分 6种亚型，其中经典树突状细胞可分为 3个亚型：cDC1(分子标志：CD141,XCR1,CLEC9A,TBHD，CADM1), cDC2(分 子 标 志 CD1C,CD1A,CD1E,CD207，CD36,CD163),cDC3(分子标志CD1C,CD1A,CD1E,CD207，CD32B,CD36,CD163)。其中，CD1C+DC细分为 CD32B高表达（non-inflammatory type，cDC3）及 CD32B低表达亚型（inflammatory type，cDC2）。其中，cDC3高表达急、慢性炎症标志物如 CD14、S100A9和 S100A8。Mo-DC分为 2个亚型：经典型 CD1C–CD141–CD11C+Mo-DC与新型ASDC(分子标志：AXL,SIGLEC1,SIGLEC6,CD22/SIGLEC2)。ASDC既表达 pDC某些分子标志物，亦表达某些 cDC分子标志物，促进 CD4+和 CD8+T细胞的分化，其具体功能仍有待探索[7]。基于 NSCLC肺组织的单细胞测序技术、流式细胞术分析结果新发现与“静止型”cDC1、cDC2同源的“活化型”cDC3(分子标志物：FSCN1,CCR7,LY75,CCL22,BIRC3,BATF3，IRF8)（见图 1）[8]。
pDC、cDC由 树 突 状 细 胞 共 同 前 体 细 胞 （the common DC progenitor, CDP）在骨髓中分化而来，而 CDP与单核细胞均起源于单核-树突状细胞祖细胞（Monocyte-Dendritic cell progenitor，MDP）。近期研究揭示，在人类中，根据 CD172a/SIRPα的表达与否， CDP在骨髓便开始分化为 CD172a+pre-cDC和 CD172a−pre-cDC，迁徙至外周血及淋巴组织分别继续分化为成熟CD1c+cDCs和CD141+cDCs[9]。在淋巴结的树突状细胞可分为“定居型”和“迁徙型”，后者从外周组
织递呈抗原引流至淋巴结触发后续免疫效应[10]。
树突状细胞免疫功能
树突状细胞通过 MHCI及 MHC-II分子识别、吞噬内源和外源性抗原并传递信号，是功能最强的专职抗原呈递细胞，联结固有免疫与适应性免疫[1]。在胸腺中，树突状细胞参与 T细胞的阴性、阳性选择、分化及免疫耐受。在外周非淋巴样组织中，DC细胞捕获内源性或外源性抗原，通过 CCR7趋化引流至淋巴结，递呈抗原至 T淋巴细胞、B淋巴细胞、NK细胞等,引发免疫耐受或者免疫活化效应[11]。未成熟树突状细胞迁移能力较强，从骨髓进入外周血并迁徙至外周组织。成熟细胞则能有效激活初始 T细胞，cDC1s主要分布在外周组织粘膜及血管壁，诱导初始 T细胞分化为 CD8+细胞毒性 T细胞（cytotoxicT-cell，CTL），发挥效应。cDC2s则主要分布外周组织固有层，吞噬衰老凋亡细胞使其蛋白水解，主要活化 CD4+Th1、Th2、Th17细胞，分泌大量促炎因子[13]。pDCs广泛分布在肺实质，主要识别内源性抗原如病毒并递呈至 CD8+T细胞，产生大量 I型干扰素（IFN-α），发挥抗病毒作用及免疫耐受[6]。Mo-DCs循环于血液及淋巴组织中，募集在炎症及肿瘤组织,激活 CD4+T、CD8+T细胞，促进 Th17的分化，分泌 IL-6、TNF-α、IL1-β、IL-23等炎症因子发挥抗炎作用（见图 2）[13]。
图 2 树突状细胞免疫功能
树突状细胞与肺癌的肿瘤微环境
肿瘤微环境是肿瘤细胞生长及演化的局部环境，浸润着多种免疫细胞，包括肿瘤相关树突状细胞(tumor associated dendritic cell,TADC)[14]。TADC仅占肿瘤微环境免疫细胞 2.1%，在肿瘤组织及淋巴组织中迁徙流动，识别并处理肿瘤相关抗原（tumor associated antigen,TAA），原位递呈或者通过传入淋巴管转移到引流肿瘤的淋巴结中刺激初始 T淋巴细胞分化为肿瘤抗原特异性 T淋巴细胞，上调共刺激分子的表达，并调节细胞、化学因子产生、释放，诱导抗肿瘤免疫应答。这些步骤中的任何一个步骤的失败都会抑制抗肿瘤免疫效应[14,15]。无论是小鼠还是人类实验数据表明，TADC涵盖了几乎所有 DC亚群，各自发挥不同的抗肿瘤免疫效应[16]。CD14+Mo-DC通过 IL-10、IL-1β等促炎因子的分泌及 PD-L1表达的上调抑制肿瘤细胞生长。cDC可从肿瘤部位迁徙至引流淋巴结，激活大量初始 T淋巴细胞分化、成熟，发挥对肿瘤细胞的免疫监视清除作用。 其中 cDC1诱导 CD8+T分化为可识别外源性肿瘤衍生抗原的细胞毒性 T淋巴细胞（CTL），分泌高水平IL-12、IL-23、IL-10等抗炎因子[17]；cDC2诱导 CD4+T分化 Th1、Th2、Th17等细胞，促进 IL-6、IL-4、TNF-α、IL-17等炎症因子大量释放[2,10]。实验数据表明，与远癌对照组织相比，肺癌组织 cDC1、 cDC2显著减少[18]。注射 cDC1疫苗的小鼠抗肿瘤 CTL急剧升高,肿瘤体积显著缩小，注射了 cDC2疫苗的小鼠，肿瘤体积也有一定程度缩小[14]。
树突状细胞的缺失对于肿瘤的免疫逃逸及免疫治疗失效作用关键。肿瘤免疫逃逸的重要机制之一是将 DC维持在未成熟或免疫抑制状态，损害了它们作为 APC的功能，从而使这些细胞无法刺激肿瘤抗原特异性 T细胞分化[15]。肿瘤细胞通过分泌 IL-10（抑制 DC成熟及其分泌 IL-12的能力）、IL-6（增强 STAT3通路信号转导）等下调 DC表面 MHC-II、CCR7的表达，干扰 DC的抗原呈递能力[19]。肿瘤组织浸润的 Treg细胞亦会显著抑制 cDC2抗原递呈、诱导 CD4+T细胞分化功能[10]。总之，肿瘤微环境中 cDC1、cDC2的数量减少及功能受抑制和 Treg细胞的增多与肺癌患者预后不良显著相关（见图 3）[10]。
图 3 肿瘤微环境对树突状细胞功能影响
因此，通过 DC疫苗注射的方式以期恢复、增强 DC对肿瘤组织的免疫作用是目前癌症免疫治疗研究的热点。多项动物及临床试验揭示，纯化的 TA-cDC1疫苗显著增加效应 T细胞募集，并与化疗及PD-1/PD-L1、CD137单克隆抗体（mAb）治疗等具有协同作用[20,21]。在黑色素瘤患者中，多项临床研究已证实 cDC2s疫苗安全有效[22,23]。
基于树突状细胞的肺癌免疫治疗利用 DC免疫原性在癌症患者中诱导保护性反应的概念已提出多年，基于 DC细胞的个体免疫疗法在多种肿瘤亦有大量探索及尝试[24]。
1.Mo-DC
基于可用性和体外扩增等技术方面，Mo-DC最常用于疫苗接种目的。相较其他 DC亚型，Mo-DC更容易在体外通过粒系-巨噬集落刺激因子(granulocyte macrophage colony-stimulating factor，GM-CSF)及 IL-4刺激外周血中 CD14+单核细胞或者 CD34+HSPCs分化而大量产生[26,27]。然而，既往临床试验表明，Mo-DC疫苗效果与预期仍有差距，原因可能是体外经 GM-CSF及 IL-4诱导分化、培养的 Mo-DC与天然的 Mo-DC在基因表达及免疫功能有所差异[30]，此外，体外培养的 Mo-DC迁徙能力及细胞因子的分泌（IL12、 IFN-γ）亦受限[14]。因此，在诱导抗肿瘤免疫应答方面，Mo-DC疫苗是否优于其他DC亚型，尚不清楚，并且可能取决于肿瘤类型和肿瘤微环境的组成。
2. cDC
cDC1在肿瘤免疫监视中意义重大，cDC1诱导分化的肿瘤特异性CD8+CTL、NK和 NKT对肿瘤细胞具有直接或间接杀伤作用，是生产疫苗绝佳的选择[14,28]。近年来，单细胞测序技术分析结果表明 cDC1与抑制性配体如 PD-L1表达增高、NSCLC不良预后紧密相关[28,29]。目前对 cDC1在肿瘤免疫监视中的作用以及免疫疗法仍在进一步探索中[27]。
cDC2虽不如 cDC1瞩目，其诱导分化的 Th17的肿瘤免疫调节作用愈发受到重视[32]。从人外周血分离培养的 cDC2疫苗已在临床上证实改善部分黑色素瘤病人预后，在肺癌中的应用有待更多的研究[23]。
3. pDC
首个pDC疫苗临床试验纳入15名黑色素瘤患者，外周血分离pDC体外培养、刺激、分化后回输体内并产生IFN-α，观察到CD4+淋巴细胞和CD8+T淋巴细胞活化[22]。尽管目前相关研究不多，pDC在肿瘤中的作用机制逐渐引起重视[30]，pDC疫苗具有潜在的抗肿瘤能力[31]。
4. 混合 DC疫苗
每类 DC亚群通过不同机制发挥着免疫效应， 单种类的 DC疫苗在某些特定肿瘤及人群中证实有效。随着体外 DC细胞的诱导、分化、培养更精确化，混合型的 DC疫苗效果值得期待[32]。此外，基于纳米技术，载有肿瘤抗原的小分子免疫调节剂，通过在体内刺激内源性 DC产生亦是肿瘤免疫治疗热点[24]。
总结与展望
树突状细胞(DCs)专职递呈TAA至初始T淋巴细胞并诱导其分化为效应T细胞，为肿瘤的免疫治疗提供契机。近年来，单细胞测序技术结合流式细胞术在树突细胞分群及功能鉴定，以及阐明它们在TME中作用机制中有诸多发现与探索。有研究曾通过收集、培养肺癌胸腔积液中DC前体细胞,加入GM-CSF、IL-4及TNF-α诱导分化为成熟的DC。结果显示,培养成熟的DC对自体癌细胞有较强的杀伤作用[33]。虽然基于树突状细胞的肺癌免疫治疗处于起步阶段，但有望成为肺癌免疫治疗的靶点。
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