浆细胞样树突状细胞与肿瘤免疫研究的新进展

杨哲宇， 陆骋豪 综述 蔡 伟 审校

（上海交通大学医学院附属瑞金医院外科，上海 200025）

浆细胞样树突状细胞（plasmacytoid dendritic cell,pDC）是重要的免疫效应细胞。其作为树突状细胞（dendritic cell,DC）的一种，在未受刺激时具有浆细胞样外观.在体外可被诱导转化为经典DC（classical DC,cDC），在抗病毒、抗肿瘤、自身免疫等过程中发挥至关重要的作用。本文就pDC的生物学特性、免疫学功能、在肿瘤免疫中的作用及其相关免疫治疗的最新研究进展作一综述，以探究pDC在相关肿瘤免疫中发挥的作用，从而为研究肿瘤免疫及免疫治疗提供新方向。

pDC的生物学特征

pDC最早于1958年由Lennert和Remmele首先报道，并因其位于人类淋巴结T细胞区，呈浆细胞表型而命名为浆细胞样 T细胞[1]。 1994年，O′Doherty等[2]在外周血中发现其是CD11c-的未成熟DC亚群，MHC-Ⅱ表达低，T细胞刺激能力差。在与单核细胞共培养后，MHC-Ⅱ表达增加，且树突状形态更不规则。1997年，Grouard等[3]从扁桃体中分离出CD11c-、CD4+、CD45RA+细胞， 并发现其与外周血中 CD11c-的未成熟DC亚群具有相同的特性。1999年，Siegal等[4]最终确定外周血及次级淋巴器官中的pDC即为病毒刺激后产生Ⅰ型干扰素（interferon-Ⅰ,IFN-Ⅰ）的细胞。

一、表型

人类 pDC普遍的表面标志为 CD4+、CD45RA+、IL-3Rα（CD123）+、ILT3+、ILT1-、CD11c-、lineage-； 选择性表达 ILT7、FcγRIIa（CD32）、BDCA2 和 BDCA4 等[5-6]。 与人类 pDC 不同的是，小鼠pDC表达细胞表面抗原CD11c、B220（CD45R）、CD45RA、BST2、Siglec-H、CCR9 和 Sca-1 等 ， 但 不 表 达CD123[7]。

二、来源、分化、发育和迁移

pDC只占健康人外周血单核细胞的0.1%～0.5%。pDC由造血干细胞分化而来，在骨髓中充分发育，以未成熟（未激活）细胞的形式释放入外周血，位于外周淋巴结并通过淋巴管回流。根据机体的状态表达不同的趋化因子，PDC可被募集至外周淋巴结T细胞区、炎症局部、肿瘤微环境和肠黏膜等。

pDC既可由髓系淋巴祖细胞，也可由淋巴样祖细胞分化而来[8]。通过不同的分化途径均分化至共同DC祖细胞中间体，进而分化为pDC。虽然两种来源的pDC分化路径不同，但均可分泌IFN-Ⅰ并活化淋巴细胞[8-9]。

一般来说，DC发育的主要生长因子是fms样酪氨酸激酶3配体（fms-like tyrosine kinase 3-ligand,FLT3-L）[10]。FLT3受体在pDC祖细胞表达。在FLT3缺失的小鼠模型中，pDC对该通路的依赖性远高于cDC[11]。将祖细胞诱导分化为pDC并维持pDC表型的主要转录因子是E2-2。E2-2通过STAT 3依赖的FLT3受体激活。成熟pDC中，E2-2的表达中断导致其自发分化为类cDC[12]。

与cDC不同的是，pDC直接从血液通过高内皮血管进入淋巴器官T淋巴细胞富集区域。驱动其向次级淋巴器官迁移的主要受体是L-选择素 （CD62L）和趋化因子受体（chemokine receptor,CCR7）；CCR7 在 Toll样受体（Toll-like receptors,TLR）9刺激下上调，并与成纤维网状细胞（淋巴结T细胞区域的基质细胞）产生的趋化因子（chemokines,CCL）19和CCL21相互作用[13]。

pDC的免疫学功能

pDC在固有免疫和适应性免疫中均起到重要的作用。pDC在固有免疫中，主要通过细胞保护作用及自然杀伤细胞（natural killer,NK）激活等方式快速发挥作用。其在适应性免疫中则发挥抗原提呈作用或介导免疫耐受，具体机制包括直接作为抗原提呈细胞，产生IFN-Ⅰ，以及分泌细胞因子或趋化因子等。目前关于此机制的研究有限，具体机制仍有待阐明[14-15]。

一、pDC 分泌 IFN-Ⅰ

pDC分泌的 IFN-Ⅰ主要是 IFN-α，经由 TLR-Myd88-IRF7信号通路介导产生[16]。病毒核酸或自衍生DNA刺激pDC产生免疫应答[17]。病毒核酸与位于pDC核内的TLR7和TRL9相互作用。在TLR被激活后，DNA病毒、CpG寡核苷酸以及DNA免疫复合物进入pDC后在转接蛋白3（adaptor protein 3,AP 3）的作用下迁移到早期内体处与TLR9结合。TLR9在早期内体/吞噬小体的作用下生成配体识别的功能受体进而招募Myd88，生成IRAK4-IRAK1-TRAF6-TRAF3信号体，激活IRF7从而产生IFN-α[18-21]。

关于pDC激活产生IFN-α的机制，在传统的pDC细胞自我应答（cell-intrinsic）观点基础上，最近的研究突出其细胞间的协同（cooperative）作用[15]（见图1）。Saitoh等[22]的研究发现，在缺乏整合素LFA-1以及胞内转运下游调节因子的情况下，pDC对TLR配体和流感病毒的反应是受损的。这些调节因子的作用是定位TLR并分泌IFN-α到细胞-细胞接触位点。LFA-1对pDC接受鼠巨细胞病毒（MCMV）和TLR9配体刺激产生IFN-α的促进作用也在新近的研究中得到证实[23]。这些研究强调pDC细胞间的相互作用以及与之相关的TLR感受器的深度极化、IFN-α的产生和IFN-α引起的反馈信号。这些均是pDC反应的重要特征。

图1 pDC激活快速产生IFN-α的机制模型[15]

IFN-α作为连接固有免疫和适应性免疫的桥梁，使pDC在固有免疫和适应性免疫中均发挥重要作用。但IFN-α既不是pDC的唯一产物，也不是pDC发挥其免疫功能的唯一途径。除了MyD88-IRF7通路以外，受TRL激活的MyD88还可通过募集IRF5，进而激活NF-κB通路并诱导产生相关炎性细胞因子，如IL-6、IL-10、肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor,TNF）α和IFN-γ等[24-25]。此外，活化的pDC还分泌趋化因 子 CCL3、CCL4、CCL5、CXCL9、CXCL10， 而 这 些 物 质 在pDC自身迁移过程中发挥作用，并募集其他天然免疫细胞，如NK细胞和巨噬细胞[26-27]。

二、pDC介导的免疫耐受

免疫耐受主要由产生免疫抑制性细胞因子，如IL-10、转化生长因子 （transforming growth factor,TGF）β和前列腺素E2（prostaglandin E2,PGE2），诱导分化 Treg，激活负调控通路，如CD80/细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白（cytotoxic T-lymphocyte-associated protein,CTLA）以及程序性死亡受体（programmed cell death,PD）1/PD 配体（PD-ligand,PD-L）1，或过表达的免疫调节酶吲哚胺（2，3）双加氧酶IDO（indoleamine 2,3-dioxygenase,IDO）来实现[28]。与cDC不同的是，pDC无需处于活化的表型下，即可通过表达IDO、可诱导共刺激分子配体 （inducible co-stimulator ligand,ICOSL）、OX40L、PD-L1等因子介导对肿瘤细胞或非己抗原产生免疫耐受。

pDC在肿瘤免疫中的作用

肿瘤的特性是能通过多种机制逃避机体免疫系统的监视和杀伤作用。肿瘤可失去其抗原或免疫原性，介导产生免疫耐受。正常状态下pDC通过分泌IFN-α及表达TNF相关凋亡诱配体 （TNF related apoptosis inducing ligand,TRAIL）等起到抑制肿瘤的作用。但在肿瘤微环境中，通过诱导pDC功能失调及免疫耐受激活pDC的促肿瘤作用（见图2）[28]。肿瘤相关性pDC（tumor-associated pDC,TA-pDC）促肿瘤的具体机制如下：①表达ICOSL、IDO和CLTA-4促进Treg细胞的活化；②表达PD-L1及端粒酶B等直接抑制T细胞应答；③IFN-Ⅰ分泌减少；④TNF-α和IL-8分泌增加促进血管生成等[29-31]。

图2 pDC在肿瘤发病机制中的作用[12]

在头颈部鳞状细胞癌 （head and neck squamous cell carcinoma,HNSCC）中，相关研究证实CpG寡核苷酸能通过TLR9信号通路激活pDC产生IFN-α的能力。该激活效应又能被IL-10等细胞因子有效抑制。同时在HNSCC引流淋巴结中发现，被CpG诱导活化后的pDC仍能产生IFN-α，并激活 CD4+及 CD8+T 细胞[32]。

在卵巢癌的相关研究中发现，TA-pDC参与以下几种促进肿瘤的机制：①TA-pDC被SDF-1/CXCL12信号募集至肿瘤区域，产生TNF-α和IL-8刺激肿瘤的血管生成[33]。②肿瘤炎性因子如TGF-β、TNF-α驱动TLR活化的TA-pDC进一步成熟[34]。③TA-pDC诱导IL-10分泌CD8+Treg细胞，抑制肿瘤抗原特异性T细胞以产生免疫耐受[35]。④通过表达ICOSL促进ICOS+Foxp3+Treg细胞的活化与增殖，参与免疫抑制肿瘤微环境的形成[36]。这种机制在肝癌和胃癌相关研究中也有报道[37-38]。

非小细胞肺癌的研究发现，TA-pDC在癌灶及骨髓中均浸润增多，其表现出非成熟的表型，如缺乏CD83、CD80/86的表达，增加Treg浸润的同时减少髓样DC（mDC）的募集，进而增强免疫耐受[39-40]。肺癌病人淋巴引流区域浸润的pDC在TLR激动剂的诱导下，表达TLR9并保留产生IFN-α和促进T细胞应答的能力。但这些淋巴结内pDC分泌IL-12的能力受损，而IL-12在介导Th1反应中十分重要[41]。

黑素瘤pDC在病灶内及淋巴结的浸润与早期复发密切相关[42]。与前述肿瘤不同的是，黑素瘤中的TA-pDC的共刺激分子表达增加，且能被TLR活化产生IFN-α。这些TA-pDC会在 CCL17、CCL22和 MMP2诱导下增加 OX40L和ICOSL的表达，促进CD4+T细胞向TH2和Treg分化，且分泌IL-5、IL-13、IL-10等多种细胞因子介导肿瘤免疫耐受的发生[43]。

除黑素瘤外，还在多种肿瘤中发现免疫介质CTLA-4、OX40和PD-1的表达增加。TA-pDC表达这些受体的配体，诱导分化TH2及Treg，来介导肿瘤免疫抑制[44-46]。研究表明，TA-pDC表达PD-L1，并与表达PD-1的T细胞相互作用来抑制T细胞的反应[47]。Patsoukis等[48]研究表明，这种PD-1介导的T细胞分化抑制可能是由PD-1抑制糖酵解、促进脂肪分解和脂肪酸氧化来改变T细胞的代谢重编程而实现。

pDC与免疫治疗

pDC在循环和肿瘤微环境中只占免疫细胞的少部分。但基于其相互作用的复杂性，有望成为癌症免疫治疗的新靶点。pDC应用于癌症免疫治疗的可能途径概述如下：

一、pDC分泌IFN-α应用于癌症治疗

如前文所述，IFN-α影响多种免疫细胞，在抗肿瘤免疫中发挥重要作用。多种癌症中均发现IFN-α分泌减少，IFN-α对抗恶性肿瘤的想法应运而生。但在实际应用IFN-α进行治疗存在诸多问题，如IFN-α抗肿瘤效率低下，有严重的潜在不良反应和系统性毒性的可能[49]。但IFN-α在治疗血液恶性肿瘤时显示出良好的效果[50]。目前IFN-α对于实体瘤治疗效果有限。临床上应用IFN-α治疗，可能需深入研究pDC产生IFN-α的内生机制等。

二、免疫检查点抑制剂修复pDC功能

免疫检查点抑制剂已在多种癌症的治疗中取得成效[51]。对PD-L1/PD-1、ICOS/ICOSL等免疫检查点靶向抑制，活化的pDC促进CD4+和CD8+T细胞增加，增强CD8+细胞毒性T细胞（cytotoxic T lymphocyte,CTL）和NK细胞效应，阻断免疫耐受的形成，起到抗肿瘤的作用[46,52]。最近，研究集中在免疫检查点的联合应用上。有临床试验在探究联合免疫检查点应用于胶质母细胞瘤病人的安全性和有效性[53]。

三、肿瘤微坏境中根除TA-pDC和应用DC疫苗

有研究提出从肿瘤微坏境中根除TA-pDC，以及应用DC疫苗进行肿瘤免疫治疗[54-55]。这些研究目前大多仍在动物实验阶段。

关于pDC的肿瘤免疫治疗近年取得快速进展，随着pDC影响肿瘤分子机制的逐步明确，pDC应用于肿瘤免疫治疗将取得更好的效果。

结 语

pDC是一种重要的免疫效应细胞，由造血干细胞分化而来，分泌IFN-Ⅰ、提呈抗原以及介导免疫耐受等来发挥免疫功能。pDC在肿瘤发生、发展中起重要作用。目前研究主要关注于TA-pDC在肿瘤微环境中起到促瘤作用，同时pDC具有的抗肿瘤作用也受到越来越多研究者的关注。

未来的研究方向主要集中于精准的分子机制，即肿瘤微环境如何调控pDC的功能，尤其是肿瘤的异质性和宿主的遗传结构。识别受肿瘤细胞影响的特异性通路，将有助于开发治疗方法，增强pDC的抗肿瘤免疫功能，进而改良或设计新的治疗方法和思路。