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血液肿瘤树突状细胞的研究

来源:国外医学输血及血液学分册
摘要:摘要树突状细胞(DendriticCells,DC)是目前体内功能最强的专职抗原呈递细胞,具有启动T细胞介导的免疫反应的功能。本文介绍DC在血液肿瘤中诱导的自身肿瘤杀伤活性、移植免疫、治疗及预后等方面的研究。树突状细胞(DendriticCells,DC)是近年来倍受人们关注的专职抗原呈递细胞(AntigenpresentingCells,APC),能摄......

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   摘 要 树突状细胞(Dendritic Cells,DC)是目前体内功能最强的专职抗原呈递细胞,具有启动T细胞介导的免疫反应的功能。本文介绍DC在血液肿瘤中诱导的自身肿瘤杀伤活性、移植免疫、治疗及预后等方面的研究。

  树突状细胞(Dendritic Cells,DC)是近年来倍受人们关注的专职抗原呈递细胞(Antigen presenting Cells,APC),能摄取、加工及呈递抗原,启动T细胞介导的免疫反应。DC于1973年首次由Steinman和Cohn发现。近年来关于DC分化、发育及抗肿瘤应用尤其受到人们的关注。本文对血液肿瘤DC的研究作一综述。

  1 DC诱导的自身肿瘤杀伤活性

  Choudhury等[1]报道,慢性髓系白血病(CML)慢性期患者外周血单个核细胞与细胞因子-粒单核细胞集落刺激因子(CM-CSF)、白介素4(IL-4)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)在体外共同孵育后,产生了形态学、免疫表型具有DC特征的细胞,荧光原位杂交(FISH)表明这些细胞中t(9;22)的存在,说明它们来自白血病细胞。特异的体外测定DC的功能证实这些细胞具有潜在刺激淋巴细胞增殖的作用。体外产生的白血病DC刺激自体T细胞产生了强烈的抗白血病细胞的细胞毒活性,但对主要组织相容性复合物(Major histocompatibility Complex,MHC)匹配的正常异体骨髓细胞表现为低反应。用DC刺激的自体T细胞抗CML靶细胞的细胞毒活性,是体外单用IL-2培养扩增的自体T细胞作用的4~6倍。DC刺激的T细胞也抑制CML克隆前体的生长。这些结果表明,体外细胞因子诱导CML细胞向DC分化,这些DC具有明显的T细胞刺激功能。体外产生的DC通过对白血病特异性抗原的有效传递产生抗白血病作用。Robinson等[2]报道,急性白血病(AL)细胞在上述细胞因子的作用下亦能向DC分化。作者用21例AL患者的外周血单个核细胞与GM-CSF、TNF-α共同孵育,15例细胞成活,其中12例可观察到符合DC典型的形态学特征。流式细胞分析显示,这些细胞有DC特异性抗原CD1a、CD83的表达,成熟DC还有HLA-DR、CD40、CD80、CD86的表达。9/12例中混合淋巴细胞反应(MLR)测定,这些培养的细胞具有很强的抗原呈递功能,经FISH分析证实,一些AML的DC起源于5q-及ph+白血病细胞,另外2例髓系和淋巴系双表型白血病CD19持续异常表达。AML恶性转变发生在多能干细胞水平,但是体内随后白血病细胞的分化被局限于某一细胞系、然而体外白血病克隆50%可自然向单核细胞、粒细胞成熟,另外在细胞因子的作用下可进一步终末细胞分化。该研究证实了AL原始细胞衍生的DC是恶性起源的,表明一种恶性细胞向具有潜在抗原呈递能力的细胞转变,这类细胞具有很强的呈递肿瘤相关抗原的能力,因此可以用于诱导抗白血病免疫反应。需指出的是,DC的白血病起源由以下证据支持:①在培养的外周血单个核细胞中白血病原始细胞占90%~98%,细胞数量在整个培养阶段维持稳定且具有恒定的高存活力;②在GM-CSF、TNF-α中培养后观察到的DC占73%~92%,比在相同条件下正常祖细胞衍生的DC比例高;③AL单个核细胞生成的DC与正常DC前体行为不一致。体外来自12/15例AL所产生的潜在抗原呈递DC,这一发现提出的两大重要问题有待于进一步研究:①一种早期干细胞表型是这种现象的先决条件吗?AL与其它白血病的进一步研究,需要确定是否如此,以及该现象的真正频率和生物学重要性;②这种体外成熟能允许假定的白血病相关抗原更有效地呈递到有适当受体的细胞毒T细胞吗?

  Choudhury等[3]报道,AML包括一组血及骨髓中原始髓细胞克隆积累的疾病,恶性细胞表现为髓细胞分化的变异程度及与许多特征性的细胞遗传异常和基因重排有关,特殊的细胞遗传变化通常与特殊疾病表型和临床后果有关。正常多能造血干细胞与白血病克隆共存于骨髓。成功的抗白血病治疗后,骨髓正常造血干细胞的造血功能得以恢复,但大多数病例,缓解仅为暂时的。因此,对于大多数AML病人的治疗上的挑战就在于防止复发,以期达到长期缓解。为此,Choudhury等[3]开展了体外诱导AML细胞分化成DC的工作,并以此来刺激自体的抗白血病的T细胞反应。他们在体外用GM-CSF+IL-4联合TNF-α或CD40配体(CD40L)产生DC,对象19例不同染色体异常的AML病人,除1例外均产生了DC的形态学表型特征及T细胞刺激特性,这些细胞高表达MHC-Ⅰ类、Ⅱ类抗原及共刺激分子CD86和ICAM-1。有3例通过FISH分析染色体异常。自体淋巴细胞与AML衍生的DC共同培养能溶解自体白血病细胞,并注意到少许抗自体的正常细胞的细胞毒活性,这些正常细胞来自于病人缓解期。结果显示有DC表型、功能的细胞能从多数人AML标本中获得。如果已知AML的生物学异质性,就不会奇怪实验结果的变异及偶尔有AML细胞标本未显示有向DC分化。进一步研究这些细胞确保可决定靶抗原而进行被观察到的免疫活性。这些工作潜在治疗上的应用是重要的,白血病DC可潜在地被用作体内细胞的白血病疫苗或体外产生抗白血病的T细胞而用于免疫治疗。它们在免疫治疗上的应用于这种通常致死性疾病可消除微小残余疾病及将暂时的反应转变成持久缓解。

  据Cao等[4]报道,GM-CSF可诱导鼠红白血病细胞(FBL-3)分化成类单核细胞的细胞来刺激宿主对白血病的免疫反应,即经GM-CSF处理后的FBL-3细胞,DC的特异性标志33D1及NLDC-145的表达阳性率显著升高,同时MHC-Ⅱ类分子,CD80、CD86的表达及血管细胞粘附分子1(VCAM-1)表达显著上调,通过电镜观察到DC典型的形态学。功能上,GM-CSF诱导的FBL-3细胞可明显刺激初始异基因的和自体的T细胞的增殖,并诱导特异的细胞毒T细胞的产生。总之,这些结果对白血病的免疫治疗有重要启示。

  2 DC在移植免疫中的作用

  Fujii等[5]提出,CD34+脐血细胞衍生的DC是可诱导抗肿瘤的细胞毒细胞,如细胞毒T细胞、NK细胞和单核细胞。用射线照射的MHC-Ⅰ类抗原阳性的K562细胞脉冲刺激的DC刺激脐血T细胞能选择诱发清除K562 mHC-Ⅰ类抗原,CD8+或MHC-Ⅰ抗原T细胞的这种杀伤活性几乎完全被抗体消除,而CD4+T细胞则不同。这表明CD34+脐血细胞衍生的肿瘤细胞脉冲的DC能诱导抗相应的肿瘤细胞的肿瘤特异性细胞毒T细胞,这些细胞毒T细胞是经MHC-Ⅰ类分子识别肿瘤细胞的CD8+T细胞。这个发现具有潜在的重要性,提示DC在脐血移植中及在临床免疫治疗的应用。

  近来,脐血干细胞移植已被用于治疗致死的先天性或恶性疾病,且取得显著成功[6,7]。积累的实验及临床依据业已证明该临床措施的有效性。脐血移植无需严格的HLA相合,GVHD发生机会少,这可能归因于新生免疫系统的独特性,更能耐受异已抗原。许多研究提示体外各种不同的功能测定中脐血与成人血比较而言缺乏T淋巴细胞、B淋巴细胞、单核细胞及DC。Harris等[8,9]与其他学者[10,11]报道脐血T淋巴细胞表型及功能如此不成熟以至于异基因刺激后很少产生细胞毒T细胞活性。大量证据表明:造血干、祖细胞起源的DC可专门呈递抗原到初始T细胞,因此很有可能DC呈递抗原是脐血初始T细胞激活所必需。对于肿瘤治疗,研究者致力于将肿瘤抗原脉冲的DC用作治疗性的疫苗,同时也用于体外采用T细胞治疗中启动肿瘤抗原特异的T细胞[12,13]。据近来报道,肿瘤抗原负载的DC的免疫作用代表了诱导抗肿瘤免疫的有力措施[14,15]。本研究中,试图用CD34+脐血细胞衍生的DC,诱导抗肿瘤细胞毒性活性作为脐血移植后GVL效应的体外模型。

  在不久的将来,脐血移植可能成为各种不同的致死性恶性肿瘤尤其血液肿瘤的标准治疗手段,因为它优于其它干细胞来源的移植。但在脐血移植中,GVL效应减少将成为一个问题。移植免疫治疗的一个目标是创造一种方法,即可避免GVHD、根除残余肿瘤免疫的策略,也可激活脐血单个核细胞抗未知抗原承载的肿瘤细胞。总之,在造血干细胞移植中,正确使用DC可能有益于更特异和更有效的免疫治疗。

  外周血干细胞移植时,移植物DC可以直接激活宿主残存的T细胞,导致移植物排斥和移植失败。因此,去除移植细胞中DC,保留干细胞(CD34+HLA-DR-)的重建活性,将会提高移植的成功率[16]。同种异基因骨髓移植供者来源DC间接呈递受者次要组织抗原,是GVHD发生的主要途径[17]。此外,动物实验表明,骨髓去除性治疗只是去除了大部分,而不是全部的受者DC。

作者: 李云程易凡 2004-9-24
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