腫瘤免疫治療中的交叉啟動

引言

細(xì)胞毒性T細(xì)胞對腫瘤的免疫應(yīng)答，關(guān)鍵依賴于一類稱為常規(guī)1型樹突狀細(xì)胞（cDC1s）的專業(yè)抗原呈遞細(xì)胞的交叉呈遞能力。交叉呈遞最準(zhǔn)確的定義是：由專業(yè)抗原呈遞細(xì)胞（APCs）將其自身不表達(dá)、但被吞噬的外源性抗原呈遞在MHC-I分子上的過程。交叉啟動則指特定的CD8? T細(xì)胞識別這種交叉呈遞的抗原-MHC-I復(fù)合物，導(dǎo)致細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞（CTLs）的克隆擴增和激活。這是適應(yīng)性抗癌免疫應(yīng)答中的關(guān)鍵機制。交叉呈遞是一個重要的例外，因為對于身體所有其他有核細(xì)胞，只有細(xì)胞自身表達(dá)的抗原才由MHC-I分子呈遞，而外源性抗原則由專業(yè)APCs攝取并通過MHC-II分子呈遞。一旦被激活并感知到病毒組分或通過CD40–CD40L相互作用獲得T輔助細(xì)胞的協(xié)作，cDC1s會提供關(guān)鍵的共刺激配體和細(xì)胞因子，以建立和維持CD8? T細(xì)胞免疫應(yīng)答。這一受調(diào)控的、對同源T細(xì)胞的激活過程被稱為交叉啟動。

在癌癥小鼠模型中，cDC1s介導(dǎo)的CD8? T細(xì)胞交叉啟動對于大多數(shù)免疫治療策略的療效至關(guān)重要。在癌癥患者中，腫瘤微環(huán)境中cDC1s的存在和豐度與T細(xì)胞浸潤水平以及對免疫檢查點抑制劑的反應(yīng)性顯著相關(guān)。使用FMS樣酪氨酸激酶3配體（FLT3L）增加cDC1s數(shù)量和/或激活其狀態(tài)的治療策略，在癌癥小鼠模型中顯示出療效證據(jù)，并已在初步臨床試驗中進(jìn)行測試，目前結(jié)果令人鼓舞。

一、cDC1驅(qū)動的癌癥免疫周期

cDC1s在所謂的“癌癥免疫周期”中處于核心地位，對于啟動和調(diào)控針對腫瘤的適應(yīng)性免疫反應(yīng)至關(guān)重要。這一高度協(xié)調(diào)的功能集合涉及cDC1s介導(dǎo)的幾個關(guān)鍵步驟，從最初的組織巡邏以檢測腫瘤抗原，到激活和擴增介導(dǎo)直接腫瘤細(xì)胞殺傷的腫瘤特異性細(xì)胞毒性T細(xì)胞。

1. cDC1對腫瘤微環(huán)境的巡邏與監(jiān)視：cDC1s或其前體被腫瘤自身產(chǎn)生的趨化因子（如CCL4和CCL5）吸引 。此外，自然殺傷（NK）細(xì)胞在被激活后會分泌XCL1和CCL5，這是遷移性cDC1s的主要趨化因子，同時也會釋放FLT3L，促進(jìn)cDC1s前體的存活、豐度和分化 。表達(dá)整合素αEβ7（結(jié)合上皮細(xì)胞上的E-鈣粘蛋白）使遷移性cDC1s能夠在皮膚和黏膜屏障等外周上皮組織中巡邏并戰(zhàn)略定位 。

2. cDC1抗原內(nèi)化：腫瘤細(xì)胞持續(xù)經(jīng)歷死亡，釋放出抗原。cDC1s配備有專門的受體來吞噬這些物質(zhì) 。多種受體參與抗原攝取以進(jìn)行交叉呈遞，包括Fcγ受體（FcγRs）、補體和清道夫受體（如SCARF1、LOX1）、C型凝集素受體（如CLEC9A、DEC-205、甘露糖受體、DC-SIGN、Dectin 1）以及TIM家族受體（如TIM4、TIM3）。例如，CLEC9A幾乎只表達(dá)于cDC1s，可識別暴露的聚合F-肌動蛋白，并快速將抗原導(dǎo)入交叉呈遞途徑。這些受體介導(dǎo)的抗原內(nèi)化功能在下圖中有示意 。

3. cDC1激活：cDC1s的免疫原性激活（也稱為成熟）是啟動和調(diào)控癌癥中CTL免疫反應(yīng)的關(guān)鍵步驟 。此過程涉及表型和功能變化，包括上調(diào)MHC-I、MHC-II、共刺激分子（CD80、CD86、CD40）和遷移分子（如CCR7），同時改變細(xì)胞因子分泌譜，偏向于產(chǎn)生IL-12和I型及III型干擾素。激活可由病原體相關(guān)分子模式（PAMPs）或來自損傷組織的損傷相關(guān)分子模式（DAMPs）通過模式識別受體（PRRs）觸發(fā)。cDC1s高表達(dá)TLR3，并可通過cGAS-STING通路感知腫瘤細(xì)胞釋放的雙鏈DNA。

4. cDC1遷移：在腫瘤微環(huán)境中激活后，cDC1s下調(diào)內(nèi)吞作用，上調(diào)抗原呈遞分子，并進(jìn)入遷移狀態(tài)，通過淋巴管遷移至腫瘤引流淋巴結(jié)。這種遷移依賴于CCR7感知其配體CCL19和CCL21的梯度。

5. cDC1許可：cDC1s通過MHC-II分子將外源性抗原呈遞給CD4? T細(xì)胞 。這種相互作用對于驅(qū)動T細(xì)胞分化至關(guān)重要，特別是向TH1細(xì)胞分化。抗原特異性CD4? T細(xì)胞可通過CD40–CD40L相互作用誘導(dǎo)DCs激活，這一過程稱為DC許可，對于cDC1s獲得有效啟動CD8? T細(xì)胞的能力至關(guān)重要。缺乏cDC1s上CD40的小鼠無法啟動CTL反應(yīng)和排斥免疫原性腫瘤。

二、cDC1介導(dǎo)的交叉呈遞

cDC1s在交叉呈遞方面表現(xiàn)出極高的效率 。高效的交叉呈遞與緩慢的抗原降解相關(guān)，這是交叉呈遞DCs的一個獨特特征，使其區(qū)別于巨噬細(xì)胞等其他吞噬細(xì)胞。

外源性抗原的交叉呈遞通過兩種不同的細(xì)胞內(nèi)運輸和加工途徑發(fā)生：胞質(zhì)途徑和液泡途徑。

胞質(zhì)交叉呈遞途徑：該途徑中，抗原被轉(zhuǎn)運至細(xì)胞質(zhì)，并通過蛋白酶體加工后呈遞在MHC-I分子上。抗原從內(nèi)體/吞噬體到細(xì)胞質(zhì)的轉(zhuǎn)運機制涉及多種蛋白，如SEC61、p97、穿孔素2和APOL7C。CLEC9A介導(dǎo)的SYK激活與通過NADPH氧化酶（NOX2）產(chǎn)生活性氧（ROS）導(dǎo)致的吞噬體破壞和抗原釋放有關(guān)。水通道蛋白3通過運輸過氧化氫促進(jìn)膜破裂。一旦進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，抗原被導(dǎo)向蛋白酶體降解，產(chǎn)生的肽段通過TAP1和TAP2泵入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔，然后裝載到MHC-I分子上。這些分子機制在上圖中有所總結(jié)。

液泡交叉呈遞途徑：該途徑中，抗原在內(nèi)吞囊泡腔內(nèi)進(jìn)行蛋白水解加工并裝載到MHC-I分子上，獨立于胞質(zhì)蛋白酶體或TAP。該途徑依賴于組織蛋白酶S等。TLR–MYD88介導(dǎo)的信號傳導(dǎo)可觸發(fā)IKK2，導(dǎo)致SNAP23磷酸化，促進(jìn)內(nèi)吞循環(huán)室（ERC）與吞噬體融合，使來自ERC的MHC-I分子進(jìn)入吞噬體進(jìn)行后續(xù)肽段裝載。MHC-I分子也可以從ERGIC以SEC22B依賴性方式運輸?shù)酵淌审w。

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三、cDC1s對CD8? T細(xì)胞的交叉啟動

一旦cDC1成熟并獲得許可，其交叉呈遞在MHC-I上的抗原被特異性T細(xì)胞受體（TCR）識別，提供T細(xì)胞激活的第一信號。為了完全激活CD8? T細(xì)胞，還需要第二信號（由cDC1s表面的共刺激分子如CD80、CD86、4-1BBL或CD70提供）和第三信號（由細(xì)胞因子如IL-12、IL-18或IL-15反式呈遞提供）。

cDC1s是IL-12的有效生產(chǎn)者，這對于TH1和CTL分化非常重要。cDC1s還產(chǎn)生CXCL9和CXCL10，通過CXCR3吸引效應(yīng)性和干細(xì)胞樣TCF1? CD8? T細(xì)胞。在腫瘤微環(huán)境中，cDC1s通常與這類干細(xì)胞樣CD8? T細(xì)胞聚集，并通過細(xì)胞因子和共刺激分子激活和局部擴增這些細(xì)胞亞群，這對于抗PD1/PD-L1檢查點抑制劑的療效至關(guān)重要。

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四、腫瘤相關(guān)的cDC1功能失調(diào)腫瘤微環(huán)境和腫瘤引流淋巴結(jié)中的多種免疫抑制因子可能削弱cDC1驅(qū)動的癌癥免疫周期。這種功能失調(diào)可能發(fā)生在cDC1發(fā)育、招募、遷移或與淋巴細(xì)胞相互作用的不同階段。

細(xì)胞因子和趨化因子：腫瘤來源的IL-6可促進(jìn)cDC2分化而阻斷cDC1特化。β-連環(huán)蛋白信號激活可抑制CCL4和CCL5產(chǎn)生，損害cDC1招募。VEGF損害FLT3L介導(dǎo)的DC擴增和成熟，并削弱cDC1運動性和功能。IL-10抑制cDC1s產(chǎn)生IL-12。

TGFβ和IDO1：TGFβ抑制DCs向腫瘤引流淋巴結(jié)遷移，誘導(dǎo)IDO1表達(dá)，并促進(jìn)CCL22釋放以招募Treg細(xì)胞。

缺氧和代謝應(yīng)激：腫瘤缺氧影響DC功能，HIF1α活性增強IL-10、VEGF等免疫抑制因子分泌，抑制IL-12產(chǎn)生。腫瘤衍生的乳酸損害DC分化并下調(diào)成熟標(biāo)志物和IL-12分泌。谷氨酰胺剝奪破壞cDC1s的內(nèi)溶酶體穩(wěn)態(tài)，降低其抗原加工和交叉呈遞能力。氧化脂質(zhì)積累觸發(fā)未折疊蛋白反應(yīng)，擾亂脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)，減少MHC-I復(fù)合物表面表達(dá)。

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五、cDC1s在癌癥免疫治療中的作用與治療策略

遺傳修飾小鼠模型的證據(jù)：Batf3基因敲除小鼠選擇性缺乏cDC1s，無法排斥高免疫原性肉瘤，且對多種免疫治療策略（包括免疫檢查點抑制劑、病毒療法、聯(lián)合療法和過繼細(xì)胞療法）無反應(yīng)。這證明了cDC1s在腫瘤免疫監(jiān)視和治療中的核心作用。

患者證據(jù)：在癌癥患者中，高cDC1基因特征與多種腫瘤類型的更好臨床結(jié)局相關(guān)。cDC1s的豐度和功能狀態(tài)（如成熟標(biāo)志物表達(dá)）與T細(xì)胞浸潤水平和對免疫檢查點阻斷的反應(yīng)性相關(guān)。例如，高功能的cDC1基因特征（包括CXCL9、CXCL10、IL12B等）與黑色素瘤患者接受免疫檢查點抑制劑后的生存改善相關(guān)。

利用cDC1免疫生物學(xué)提供了多種抗癌治療機會：

基于FLT3L的療法：使用可溶性FLT3L（sFLT3L）或其長效變體擴增DCs數(shù)量，可增強抗原呈遞，并與放療、poly(I:C)或免疫檢查點抑制劑協(xié)同作用。

T細(xì)胞-DC雙特異性抗體：例如，靶向cDC1s上CLEC9A和T細(xì)胞上PD1的雙特異性抗體，可促進(jìn)兩者直接相互作用，增強T細(xì)胞激活。

腫瘤向cDC1轉(zhuǎn)分化：通過病毒遞送關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子（如PU.1、IRF8、BATF3）將腫瘤細(xì)胞重編程為cDC1樣細(xì)胞，使其能夠呈遞自身抗原并啟動免疫反應(yīng)。

外源性抗原靶向cDC1s：使用抗體（如抗DEC-205、抗CLEC9A）或配體（如XCL1）將腫瘤抗原靶向遞送至cDC1s表面受體，增強抗原攝取和交叉呈遞。

基于cDC1的癌癥疫苗：離體制備抗原負(fù)載的cDC1s作為疫苗回輸，已在臨床前模型中顯示出療效，并與免疫檢查點抑制劑協(xié)同。

交叉啟動與mRNA免疫治療：通過脂質(zhì)納米顆粒將編碼腫瘤抗原的mRNA靶向遞送至DCs，或使用TriMix mRNA（編碼CD70、CD40L、caTLR4）激活DCs，可誘導(dǎo)強大的抗腫瘤免疫。

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結(jié)語

增強交叉啟動可能是細(xì)胞毒性抗腫瘤免疫反應(yīng)的關(guān)鍵驅(qū)動機制，也是目前癌癥免疫治療中未被充分利用的策略。因此，通過識別和驗證預(yù)測性生物標(biāo)志物的功效，探索增強cDC1數(shù)量和功能的目標(biāo)和策略，促進(jìn)交叉啟動有助于將癌癥免疫治療推進(jìn)到新的高度。

參考資料：

Cross-priming in cancer immunology and immunotherapy. Nat Rev Cancer. 2025 Apr;25(4):249-273.

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