西安第四军医大学唐都医院全军感染病诊疗中心 710038
树突状细胞(DC)是目前发现的功能最强的专职抗原递呈细胞(antigen-presenting cells,APC),在免疫反应中起着举足轻重的作用,因此备受重视。20世纪90年代以来,人们在体外诱导扩增DC成功之后,克服了以往由于DC在组织中含量很少、难以获取的困难,使DC研究取得了许多突破性的进展,为人们探索新的疾病防治手段开辟了新的天地。现从树突状细胞的特性、体外诱生及以DC为基础的治疗性疫苗在抗HBV/HCV感染中的作用等3个方面作一综述。
一、DC的特性和功能
树突状细胞最先由Steinman和Cohn在1973年描述。在不同情况下DC形态不同。皮肤及淋巴结中DC是星形的;分离后负载于玻片上的DC有许多树刺状突起;电镜下的DC多呈棘状:相差显微镜下DC的胞体向外延伸成幔状。Steinman[1]阐述了DC与功能相关的几大特性:(1)DC具有捕获加工处理抗原的能力;(2)DC高表达MHCⅡ类产物(>106/细胞);(3)DC表达丰富的粘附分于及共刺激因子,如ICAM、LFA3、整合素、B7、CD40和IL12等,这涉及到DC与T细胞的结合及归巢倾向(但这些表面标志随DC的不同分化阶段而有变化);(4)DC具有显著区别于其它细胞的表面标志。活化的DC不表达T细胞、B细胞和单核/巨噬细胞的典型表面标志,却表达CD83、SI00、CD40、CD80、CD86、CD1a、CD11a、CD45、HLAABC和HLADR、HLADQ[2]等。
DC具有异质性,有人将其分为髓系和淋巴系两大类,但至今仍无非常明确的分类标准。不同的DC担负着不同的使命。胸腺髓质中的DC参与胸腺中的阴性选择,它递呈自身抗原与MHC的复合物给T细胞,然后使能够识别自身抗原并与之有较高亲合力的T细胞克隆失能。髓系DC对T细胞免疫反应可产生强烈的刺激作用,并可分泌IL12,调节T细胞和NK细胞功能,促进Th0朝Th1方向分化,显著影响Th1和Th2的平衡。DC在外周性免疫耐受中也起重要作用。淋巴系DC倾向于促进Th2分化,并可递呈源自凋亡细胞的肽片段。据此,DC可通过递呈来自体细胞的自身抗原给T细胞而诱导对自身蛋白的耐受。迁移中的髓系DC,包括LC,在遭遇外源抗原后产生活性,移向淋巴器官启动免疫反应[1]。
DC对B细胞的生长和免疫球蛋白的分泌有重要作用。两者虽同为APC,但DC有较高MHC及共刺激因子的表达并能大量产生IL12;DC通过Fc及多聚凝集素(multilectin)受体中和抗原,B细胞则有抗原特异性免疫球蛋白受体。原始B细胞仅与间质内非郎罕型DC反应,在DC分泌的IL12作用下产生抗体;DC同时调控着B细胞所产生的免疫球蛋白的种类,IL10与TGFβ诱导IgA1的生成,IgA2的表达则严格依赖于B与DC的直接相互作用,这说明DC控制着粘膜的免疫。滤泡型DC直接维持激活B细胞的活力、生长与分化,生发中心含有CD11c+DC,它可携带免疫复合物,有较强的刺激B细胞的能力。DC与B细胞间作用方式也遵循双信号原则,即DC上的特异性抗原被BCR接受产生第一信号,DC上CR2L与B细胞上CR结合,这对共刺激因子提供第二信号调控体液免疫。
二、DC的体外诱生
体外诱生DC有许多不同的方案。骨髓、脐血和外周血干细胞、外周血单核细胞都可以作为前体来诱导分化为DC,奥地利学者甚至提出乳铁传递蛋白(Lactoferin)阳性的中性粒细胞在体外也可转型为用不同的起始细胞群诱生DC需要不同的培养条件。用CD34-细胞诱生DC时,去掉非贴壁细胞可显著降低淋巴细胞的污染。CD14+单核细胞在合适的条件下也可分化为DC[2]。表1总结了体外诱生培养DC的不同条件。
表1体外诱生培养DC的条件细胞来源
|
培养条件 |
培养基/添加剂骨髓 |
| SCF,GMCSF,TNFα |
IMDM |
| SCF,GMCSF,TNFα |
TMDM/20%FCS脐血 |
| SCF,GMCSF,TNFα,CSF |
RPMI/10%FCS |
| Flt3,IL4,IL13PBSC |
GMCSF,TNFα |
| RPMI/10%FCS |
SCF,GMCSF,IL4 |
| RPMI/10%FCS |
IL3,IL6PBMC |
| GMCSF,IL4 |
RPMI/10%FCS |
| GMCSF,IL4,TNFα |
RPMI/10%FCS |
| GMCSF,IL4,MCM |
RPMI/1% plasma |
尽管用不同的前体细胞扩增DC的方法各不相同,但GMCSF似乎是必不可少的。GMCSF可诱导DC前体扩增,促使其分化,并可在体外维持DC存活达6周。IL4往往与GMCSF同时使用,特别是将外周血单个核细胞或单核细胞作为前体时。IL4可抑制巨噬细胞克隆形成,诱导DC生长和成熟。当用骨髓或脐血CD34+细胞作前体时,则用TNFα代替IL4。TNFα可降低粒细胞的产生,上调细胞GMCSFβ链的表达,增强其对细胞因子信号的反应能力。许多其他细胞因子也被证明对DC的产生具有促进作用如[46],如IL13,SCF,TGFβ1等。有报道,向用GMCSF、TNFα和IL4刺激的骨髓CD34+细胞培养体系中加入Flt3配体可使DC的收获率提高5倍,再加入SCF可进一步提高。持续的流动灌注培养体系可进一步增强DC的扩增。甲胎蛋白对DC可产生抑制作用,下调共刺激分子的表达:IL10可以抑制OC的分化,将未成熟DC转化为可诱导产生耐受的APC,这也许可成为治疗自身免疫性疾病和过敏性疾病的有效方法。LPS、PGE2、含非甲基化CpG基序的寡核苷酸(CpG motif containing oligonucleotides,CpGODN)等免疫调节因子可以促进DC成熟从而增强抗原提呈功能。不同的前体细胞,不同的细胞因子和培养条件可以改变DC的表型和功能。GMCSF和IL4有利于髓系DC分化,而IL3促进向淋巴系DC分化,CD40L则对两种DC的成熟都有促进作用[2]。
虽然目前已有的方法可以扩增出一定数量的DC,但不足之处是方法复杂,所需细胞因子的量较大,培养时间长,成本高,所以,DC大量扩增方法学的优化也是下一步研究的关键问题。
三、DC在HBV/HCV发病机制中的作用
近年来,越来越多的证据表明,由DC激活的细胞免疫特别是CTL介导的免疫反应,在机体抵御恶性肿瘤和传染性疾病中发挥着十分重要的作用,而且最近DC疫苗的临床Ⅰ、Ⅱ期试验也取得了令人鼓舞的结果,显示出DC疫苗在恶性肿瘤等疾病中的巨大前景。
(一) DC在HBV发病机制中的作用一般认为,细胞免疫功能低下是HBV感染慢性化的主要原因。作为主要的抗原呈递细胞,DC的功能缺陷将直接影响T细胞的免疫反应。已有实验证实DC可诱导肿瘤细胞免疫耐受,但婴幼期免疫耐受是否与此有关尚需进一步研究。
Akbar等[7,8]使用HBV转基因鼠(HBVTg)模型研究PBMC来源的DC与免疫接种后应答的关系,发现疫苗接种后应答者DC功能明显强于无应答者。在另一些实验中有潜在DC功能的HBVTg经免疫接种治疗后无HBsAg和HBeAg的表达,HBV DNA滴度也较低。DC功能较差者治疗前毫无反应,两组治疗前HBsAg、HBeAg和HBV DNA浓度无差异。提示DC活化程度可作为判断免疫治疗预后的指标。