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MHC四聚体应用:DC疫苗研发

DC细胞俗称树突状细胞,因成熟时伸出许多树突样或伪足样突起而得名。树突状细胞(DC)是人体内抗原递呈能力最强的细胞,通常情况下人体内的DC细胞数量很少,只有在抗原递呈细胞能正常发挥抗原递呈作用的时候,身体才能有效识别病原,激活获得性免疫系统,产生正常的免疫反应。

DC与肿瘤的发生、发展有着密切关系,大部分实体瘤内浸润的DC数量多则患者预后好。有效的抗肿瘤免疫反应的核心是产生以CD8+ T细胞为主体的细胞免疫应答,这也是DC作为免疫治疗手段的基础。 

DC细胞作为疫苗,在人体内起到防治双重效果。在病毒性肝炎治疗方面,DC疫苗不仅能够有效地预防病毒对人体的侵袭,更能够在发病之后,起到及时、有效、规范的治疗作用。特别是一些肝病患者有多年治疗史,自身免疫已经遭受破坏的肝病患者,通过DC免疫疫苗接种,可以修复在以往采用药物治疗后自身受损害的免疫系统,提高身体抗病毒能力。帮助人体识别和消灭外来侵入的病毒、细菌等。

DC疫苗按照制备方式可分为如下几类:

1. 细胞性肿瘤抗原修饰DC

由于目前肿瘤特异性抗原或相关抗原得到明确鉴定的为数较少,因而予以肿瘤细胞全部抗原信息(如肿瘤细胞裂解物、肿瘤细胞提取物、肿瘤细胞的总RNA或经过灭火的完整的肿瘤细胞、肿瘤细胞与DC细胞的融合)修饰DC成为最直接的一种方法。基于细胞性肿瘤抗原易于获得和制备,因而应用全细胞性肿瘤抗原冲击DC的方法来制备DC疫苗不失为一种简便而有效的方法,有较大的临床应用潜力,它也是目前临床研究应用最广泛的方法之一。

2. 肿瘤抗原肽修饰的DC

动物模型及人体临床实验已证明,肿瘤抗原肽(包含合成肽)或肿瘤细胞相关抗原与自身或同种异体的DC共育,DC与肿瘤表为肽结合之后可激发抗肿瘤CTL效应,从而产生有效的抗肿瘤免疫,将DC回输给机体,可预防肿瘤播散、复发及治疗肿瘤。可用作瘤苗的抗原肽有肿瘤抗原、分化抗原、肿瘤独特型抗体、癌基因及抑癌基因产物、粘蛋白等。用负载肿瘤表位的DC免疫小鼠,可使其具有同表为太的肿瘤消退及抵抗致死剂量肿瘤细胞的攻击。另外,应用肿瘤抗原MHC-I类多肽冲击树突状细胞,可提高肿瘤抗原浓度及其靶向性。随着对肿瘤抗原认识的不断深入,以肿瘤抗原肽刺激DC制备DC疫苗用于肿瘤治疗的研究已从实验室走向临床,不少临床研究取得了令人满意的结果。

3.  肿瘤抗原基因转染的DC疫苗

基于DC的基因疫苗有:转染肿瘤抗原RNADC疫苗;转染肿瘤抗原DNADC疫苗,以及转然细胞因子基因的DC疫苗等。由于大部分肿瘤患者的瘤细胞抗原的全部基因信息及其编码的抗原不明确,缺乏足够的瘤组织而无法用抗原肽负载DC的方法制备DC疫苗,而使患者失去治疗机会。分子生物学的发展,使核酸扩增成为可能,肿瘤抗原RNA或相应的cDNA文库为肿瘤抗原的来源提供了方法。通过核酸扩增、差异筛选等方法获得足够的肿瘤细胞特异性mRNA,从而解决疫苗制备时中立细胞来源困难及其特异性问题,避免诱发自身免疫性疾病的危险。

获得DC抗原表位,是整个DC疫苗研制工作的基础,也是难点。在脑胶质瘤DC疫苗研发过程中。Qijin Xu等(2009)报道利用MHC四聚体方式来筛选表位。他们在脑胶质瘤肿瘤中分离培养得到“Cancer Stem-Like Cells” “Cancer Stem-Like Cells”具备DC疫苗表位,裂解该细胞后得到antigen。从外周血获得DC细胞,利用antigen刺激DC,诱导出抗原特异性CD8+T细胞。预测antigen表位,合成并利用MHC-peptide四聚体复合物筛选出不同表位诱导的抗原特异性CD8+ T细胞。研究抗原特异性CD8+ T细胞毒性,来评价DC的免疫效果。使用全基因抗原,染色时候能够染色抗原特异性T细胞的MHC四聚体,其带有的peptide也就是具有免疫原性的表位肽。

DC疫苗对人体保护力高低,需要评价。最主要的评价方法是抗原特异性T细胞的丰度和细胞毒性。MHC四聚体特异性识别TCR受体,利用MHC四聚体染色外周血有核细胞,通过做流式细胞仪计数抗原特异性T细胞数量。便于评价DC疫苗对人体保护效果。这种方法已经成为共识。Erik H.J.G. Aarntzen等(2012),用DC疫苗治疗转移性黑色素瘤临床研究。利用MHC四聚体评价抗原特异性T细胞丰度,而评价DC疫苗免疫效果。Jacalyn Rosenblatt等(2013)利用DC细胞治疗多发性骨髓瘤的临床工作中,同样利用MHC四聚体检测抗原特异性T细胞丰度,来评价DC疫苗免疫效果。Cheryl Lai-Lai Chiang等(2013),在自体次氯酸酸性氧化卵巢癌治疗研究工作中,同样利用MHC四聚体来检测抗原特异性T细胞丰度,来评价DC疫苗免疫效果。

利用MHC四聚体评价DC免疫效果,peptide表位信息和MHC四聚体亲和力是关键。分离抗原特异性T细胞之前,我们要知道所有peptide是否具有免疫原性?选择的peptideMHC蛋白亲和力如何?如果所选用的peptide没有免疫原性,则不能分选到抗原特异性T细胞。如果亲和力不高,不能制备MHC四聚体。

在已知pepetide信息情况下,可利用“syfpeithi”网站,来筛选与peptide亲和力较高的MHC分子。如果peptide信息未知,则输入antigen基因氨基酸序列,得到一系列亲和力较高的peptide序列信息。在此基础上模拟筛选表位序列。

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