費金璇 吳宇佳 周 莉 朱晟鑫 廖偉斌 韋思明
·論著·
樹突狀細胞疫苗聯(lián)合抗CD27抗體治療前列腺癌的實驗研究
費金璇吳宇佳周莉朱晟鑫廖偉斌韋思明★
目的 探討抗CD27抗體對樹突狀細胞疫苗的抗前列腺癌功效的影響。方法 將RM-1前列腺癌細胞注入雄性C57BL/6小鼠皮下。4d后,將載瘤小鼠分為4組,分別接受未治療、樹突狀細胞疫苗治療、抗CD27抗體治療及樹突狀細胞疫苗聯(lián)合抗CD27抗體治療。腫瘤細胞移植后21d,收集小鼠脾臟,分析T細胞活性。測量腫瘤大小,評價抗腫瘤效應(yīng)。結(jié)果 相比于未治療,其它3種治療均明顯提高了T細胞活性,顯著抑制了腫瘤生長,尤其以聯(lián)合治療的功效最明顯。結(jié)論 聯(lián)合治療通過提高T細胞活性加強了抗前列腺癌效應(yīng)。
抗CD27抗體 樹突狀細胞疫苗 前列腺癌
在西方發(fā)達國家,前列腺癌是男性最常見的腫瘤,也是腫瘤死亡的第二位病因[1]。前列腺癌一旦轉(zhuǎn)移,化、放療等方法效果均不理想。用樹突狀細胞疫苗治療晚期前列腺癌是一種新型的治療方法,有效率達54%[2]。如何加強疫苗的治療效果已成為研究的重要方向。作者自2014年1月至6月探索抗CD27抗體是否能提高樹突狀細胞疫苗的抗前列腺癌功效。報道如下。
1.1材料 6~8周齡的雄性C57BL/6小鼠購自上海實驗動物中心。小鼠前列腺癌細胞株RM-1來源于上海細胞研究所。粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子、腫瘤壞死因子α、白細胞介素4、干擾素γ由R&D Systems公司生產(chǎn)。T細胞分離試劑盒購于Miltenyi Biotec公司。異硫氰酸熒光素(fluorescein isothiocyanate,F(xiàn)ITC)標記的抗CD3、CD11c單抗,藻紅蛋白(phycoerythrin,PE)標記的抗CD27、CD83單抗,抗CD27單克隆抗體,及測定干擾素γ的試劑盒系BD PharMingen公司產(chǎn)品。鉻酸鈉由PerkinElmer公司生產(chǎn)。
1.2制作樹突狀細胞疫苗 從C57BL/6小鼠中分離出骨髓細胞,與粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子、白細胞介素4等一起培養(yǎng)。第7天,骨髓細胞分化為未成熟樹突狀細胞,然后與RM-1前列腺癌細胞溶解產(chǎn)物(即腫瘤抗原)、腫瘤壞死因子α、干擾素γ等一起培養(yǎng)。24h后,未成熟樹突狀細胞分化為成熟樹突狀細胞(即樹突狀細胞疫苗),也就是上載腫瘤抗原的樹突狀細胞。通過表型分析證實培養(yǎng)的細胞是樹突狀細胞。
1.3分析樹突狀細胞表型 收集未成熟或成熟樹突狀細胞,用FITC標記的抗CD11c(樹突狀細胞標志)單抗和PE標記的抗CD83(樹突狀細胞成熟標志)單抗染色,用流式細胞儀分析CD11c和CD83在細胞上的表達。
1.4分析T細胞上CD27的表達 C57BL/6小鼠未接種樹突狀細胞疫苗或者皮下接種樹突狀細胞疫苗(1×106)。3d后,處死小鼠,獲取脾臟。用T細胞分離試劑盒從脾細胞中分離出T細胞,然后用FITC標記的抗CD3(T細胞標志)單抗和PE標記的抗CD27單抗染色,流式細胞儀分析T細胞表面CD27的表達。1.5 腫瘤接種及治療 將2×105個RM-1前列腺癌細胞注射到C57BL/6小鼠的右側(cè)肋腹皮下。4d后,將載瘤小鼠隨機分為4組,每組10只。對照組未接受治療。疫苗治療組于載瘤后第4天和第11天,將樹突狀細胞疫苗(1×106)接種于小鼠左側(cè)肋腹皮下??贵w治療組于載瘤后第4天和第11天,將100μg抗CD27抗體注射到小鼠腹腔內(nèi)。聯(lián)合治療組小鼠在第4天和11天接受疫苗(1×106)皮下注射,在第7天和14天,接受抗CD27抗體(100μg)腹腔內(nèi)注射。載瘤第21天,處死小鼠,獲取脾臟,測量腫瘤大小。
1.6細胞毒性試驗 用CD8+T細胞分離試劑盒從脾細胞中分離出CD8+T細胞,以10:1的比例與樹突狀細胞疫苗混合培養(yǎng)。5d后,收獲致敏的CD8+T細胞。RM-1前列腺癌細胞作為靶細胞,與鉻酸鈉混合培養(yǎng)60min,以便標記上鉻。致敏的CD8+T細胞作為效應(yīng)細胞,以100:1的比例與鉻標記的RM-1前列腺癌細胞(即靶細胞)混合培養(yǎng)。4h后,收集上清液,測量鉻的釋出量。通過公式[(實驗組鉻釋出量-自發(fā)鉻釋出量)/(最大鉻釋出量-自發(fā)鉻釋出量)]×100,計算出CD8+T細胞對前列腺癌細胞的殺傷率。
1.7干擾素γ的測定 用CD4+T細胞分離試劑盒從脾細胞中分離出CD4+T細胞,以10:1的比例與樹突狀細胞疫苗混合培養(yǎng)24h。收集上清液,用酶聯(lián)免疫吸附試驗測定干擾素γ水平。
1.8統(tǒng)計學方法 采用GraphPad Prism 4.0統(tǒng)計軟件。數(shù)據(jù)以(x±s)表示。組間數(shù)據(jù)比較采用單因素方差分析和q檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1樹突狀細胞表面標志 在未成熟樹突狀細胞,CD11c和CD83的表達率分別是83.2%(即3.4%+79.8%)和3.4%;在成熟樹突狀細胞(即樹突狀細胞疫苗),CD11c和CD83的表達率分別是84.1%(即66.7%+17.4%)和66.7%(見圖1)。由此可見,所有培養(yǎng)的細胞高表達CD11c(樹突狀細胞標志),這表明培養(yǎng)的細胞是樹突狀細胞。相比于未成熟樹突狀細胞,成熟的樹突狀細胞表達更高水平的CD83(樹突狀細胞成熟標志)。
圖1 流式細胞儀分析CD11c和CD83在樹突狀細胞上的表達
2.2用樹突狀細胞疫苗接種小鼠后,上調(diào)了T細胞上CD27的表達 在未接種樹突狀細胞疫苗的小鼠,僅7.2%的T細胞表達CD27;然而,用樹突狀細胞疫苗接種小鼠后第3天,47.5%的T細胞表達了CD27(見圖2)。
2.3三種治療方法對腫瘤大小、CD8+T細胞的殺傷率及CD4+T細胞產(chǎn)生干擾素γ水平的影響 見表1。
表 1 各組腫瘤大小、殺傷率及干擾素γ水平的比較(x±s)
圖2 流式細胞儀分析CD27在T細胞上的表達
樹突狀細胞是體內(nèi)功能最強的抗原遞呈細胞,能處理和遞呈腫瘤抗原給CD4+和CD8+T細胞,刺激T細胞活化[3,4]?;罨腃D8+T細胞能直接殺死腫瘤細胞[5]?;罨腃D4+T細胞能釋放細胞因子,如干擾素γ,幫助CD8+T細胞活化[6]。靜息的T細胞低表達CD27,然而,一旦T細胞活化,CD27表達明顯升高[7]??笴D27抗體與CD27結(jié)合為T細胞的活化提供協(xié)同刺激信號,進一步提高T細胞的功能[8]。本實驗結(jié)果顯示,用樹突狀細胞疫苗接種小鼠后,T細胞上調(diào)了CD27表達,這為抗CD27抗體的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。此外,作者發(fā)現(xiàn),相比于疫苗或抗體的單一治療,聯(lián)合治療顯著抑制了腫瘤生長,表明抗CD27抗體加強了疫苗的抗前列腺癌功效。本實驗還顯示,聯(lián)合治療組的殺傷率和干擾素γ水平明顯高于單一治療組,這表明聯(lián)合治療提高了T細胞活性。在本試驗中,作者使用了成熟樹突狀細胞(即樹突狀細胞疫苗)治療前列腺癌。相比于未成熟樹突狀細胞,成熟樹突狀細胞能誘導更強的抗腫瘤免疫反應(yīng),產(chǎn)生更好的臨床效果[2],表達更高水平的CD83(樹突狀細胞成熟標志)。
綜上所述,樹突狀細胞疫苗聯(lián)合抗CD27抗體通過提高T細胞活性來加強抗前列腺癌功效。這為臨床上治療前列腺癌提供了良好的實驗基礎(chǔ)和理論依據(jù)。
1 Siegel R,Naishadham D,Jemal A. Cancer statistics,CA Cancer J Clin,2012, 62(1):10~29.
2 Draube A,Klein-González N,Mattheus S,et al.Dendritic cell based tumor vaccination in prostate and renal cell cancer: a systematic review and meta-analysis.PLoS One,2011,6(4):e18801.
3 Mantia-Smaldone GM,Chu CS. A review of dendritic cell therapy for cancer: progress and challenges. BioDrugs,2013,27(5):453~468.
4 Agarwal N,Padmanabh S,Vogelzang NJ. Development of novel immuneinterventions for prostate cancer. Clin Genitourin Cancer,2012, 10(2):84~92.
5 Xiao L,Joo KI,Lim M,et al. Dendritic cell-directed vaccination with a lentivector encoding PSCA for prostate cancer in mice.PLoS One, 2012,7(11):e48866.
6 Shafer-Weaver KA,Watkins SK,Anderson MJ,et al. Immunity to murine prostatic tumors: continuous provision of T-cell help prevents CD8 T-cell tolerance and activates tumor-infiltrating dendritic cells. Cancer Res,2009,69(15):6256~6264.
7 Taraban VY,Rowley TF,Kerr JP,et al. CD27 costimulation contributes substantially to the expansion of functional memory CD8(+)T cells after peptide immunization. Eur J Immunol,2013,43(12):3314~3323.
8 Roberts DJ,Franklin NA,Kingeter LM,et al.Control of established melanoma by CD27 stimulation is associated with enhanced effector function and persistence,and reduced PD-1 expression of tumor infiltrating CD8(+)T cells. J Immunother,2010,33(8):769~779.
Objective To investigate whether anti-CD27 antibody can enhance anti-prostate cancer effi cacy of dendritic cell-based vaccine. Methods A prostate cancer model was established by subcutaneous injection of RM-1 prostate cancer cells into male C57BL/6 mice. After 4 days,prostate cancer-bearing mice underwent untreatment or were treated with dendritic cell-based vaccine,anti-CD27 antibody,or combination of dendritic cell-based vaccine with anti-CD27 antibody. Spleens were collected for analysis of T cell activity 21 days after tumor cell implantation. Tumor size was measured for assessment of antitumor effect. Results Three treatments signifi cantly enhanced T-cell activity,and signifi cantly reduced tumor growth compared with untreatment,with the highest effi cacy in combination treatment. Conclusion Combined treatment can strengthen anti-prostate cancer effi cacy by improving T-cell activity.
Anti-CD27 antibody Dendritic cell-based vaccine Prostate cancer
2014年浙江省大學生科技創(chuàng)新活動計劃(新苗人才計劃)(2014R434009);2014年浙江省醫(yī)藥衛(wèi)生科技計劃項目(2014KYA051)
310053 浙江醫(yī)學高等??茖W校