工程化树突状祖细胞通过EVIR介导的抗原交叉呈递增强抗肿瘤免疫应答

《Nature Communications》：Dendritic cell progenitors engineered to express extracellular-vesicle–internalizing receptors enhance cancer immunotherapy in mouse models

本研究针对树突状细胞(DC)疫苗在实体瘤治疗中抗原呈递效率有限的挑战，开发了共表达靶向GD2的胞外囊泡结合受体(EVIR)与白细胞介素12(IL-12)的工程化DC祖细胞(DCP)平台。研究表明，DCP-IL-12/EVIR能有效促进肿瘤抗原摄取，通过交叉呈递机制激活多抗原特异性T细胞应答，并与PD-1阻断剂产生协同抗肿瘤效果。该研究为开发新一代DC免疫疗法提供了新策略。

　　

肿瘤免疫治疗近年来取得了显著进展，但针对实体瘤的治疗仍面临诸多挑战。树突状细胞(DC)作为关键的抗原呈递细胞，在启动和调节T细胞介导的抗肿瘤免疫应答中发挥着核心作用。然而，基于DC的癌症疫苗在临床应用中效果有限，主要障碍包括DC在肿瘤微环境中的浸润不足、抗原呈递效率低以及免疫抑制性微环境的制约。特别是，如何使DC有效获取并呈递肿瘤特异性抗原，从而激发强效且持久的抗肿瘤免疫应答，是目前该领域亟待解决的关键科学问题。

近年来，研究人员发现一种称为"交叉呈递"(cross-dressing)的现象，即DC可以通过获取肿瘤细胞释放的胞外囊泡(EV)上已装载MHC分子的抗原肽，直接呈递这些抗原而不需要经过内源性处理过程。这一机制为增强DC的抗原呈递能力提供了新思路。然而，如何特异性地促进DC对肿瘤源性EV的捕获和利用，仍需深入探索。

在这项发表于《Nature Communications》的研究中，Michele De Palma团队开发了一种创新的免疫治疗策略：他们将DC祖细胞(DCP)工程化改造，使其同时表达靶向肿瘤相关抗原GD2的胞外囊泡结合受体(EVIR)以及免疫刺激因子IL-12。这种双功能工程化DCP能够在体内有效定植于肿瘤组织，通过EVIR特异性捕获肿瘤源性EV，增强抗原呈递效率，同时通过局部释放IL-12改变肿瘤微环境，从而显著增强抗肿瘤免疫应答。

研究人员为开展本研究采用了几个关键技术方法：首先，他们利用慢病毒载体系统构建了表达不同组合基因的工程化DC；其次，通过小鼠肿瘤模型（包括B16F10-OVA黑色素瘤、MC38结肠癌等）评估治疗效果；第三，采用流式细胞术分析免疫细胞亚群和功能状态；第四，通过体外抗原呈递实验验证DC的交叉呈递能力；第五，使用人源DC模型验证技术的临床转化潜力。实验所用小鼠包括C57BL/6J等多种遗传背景品系，人源DC来源于脐血CD34⁺细胞或外周血单核细胞。

DCP-IL-12/EVIR在多种小鼠肿瘤模型中展示强大治疗效果

研究人员首先在表达GD2的B16F10-OVA黑色素瘤模型中发现，静脉注射DCP-IL-12/EVIR能显著抑制肿瘤生长，且与抗PD-1抗体联合使用时效果更为显著。值得注意的是，这种治疗不仅控制了GD2阳性肿瘤细胞，还对GD2阴性细胞具有抑制作用，表明工程化DCP可能引发了针对多种肿瘤抗原的免疫应答。

为进一步验证这一现象，研究人员建立了由GD2阳性B16F10-OVA和GD2阴性B16F10细胞混合的肿瘤模型。结果显示，DCP-IL-12/EVIR治疗能同时抑制两种肿瘤细胞的生长，而传统DCP疫苗主要针对单一抗原，这体现了EVIR技术平台在引发广谱抗肿瘤免疫应答方面的独特优势。

EVIR促进抗原摄取和交叉呈递的机制解析

为阐明EVIR的作用机制，研究人员设计了精细的实验。他们发现，表达EVIR的DC能更有效地内化GD2阳性肿瘤细胞来源的EV。在抗原呈递实验中，EVIR工程化DC能显著增强对卵清蛋白(OVA)模型抗原的交叉呈递，激活抗原特异性CD8⁺T细胞。

机制上，EVIR作为一种非信号传导的嵌合受体，其功能不依赖于细胞内信号域，而是通过特异性结合GD2阳性EV，促进DC对这些EV的内化。随后，DC可以直接呈递EV表面已装载的MHC-抗原肽复合物，或通过交叉呈递途径处理EV内的抗原，从而激活T细胞。

IL-12增强肿瘤微环境并促进T细胞活化

研究团队进一步解析了IL-12在工程化DCP中的作用。他们发现，局部表达的IL-12能显著改变肿瘤微环境的组成和功能状态：增加细胞毒性CD8⁺T细胞和自然杀伤(NK)细胞浸润，促进干扰素γ(IFNγ)产生，并诱导巨噬细胞向抗肿瘤M1表型极化。

值得注意的是，当研究人员在治疗过程中特异性清除CD8⁺T细胞后，DCP-IL-12/EVIR的抗肿瘤效果大幅减弱，证实CD8⁺T细胞是介导该治疗效应的关键免疫群体。这一发现与传统的DCP-IL-12治疗形成对比，后者即使去除CD8⁺T细胞仍能保持部分疗效，提示EVIR的引入特异性地增强了交叉呈递和CD8⁺T细胞激活。

人源DCP-IL-12/EVIR展示临床转化潜力

为评估该策略的临床适用性，研究人员从人脐血CD34⁺细胞和外周血单核细胞分别生成人源DCP和单核细胞来源的DC(moDC)，并工程化表达人源化EVIR和IL-12。实验结果表明，人源DCP-IL-12/EVIR能有效内化GD2阳性人黑色素瘤细胞来源的EV，并增强抗原特异性T细胞应答。

特别值得注意的是，人源DCP在抗原呈递能力上优于moDC，这可能与DCP在体内能分化为经典DC1(cDC1)有关，而cDC1是已知最有效的交叉呈递DC亚群。这一发现为基于DCP的细胞治疗产品开发提供了重要依据。

安全性评估显示良好耐受性

在安全性方面，研究人员系统评估了DCP-IL-12/EVIR在小鼠中的毒性。结果显示，治疗仅引起短暂、轻度的肝酶升高，且在观察期内恢复正常，未发现明显的肾脏损伤或长期组织病变。这为后续临床研究提供了安全性方面的初步证据。

研究结论和讨论部分强调，工程化DCP-IL-12/EVIR平台通过协同利用EVIR介导的抗原摄取和IL-12的免疫调节功能，有效解决了传统DC疫苗抗原呈递效率低和肿瘤微环境抑制两大瓶颈问题。该策略的创新性在于：一方面，EVIR技术利用肿瘤源性EV作为天然抗原库，有望引发针对多种肿瘤抗原的广泛免疫应答，减少免疫逃逸；另一方面，DCP的持久植活特性确保了长期免疫监视能力。

该研究的重要意义在于为下一代DC免疫治疗提供了新范式：不再依赖体外抗原装载，而是通过工程化DC在体内主动捕获和呈递肿瘤抗原，与免疫检查点抑制剂等现有疗法形成有效组合。未来研究方向可能包括优化EVIR的靶向特异性、开发可控表达系统以及探索基于诱导多能干细胞(iPSC)的通用型DCP产品，从而推动这一策略向临床转化。