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肿瘤抗原致敏树突状细胞疫苗联合免疫检查点阻滞剂治疗小鼠脑胶质母细胞瘤机制研究及相关临床试验

沈少平

肿瘤抗原致敏树突状细胞疫苗联合免疫检查点阻滞剂治疗小鼠脑胶质母细胞瘤机制研究及相关临床试验

沈少平1
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作者信息

  • 1. 中国人民解放军医学院
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摘要

研究目的: 1.探讨OK-432及肿瘤抗原致敏的树突状细胞(DC)疫苗原位注射以及联合免疫检查点阻滞剂PD-1抗体对实验动物脑胶质瘤的治疗作用,并对可能的机制进行探索。 2.根据已有的研究基础,开展DC疫苗联合免疫检查点阻滞剂PD-1抗体临床试验,并对试验进展及初步结果进行介绍。 研究方法: 1.建立小鼠胶质瘤模型,通过头磁共振(MRI)检查,观察成瘤及肿瘤变化情况,纪录小鼠的生存时间;取小鼠骨髓细胞,体外培养小鼠DC;应用肿瘤裂解物及OK-432致敏DC细胞,并评估DC功能。将成瘤的小鼠分为6组,分别为PBS皮下对照组(组1),DC疫苗皮下治疗组(组2),PBS颅内对照组(组3),DC疫苗原位治疗组(组4),PD-1单药治疗组(组5),DC疫苗原位治疗联合PD-1抗体组(组6)。观察六组小鼠肿瘤生长速度,小鼠生存时间。最后进行机制研究,通过脑组织标本行免疫组织化学染色,评估肿瘤局部淋巴细胞浸润的情况。应用AimPlex技术测定DC培养液及各组小鼠外周血细胞因子含量,评估DC疫苗的功能及对小鼠整体免疫状态的影响。 2.根据目前已有的基础实验结果开展了DC疫苗联合PD-1抗体治疗胶质母细胞瘤的临床试验,筛选符合入组标准的胶质母细胞瘤患者纳入治疗组,初步拟纳入20人。其中DC疫苗来源于外周血单核细胞诱导而成。对治疗组患者定期行磁共振检测,外周血细胞因子检测,并统计生存时间。 研究结果: 1.C57BL/6小鼠颅内造模,可以百分之百的脑内成瘤获取原位胶质瘤小鼠模型,模型小鼠第3天可以在MRI上看到成型的脑胶质瘤,其生存时间为造模后3-4周,重复性好。 2.小鼠骨髓细胞经体外诱导,可以成功诱导分化为DC细胞,幼稚DC细胞表现为CD11chigh,CD80low、CD8low、MHC-Ⅱlow;随后应用肿瘤细胞裂解物及OK-432共同致敏DC,使其成熟并获得提呈肿瘤特异性抗原的能力,此时表型为CD11c high,CD80high、CD86high、MHC-Ⅱhigh,符合成熟DC细胞的表现;与常用佐剂LPS对比,OK-432对DC细胞的刺激作用二者之间无差别。此时的DC细胞可以作为疫苗应用于肿瘤的治疗。经此方法获取的DC疫苗重复性好,DC细胞占比高,可获得稳定的成熟DC疫苗。 3.首先对比DC疫苗皮下治疗(组2)肿瘤负荷较大胶质瘤模型小鼠(即造模3天后开始治疗),并与组1进行对比,分别比较肿瘤生长速度和生存期,经对比,两组之间模型小鼠生存期无明显差异,颅内肿瘤生长速度也无明显差异。为探索有效的控制负荷较大肿瘤生长的方法,通过枕大池注射,将疫苗原位应用于颅内(组4),并与原位PBS对照组进行对比,结果显示41.2%的胶质瘤小鼠肿瘤生长减慢,在术后7天时二者肿瘤体积无明显差异,但14天及21天时,原位DC疫苗治疗组肿瘤体积明显小于对照组。为了进一步增强DC疫苗的效果,将原位DC疫苗及PD-1抗体联合治疗载瘤小鼠,结果显示,单独PD-1(组5)治疗对小鼠肿瘤无抑制作用,其肿瘤生长速度及小鼠生存时间与PBS对照组无明显差异,而二者联合治疗效果明显提高,其肿瘤生长速度虽与单独原位DC疫苗治疗组无差别,但其总体对肿瘤的抑制效果明显提高,61.5%颅内肿瘤生长速度减慢。与原位DC疫苗单药治疗相比明显提高。 4.为探索原位治疗的机制,对各组小鼠脑组织进行免疫组化染色,染色抗体包括CD3,CD4,CD8,CD11b,PD-1,经计数后发现在原位DC疫苗治疗组及联合治疗组中,CD4+T淋巴细胞及CD11b+髓系细胞明显多于其他组,二者在颅内治疗中发挥了重要作用。随后分析CD11b+髓系细胞的具体分类,对连续切片染色,CD11b+细胞表现为CD11b+anti-Ly6g-CD11c-,最终考虑这部分细胞性质为胶质瘤相关髓系细胞(glioma associated myeloid cells;GAMs);经免疫组化染色发现PD-1抗体表达阴性,因此联合PD-1抗体在抑制肿瘤进展中的作用机制仍需要进一步研究。对DC培养液进行细胞因子检测,可见成熟DC可产生大量细胞因子及趋化因子,改善肿瘤周围免疫微环境;原位DC疫苗对小鼠整体免疫的影响通过检测血清中细胞因子含量进行评估,结果发现与对照组相比,DC疫苗原位治疗组小鼠血清中IFN-γ,IL-6,IL-10含量明显增多,原位应用DC疫苗对于荷瘤小鼠的整体免疫也产生了影响。随后将治疗组中治疗有效的小鼠与无效小鼠分组研究,结果可见,在治疗有效组中IFN-γ含量明显高于治疗无效组,而治疗无效组中IL-6,IL-10含量则明显高于治疗有效组。由此可见DC疫苗在不同个体中诱导不同免疫反应,其中血清中IFN-γ分泌增多可以协同DC疫苗,达到控制肿瘤生长的目的。 5.临床试验中,按入组标准目前入组2例患者,1例复发患者生存时间为6个月,1例初发患者在术后1月快速复发后生存时间为12个月,且在疫苗治疗期间肿瘤复发进展得到一定控制。但由于目前入组人数较少,效果需进一步观察。 研究结论: 小鼠GL261脑胶质瘤原位模型侵袭性强,能够有效的模拟人脑胶质母细胞瘤,小鼠骨髓细胞诱导分化DC疫苗成熟稳定,经肿瘤抗原及OK-432刺激可获取具有递呈肿瘤特异性抗原的DC疫苗。皮下注射DC疫苗对于肿瘤负荷较大个体治疗效果差,而原位应用DC疫苗效果好,可控制部分荷瘤小鼠肿瘤的生长;而且通过联合PD-1抗体可提高疗效;通过机制显示CD4+T淋巴细胞及CD11b+髓系细胞在这一过程中发挥了重要作用,同时IFN-γ在这一过程中发挥了重要作用。但在肿瘤局部各种细胞的相互作用,及具体作用机制仍需要更深入探索。根据前期基础,开展了相关临床试验,目前已纳入2例患者,目前试验仍在开展中,但已初步看到治疗效果。

关键词

脑胶质母细胞瘤/肿瘤抗原致敏树突状细胞疫苗/免疫检查点阻滞剂/临床药理

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授予学位

博士

学科专业

神经外科学

导师

余新光

学位年度

2020

学位授予单位

中国人民解放军医学院

语种

中文

中图分类号

R73
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