一、腫瘤免疫學(xué)發(fā)展概述
腫瘤免疫學(xué)是免疫學(xué)深入到腫瘤學(xué)研究的一個分支,它是研究腫瘤的發(fā)生、發(fā)展與機(jī)體免疫的關(guān)系,以及應(yīng)用免疫學(xué)原理和手段對腫瘤進(jìn)行診斷、治療和預(yù)防的一門科學(xué)。腫瘤免疫學(xué)是免疫學(xué)中發(fā)展最快的一個分支。人類的惡性腫瘤是危害人類最嚴(yán)重的疾病之一,其死亡率居各種疾病的第二位,并且在我國仍呈上升趨勢。因此對腫瘤的研究受到廣泛重視。
腫瘤免疫的概念起源于本世紀(jì)初。1909年Ehrlich首先提出,免疫系統(tǒng)不僅負(fù)責(zé)防御微生物侵犯,而且能從肌體內(nèi)清除改變了的宿主成分⑴。此后人們認(rèn)識到癌細(xì)胞是改變了的宿主成分。本世紀(jì)中期,F(xiàn)oley證實(shí),純系小鼠誘發(fā)的腫瘤能在同系小鼠之間移植,如在腫瘤的生長過程中將移植瘤完全切除,小鼠會對再次接種的腫瘤產(chǎn)生抵抗能力,再次接種的腫瘤或者不再生長,或者長到一定的大小便自行消退。這種抗性有專一性,因?yàn)樗鼘υ俅谓臃N來源于同系動物的另一腫瘤沒有抵抗能力。實(shí)驗(yàn)說明,腫瘤確能被宿主視為'非己'而產(chǎn)生特異的免疫排斥反應(yīng)。這使人們相信機(jī)體存在著抗腫瘤免疫機(jī)制。六十年代經(jīng)Thomas、Burnet和Good等人將該觀點(diǎn)系統(tǒng)化,提出了免疫監(jiān)視學(xué)說。免疫監(jiān)視學(xué)說的中心思想是:免疫系統(tǒng)具有一個十分完備的監(jiān)視功能,能精確地分辨‘’自己'和'非己'的成分;它不僅能清除外界侵入的各種微生物,排斥同種異體移植物,而且還能消滅機(jī)體內(nèi)突變的細(xì)胞,防止腫瘤的生長,保護(hù)機(jī)體的健康。每當(dāng)免疫監(jiān)視功能由于這種或那種原因被削弱時,便為腫瘤的發(fā)生提供了有利條件;如果機(jī)體不具備免疫監(jiān)視功能,人類的腫瘤發(fā)病率會大大提高。 臨床也得到了一些支持的證據(jù)。原發(fā)和繼發(fā)的免疫缺陷病人(如:艾滋病病人、為了防止移植排斥反應(yīng)而應(yīng)用免疫抑制劑的腎移植病人等)腫瘤發(fā)生率增多。然而,其腫瘤類型僅為淋巴網(wǎng)狀腫瘤(網(wǎng)狀細(xì)胞肉瘤、淋巴肉瘤),其他腫瘤的發(fā)生率并無明顯增高。至今人們對該學(xué)說仍有爭議,腫瘤的免疫監(jiān)視學(xué)說還有待進(jìn)一步證實(shí)。七十年代層掀起一次腫瘤免疫治療高潮,是以非特異性免疫治療為主。最具代表性的是采用細(xì)菌制劑,如:卡介苗(BCG)、短小棒狀桿菌(C. Pavum)。經(jīng)過幾年的研究,除了用BCG膀胱灌注治療膀胱癌獲得明顯療效外,人們對它們逐漸失去了興趣,因?yàn)閷ζ渌[瘤遠(yuǎn)期療效并未顯著提高,甚至有些結(jié)果還不如對照組。同時因未找到人類腫瘤特異性抗原,人們對免疫治療失去了信心,隨之腫瘤免疫學(xué)界出現(xiàn)了低谷。在此期間唯有腫瘤的免疫診斷有所進(jìn)展。人們應(yīng)用血清學(xué)方法測定甲胎蛋白(AFP)或癌胚抗原(CEA)等,作為腫瘤的輔助診斷和愈后的觀察指標(biāo)。此間,我國免疫學(xué)家創(chuàng)造了應(yīng)用中藥斑蟊酊皮膚發(fā)泡獲取巨噬細(xì)胞,建立了測定巨噬細(xì)胞活性的方法,并作為腫瘤愈后的免疫指標(biāo)監(jiān)測;應(yīng)用火箭電泳動態(tài)觀察AFP的含量診斷早期肝癌獲得成功。七十年代中期單克隆抗體技術(shù)問世,人們找到了一批腫瘤相關(guān)標(biāo)志的抗體。人們將毒素、藥物或放射性元素掛在抗腫瘤單克隆抗體上,利用抗體的特異性作為生物導(dǎo)彈的導(dǎo)向系統(tǒng),治療腫瘤,試圖使治療藥物集于腫瘤區(qū)域提高治愈率,同時降低藥物對全身的損害。但是,此類腫瘤單抗往往與其他正常的組織有一定的交叉反應(yīng),并且多為鼠源性抗體,對人來說它是很好的免疫原。重復(fù)使用鼠源性單抗,人體內(nèi)會產(chǎn)生中和小鼠單抗的人源抗體,而降低了療效。由于人源的雜交瘤抗體產(chǎn)生不穩(wěn)定,所以難以獲得成功。進(jìn)入八十年代,伴隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展,許多細(xì)胞因子的基因被克隆,并且運(yùn)用基因重組技術(shù)在原核或真核細(xì)胞中進(jìn)行表達(dá),使那些在生理?xiàng)l件下難以分離的細(xì)胞因子得以大量生產(chǎn),并成為臨床制劑,促進(jìn)了腫瘤的免疫治療研究。最為典型的是Rosenberg用白細(xì)胞介素2 (IL-2)在體外活化和擴(kuò)增的淋巴細(xì)胞對腫瘤細(xì)胞有較強(qiáng)的殺傷活性,殺傷的瘤譜也較為廣泛,而且不損傷正常的淋巴細(xì)胞,它被稱為淋巴因子激活的殺傷細(xì)胞(LAK)。臨床研究中應(yīng)用體外活化和擴(kuò)增的LAK輸入病人體內(nèi)的過繼免疫治療,對黑色素瘤、腎細(xì)胞癌、淋巴瘤等有一定療效。尤其那些在常規(guī)療法不能取得療效的患者中也取得了一些部分緩解和完全緩解的病例。該研究組的另一過繼療法是腫瘤浸潤性淋巴細(xì)胞(TIL),其殺傷效率高于LAK,臨床取得同樣療效。這表明免疫療法在腫瘤的治療中可以獲得療效是不容否認(rèn)的,并且與常規(guī)療法有互補(bǔ)性,這也極大的鼓舞了腫瘤免疫學(xué)研究者。此時,再一次掀起了腫瘤免疫治療的熱潮。八十年代末期至九十年代初期對于人類腫瘤抗原、抗原的加工呈遞和T細(xì)胞識別機(jī)制的研究有了突破性進(jìn)展。基因重組細(xì)胞因子、人源化基因工程抗體已作為藥物進(jìn)入臨床應(yīng)用。樹突狀細(xì)胞的深入研究為腫瘤免疫提供了有力武器。今天已迎來了腫瘤免疫研究的春天。
二、腫瘤抗原
抗腫瘤免疫以細(xì)胞免疫為主,腫瘤只有表達(dá)特異的標(biāo)志或靶子,免疫細(xì)胞才能有識別的對象。如前所述,五十年代應(yīng)用純系小鼠早已證實(shí)了腫瘤特異性移植排斥性抗原(TSTA)。然而,早期采用血清學(xué)方法僅發(fā)現(xiàn)人類胚胎性的腫瘤相關(guān)抗原(如:甲胎蛋白AFP和癌胚抗原CEA),雖然這些抗原可誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生特異性抗體,但是卻不能誘導(dǎo)產(chǎn)生腫瘤特異性細(xì)胞毒性T(CTL)細(xì)胞介導(dǎo)的腫瘤排斥反應(yīng)。應(yīng)用單克隆抗體技術(shù)發(fā)現(xiàn)了大量腫瘤相關(guān)抗原,但它們?nèi)匀皇腔诋愒纯乖贵w識別的產(chǎn)物,不能作為腫瘤排斥抗原,然而,它們可用于腫瘤的輔助診斷和生物導(dǎo)彈的導(dǎo)向工具。人類腫瘤特異性抗原一直是困擾腫瘤免疫學(xué)界的難題。
腫瘤特異排斥性抗原是指腫瘤細(xì)胞上特異表達(dá)的能夠被T淋巴細(xì)胞識別并參與T淋巴細(xì)胞活化的分子。人類腫瘤是否存在這種抗原呢?人們探索多年的重要問題終于在八十年代末期有了答案。比利時的Thierry Boon研究組巧妙地應(yīng)用T細(xì)胞克隆技術(shù),找到了人類腫瘤抗原,進(jìn)而,運(yùn)用分子生物學(xué)方法克隆了該抗原的基因。他們首先取病人的黑色素瘤進(jìn)行體外培養(yǎng),再將已建系的MZ2-MEL瘤細(xì)胞與患者自身的淋巴細(xì)胞重復(fù)進(jìn)行淋巴細(xì)胞腫瘤細(xì)胞混合培養(yǎng)(MLTC),刺激和擴(kuò)增的細(xì)胞毒性T細(xì)胞(CTL),用有限稀釋法建立了不同的CTL克隆。用一個克隆化的CTL殺傷MZ2-MEL瘤細(xì)胞,未被殺死的殘余瘤細(xì)胞經(jīng)擴(kuò)增后再用其它CTL克隆進(jìn)行殺傷,如對前者抵抗的殘余腫瘤能被后者殺傷,說明MZ2-MEL瘤細(xì)胞存在不同的T細(xì)胞識別表位。應(yīng)用此法發(fā)現(xiàn)了MZ2-MEL瘤細(xì)胞系至少有6個不同的T細(xì)胞識別表位。進(jìn)而發(fā)現(xiàn)MAGE是一個大的基因家族,其中MAGE-1、-2、-3、-4、-6、-12基因與腫瘤密切性關(guān)。這些基因在其他多種組織來源的腫瘤也有高表達(dá),如:MAGE-1在非小細(xì)胞肺癌和乳腺癌中高表達(dá);MAGE-2在頭頸、膀胱、結(jié)直腸癌中高表達(dá),但除睪丸外其他正常組織均不表達(dá)。因此,這些基因編碼的抗原有稱為腫瘤特異性共同抗原。在此基礎(chǔ)上該研究小組用類似的方法從黑色素瘤中又分離出BAGE、GAGE基因家族及在腎癌中分離的RAGE基因家族。前兩者基因和MAGE一樣,唯一表達(dá)的正常組織是睪丸。近幾年,UGUR SAHIN等研究人員應(yīng)用腫瘤患者自身血清篩選重組cDNA表達(dá)文庫(SEREX)方法尋找腫瘤抗原。此法是提取的患者腫瘤細(xì)胞的mRNA,翻轉(zhuǎn)錄為cDNA并將它們插入噬菌體表達(dá)載體上位于b-半乳糖苷酶的a多肽基因上的多酶切點(diǎn)中,形成融合基因。當(dāng)基因重組的噬菌體復(fù)制擴(kuò)增時,腫瘤細(xì)胞表達(dá)的蛋白即以融合蛋白的形式表達(dá)于噬菌體表面。此基因文庫稱為噬菌體表達(dá)文庫。應(yīng)用腫瘤患者自身血清中存在的抗腫瘤抗體,利用抗原抗體特異性反應(yīng),結(jié)合放射性標(biāo)記或酶標(biāo)記技術(shù),篩選腫瘤細(xì)胞的cDNA表達(dá)文庫。將陽性反應(yīng)的噬菌體克隆后即獲得了相應(yīng)的基因和多肽抗原。目前用此法已找到了一批腫瘤抗原,其中也包括了應(yīng)用T細(xì)胞克隆發(fā)現(xiàn)的MAGE-1、Tyrosinase等。因此,用SEREX方法克隆的某些腫瘤抗原也可以被T細(xì)胞識別。這也說明人體內(nèi)腫瘤細(xì)胞表面存在多種腫瘤抗原或腫瘤相關(guān)抗原可被免疫系統(tǒng)識別。有趣的是用SEREX方法從食管癌中克隆的NY-ESO-1腫瘤抗原基因和從黑色素瘤中克隆的HOM-MEL-40也存在于正常睪丸轉(zhuǎn)錄的基因中,以及,在卵巢中亦有少量表達(dá)。這說明某些腫瘤與睪丸存在著共同抗原,或者說細(xì)胞癌變后可以表達(dá)生殖細(xì)胞抗原或標(biāo)志?,F(xiàn)在將這類抗原稱為腫瘤/睪丸抗原(CTAG)家族。
隨著研究的深入,人們已突破了原有觀念。原來認(rèn)為不能作為腫瘤排斥性抗原的癌胚抗原(CEA),現(xiàn)將其基因插入痘苗病毒載體后,也可作為腫瘤疫苗誘導(dǎo)腫瘤特異的CTL。
至今已發(fā)現(xiàn)了大量腫瘤排斥性抗原。按抗原的基因類型分為:靜止基因(silent gene)的表達(dá)產(chǎn)物:此類基因在正常情況下是關(guān)閉的,癌變細(xì)胞則將該基因啟動表達(dá),被T細(xì)胞視為非己物質(zhì),可產(chǎn)生排斥反應(yīng)(如MAGE)。-分化抗原基因的表達(dá)產(chǎn)物: CEA是胚胎時期表達(dá)的產(chǎn)物,出生后該基因關(guān)閉。細(xì)胞癌變后則重新開啟該基因,成為免疫系統(tǒng)識別的靶子。MART-1、tyrosinase、gp100等均為分化抗原。?癌基因的異常高表達(dá):如HER-2/neu雖然某些正常細(xì)胞也有微量表達(dá),但自身T細(xì)胞對其耐受,癌變細(xì)胞由于異常高表達(dá),打破了這種耐受,成為免疫系統(tǒng)可識別的靶子?!ネ蛔兊囊职┗虍a(chǎn)物:如突變的p53可造成其產(chǎn)物的堆積,同樣可作為免疫系統(tǒng)識別的靶子。正常細(xì)胞表達(dá)的野生型p53一般在胞外難以測出,但人為地用野生型的p53多肽免疫亦可誘導(dǎo)CTL,并能殺傷具有p53基因突變的腫瘤細(xì)胞。°突變的癌基因表達(dá)產(chǎn)物:如正常的ras基因產(chǎn)物無免疫源性,癌細(xì)胞中在編碼ras第12或61 位發(fā)生基因突變,形成具有新表位的p21ras產(chǎn)物,而被免疫系統(tǒng)識別?!廊旧w易位產(chǎn)生的融合基因產(chǎn)物:如白血病細(xì)胞的原癌基因c-abl 從9號染色體易位到22號染色體與bcr基因連接形成bcr-abl融合基因編碼210KD融合蛋白(p210 bcr-abl),這種蛋白可被T細(xì)胞識別。2致癌病毒性基因產(chǎn)物:如人乳頭瘤狀病毒(HPV)的16和18型與宮頸癌密切相關(guān),HPV16的E6、E7基因能使宮頸鱗狀上皮轉(zhuǎn)化為腫瘤細(xì)胞。而E6、E7的基因產(chǎn)物可被T細(xì)胞識別。3其他: 如MUC-I基因編碼的與細(xì)胞膜相關(guān)的粘蛋白,在某些癌細(xì)胞中高表達(dá),關(guān)鍵是糖基化不完全,而暴露出多肽骨架,成為免疫識別的靶子,并且屬于MHC非限制性的腫瘤相關(guān)抗原。從嚴(yán)格的定義來講,腫瘤抗原并不絕對是腫瘤特異性抗原(如MAGE-1正常的睪丸組織同樣表達(dá)),但對誘導(dǎo)特異性抗腫瘤免疫反應(yīng)卻是良好的腫瘤排斥性抗原,它為腫瘤的免疫治療奠定了基礎(chǔ)。
三、抗原加工和呈遞
目前,抗原呈遞細(xì)胞(antigen-presenting cell, APC)的概念也已發(fā)生了變化,除了單核-巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞等那些專職的APC,腫瘤細(xì)胞本身也是APC??乖蔬f主要有兩種形式:內(nèi)源性抗原呈遞和外源性抗原呈遞。前者主要指細(xì)胞內(nèi)自身抗原、腫瘤抗原和病毒抗原,由主要組織相容性復(fù)合物I類分子(MHC class I)途徑呈遞。胞漿內(nèi)蛋白在蛋白酶作用下降解成肽段,依次被熱休克蛋白HSP70和HSP90傳遞給膜上的TAP (tansporter associated with antigen processing) ,同時,在蛋白酶的作用下進(jìn)一步被剪切成小肽。 小肽由TAP經(jīng)HSP96傳遞給內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)新合成的MHC I類分子上,最后由MHC I類分子將結(jié)合的抗原小肽托出細(xì)胞膜外。細(xì)胞外物質(zhì)經(jīng)專職APC吞噬(phagocytosis,指顆??乖嫞╬inocytosis, 指可溶性抗原)或內(nèi)吞(endocytosis, 指抗原經(jīng)細(xì)胞上的受體導(dǎo)入胞內(nèi)),在胞內(nèi)形成吞噬體(phagosome)由主要組織相容性復(fù)合物II類分子(MHC class II)呈遞。腫瘤抗原的呈遞同樣存在上述兩種形式,腫瘤細(xì)胞本身由MHC I類分子將內(nèi)原腫瘤抗原小肽呈遞給CD8+ T細(xì)胞,而專職APC也可捕捉腫瘤釋放出的抗原,由MHC II類分子呈遞給CD4+ T細(xì)胞。近期有實(shí)驗(yàn)表明專職APC也可將捕獲的外源腫瘤抗原,由MHC I類分子呈遞給CD8+ T細(xì)胞。引人注意的是:腫瘤細(xì)胞內(nèi)已結(jié)合腫瘤抗原肽的熱休克蛋白被提取后可作為瘤苗,不受MHC限制,而誘導(dǎo)宿主產(chǎn)生的腫瘤特異的CD8+CTL卻是受MHC限制的,并且誘導(dǎo)過程中必須有專職APC參與。其可能的機(jī)制是:外來的HSP-抗原肽復(fù)合物被APC捕捉后釋放抗原肽交叉進(jìn)入自身MHCI分子呈遞過程。此外,HSP70作為腫瘤抗原呈遞分子可誘導(dǎo)自身 gdCTL。短暫熱處理可誘導(dǎo)的新鮮腫瘤細(xì)胞質(zhì)及胞膜HSP70的表達(dá),該細(xì)胞可刺激自身gdCTL殺傷瘤細(xì)胞,抗HSP70抗體處理靶細(xì)胞則抑制了gdCTL殺傷瘤細(xì)胞作用。正常細(xì)胞HSP70無此作用,因此gdCTL是通過識別HSP70-抗原肽復(fù)合物產(chǎn)生效應(yīng)。
MHC在人類稱為人白細(xì)胞抗原(HLA)。與抗原呈遞相關(guān)的主要是HLA I 類和II類分子或叫做MHC I 類和II類分子。經(jīng)典的MHC I 類分子主要是HLA-A、B、C系列,它們廣泛分布于人體有核細(xì)胞上。MHC II類分子HLA-DR、DP、DQ分布較窄,主要表達(dá)于樹突狀細(xì)胞、單核-巨噬細(xì)胞、B細(xì)胞、并指狀細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、精細(xì)胞等。近些年對其結(jié)構(gòu)有了深入了解。
MHC I 類分子是由a鏈和b2微蛋白(b2m)經(jīng)非共價連接形成的二聚體。a鏈為跨膜多肽,含有三個功能區(qū)(a1、a2、a3)。a1和a2形成'鏈內(nèi)假二聚體' ,兩個功能區(qū)均有a螺旋和b片層結(jié)構(gòu)。兩個a螺旋之間形成一溝狀結(jié)構(gòu),此溝為抗原結(jié)合部位,稱為肽結(jié)合槽。該槽一般容納的抗原為8-10個氨基酸組成的小肽。溝底部為8條b片層鏈(a1和a2功能區(qū)各4條),肽結(jié)合槽的底部有6個小凹(pockets),凹A和凹F位于槽的兩端,富含保守氨基酸,這些氨基酸大多帶極性側(cè)鏈分別于抗原肽的N末端氨基和C末端羧基形成氫鍵,將抗原肽固定在槽中。凹B、凹C、凹D和凹E分別與抗原肽的氨基酸側(cè)鏈結(jié)合,這些小凹富含多態(tài)性氨基酸,決定肽與MHC I類分子結(jié)合的特異性。MHC I類分子主要將抗原呈遞給CD8+ T細(xì)胞。
MHC II類分子由兩條結(jié)構(gòu)相似的跨膜多肽a鏈和b鏈以非共價鍵連接組成。a1和b1各自盤繞共同形成結(jié)合抗原肽的溝槽。由于其兩頭開放,因此所容納的抗原肽較長,即小肽的兩端可成游離態(tài)。該槽與小肽結(jié)合的其他基本特點(diǎn)與MHC I 類分子相同。MHC II類分子主要將抗原呈遞給CD4+ T細(xì)胞。
腫瘤抗原基因所編碼的多肽一般含有多個抗原表位,由MHC I類分子結(jié)合并能誘導(dǎo)CTL的小肽是其中極小部分。MHC不同的細(xì)胞可表達(dá)同一腫瘤抗原,如MAGE-3抗原即可被HLA-A1呈遞,又可被HLA-A2呈遞,但所呈遞的抗原小肽不同,它們代表著同一抗原的不同表位,這些小肽即屬于MHC限制性抗原小肽。某一特定型別的MHC I類分子可與多種不同的肽結(jié)合,但這些不同的氨基酸有共同特點(diǎn),即某些位置總是某一種或很少幾種具有相似側(cè)鏈/或化學(xué)性質(zhì)的氨基酸。它們對肽與某一特定MHC I類分子之間的結(jié)合起決定作用。這些位置上的氨基酸殘基為錨定殘基(anchor residues)。錨定殘基一般為2~3個,其中一個總是在肽的羧基端(C末端)。C末端氨基酸殘基在MHC I類分子中相當(dāng)保守。目前已知的MHC I類分子結(jié)合肽中,95% C末端殘基為Ile、Val、Arg、Lys、Tyr和Phe。不同的MHC I類分子,其結(jié)合肽的錨定殘基氨基酸性質(zhì)不同。這種特定的氨基酸組成順序稱為MHC I類分子等位基因特異性基序(allele-specific consensus motif)或肽結(jié)合基序(peptide-binding motif)。對于已知氨基酸序列的抗原,根據(jù)肽結(jié)合基序可預(yù)測被CTL識別的表位。實(shí)驗(yàn)證實(shí)有些預(yù)測完全正確,但也有些MHC I類分子限制性抗原肽與上述特異性基序不一致,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)除錨定殘基外還有一些氨基酸在特定型別的MHC I類分子結(jié)合肽的某些位置上出現(xiàn)的頻率比較高。這些位置上的氨基酸對肽與MHC I類分子之間的結(jié)合不是必須的,卻可不同程度地增加二者的親和力。根據(jù)它們影響程度的大小分別稱為輔錨定殘基(auxiliary anchor residues)和優(yōu)選殘基(preferred residues)。此外還有一些氨基酸如果出現(xiàn)在肽鏈的某一位置,則阻礙肽鏈與MHC I結(jié)合。有了上述理論的依托,人們可以預(yù)測腫瘤抗原表位,人工合成腫瘤抗原小肽用于腫瘤的免疫治療。目前已鑒定出一批與人MHC I類分子結(jié)合的腫瘤抗原小肽,用人工合成的一些抗原小肽,在臨床研究中已產(chǎn)生效果。
粘蛋白MUC-I作為腫瘤抗原與前面所述的不同,它激活T細(xì)胞不受MHC限制。粘蛋白MUC-I,又稱為上皮細(xì)胞粘蛋白(epithelial cell mucin)、多肽性上皮粘蛋白(polymorphic epithelial mucin)或episialin。MUC-I表達(dá)于腺上皮細(xì)胞,通過其羧基端的疏水性穿膜區(qū)與細(xì)胞膜連接,其胞外區(qū)很長,由1000~2200個氨基酸組成。正常情況下,MUC-I粘蛋白高度糖基化,在腺上皮細(xì)胞的分布局限于細(xì)胞的頂部,即朝向腺腔的部分。而腺癌細(xì)胞MUC-I粘蛋白表達(dá)量明顯增加,除細(xì)胞頂外其他部位細(xì)胞膜均有表達(dá),并且其糖基化不完全,從而暴露出蛋白的多肽骨架,成為免疫攻擊的靶位。從腺癌病人淋巴結(jié)引流液分離到的CTL,為ab CD8+T細(xì)胞,但其并不是識別MHC I類分子呈遞的8~12個氨基酸的短肽,而是直接識別粘蛋白核心骨架上的以20個氨基酸為一重復(fù)序列的多肽。當(dāng)同一個T細(xì)胞上的多個T細(xì)胞受體(TCR)分子以有序的方式同時與粘蛋白上多個重復(fù)序列單位結(jié)合,導(dǎo)致TCR交聯(lián)而活化T細(xì)胞,此時T細(xì)胞的激活不需要MHC分子的參與。 四、 T細(xì)胞識別與共刺激分子
T細(xì)胞通過T細(xì)胞受體TCR和CD3復(fù)合物對抗原進(jìn)行識別。T細(xì)胞所識別的是MHC I或II類分子和被呈遞抗原肽的復(fù)合物。單純的抗原肽是不能直接被T細(xì)胞識別。由MHC I呈遞抗原肽時,其a3功能區(qū)與T細(xì)胞表面的CD8分子相互作用,CD8分子同時還與部分a2功能區(qū)結(jié)合。由MHC II呈遞抗原肽時,其a2和b2功能區(qū)還與T細(xì)胞表面的CD4分子相互作用。
T細(xì)胞識別機(jī)制另一個重要的進(jìn)展是共刺激分子的研究。T細(xì)胞的活化除了上述識別條件外,還必須有共刺激分子(costimulator)參與。在T細(xì)胞激活誘導(dǎo)階段缺乏共刺激信號,不僅不能活化T細(xì)胞,還會引起T細(xì)胞克隆特異性無反應(yīng)性,導(dǎo)致免疫耐受。不同的細(xì)胞系統(tǒng)傳遞共刺激信號的分子有所不同。其中包括:B淋巴細(xì)胞激活抗原(B7)、細(xì)胞間粘附分子(ICAMs)、淋巴細(xì)胞功能相關(guān)抗原(LFA-3)、血管內(nèi)皮粘附分子(VCAM-1)、熱穩(wěn)定抗原(HSA),以及近期發(fā)現(xiàn)的4-1BB等。它們與其相應(yīng)的配體結(jié)合,發(fā)揮共刺激作用。八十年代末至九十年代初期共刺激分子B7在腫瘤免疫研究中較為深入和廣泛。
共刺激分子B7為44-54kD的糖蛋白,屬于免疫球蛋白超家族成員。最初發(fā)現(xiàn)于活化的B細(xì)胞上,它也表達(dá)于樹突狀細(xì)胞、活化的巨噬細(xì)胞上。除B細(xì)胞來源的腫瘤外,其他腫瘤很少表達(dá)B7。共刺激分子的缺乏也是腫瘤的弱免疫原性的重要因素。B7又分為B7-1(又名為CD80)和B7-2(又名為CD86),兩者僅有25%氨基酸同源。APC活化時,B7-2表達(dá)早于 B7-1。B7有兩種受體存在于T細(xì)胞表面,CD28低親和力受體和CTLA4高親和力受體。CD28亦是免疫球蛋白超家族成員,是分子量為44kD的同源二聚體,在95%的CD4+T淋巴細(xì)胞、50%CD8+T淋巴細(xì)胞及CD4+ CD8+雙陽性的胸腺細(xì)胞表面皆有組成性表達(dá)。CTLA4為CD28的同源分子,他們共表達(dá)于活化的T細(xì)胞表面。CTLA4雖然表達(dá)量比CD28少,但它與B7的親和力是CD28的20倍。B7:CD28通路為IL-2的產(chǎn)生提供了關(guān)鍵信號。B7 傳導(dǎo)陽性或陰性信號決定與其結(jié)合的配基,與T細(xì)胞上的CD28結(jié)合產(chǎn)生陽性信號,增強(qiáng)免疫應(yīng)答;B7與CTLA4結(jié)合則產(chǎn)生陰性信號,封閉了CD28依賴的T細(xì)胞激活,下調(diào)免疫反應(yīng)。在腫瘤免疫中共刺激信號的傳遞有不同方式:1. 反式共刺激(Trans-costimulation):由腫瘤細(xì)胞的MHC I類分子呈遞抗原小肽直接刺激T細(xì)胞上的TCR.,同時由與T細(xì)胞緊密接觸的B7+專職APC提供旁共刺激信號。2. 順式共刺激(Cis-costimulation):將B7基因?qū)肽[瘤細(xì)胞,禰補(bǔ)了所缺乏的共刺激信號,提高了腫瘤的免疫原性,從而可誘導(dǎo)宿主特異性抗腫瘤免疫。3. 間接順式共刺激(Transfer cis-costimulation):腫瘤細(xì)胞脫落的抗原可被專職的抗原呈遞細(xì)胞(巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞)捕捉,這些外源性多肽亦可經(jīng)MHC I 類分子呈遞給T細(xì)胞。但其效率遠(yuǎn)低于對內(nèi)原性抗原的呈遞。此時需要大量抗原才可誘導(dǎo)MHC I 類分子限制性CTL。已被活化的CTL在殺傷腫瘤的效應(yīng)階段不再需要共刺激分子的協(xié)同。4-1BB/4-1BBL共刺激途徑是近幾年發(fā)現(xiàn)的,4-1BB (CDw137) 是腫瘤壞死因子受體超家族成員,主要表達(dá)于T細(xì)胞上。其高親和力配體4-1BBL 表達(dá)于APC細(xì)胞,如巨噬細(xì)胞和活化的B細(xì)胞。4-1BBL或抗4-1BB抗體與T細(xì)胞的4-1BB結(jié)合后可誘導(dǎo)T細(xì)胞的活化與增殖。4-1BB和CD28 共刺激途徑在活化T細(xì)胞抗腫瘤效應(yīng)方面具有協(xié)同作用。小鼠實(shí)驗(yàn)表明:體內(nèi)應(yīng)用抗4-1BB單克隆抗體可根除免疫原性差的Ag104A肉瘤和高成瘤性的P815肥大細(xì)胞瘤已建立的大腫瘤。
五、 腫瘤免疫效應(yīng)機(jī)制
機(jī)體有多種抗腫瘤免疫機(jī)制。其中包括細(xì)胞免疫和體液免疫,又可分為特異性免疫和非特異性免疫。該方面的研究也有較多的進(jìn)展。
(一) 細(xì)胞免疫
抗腫瘤免疫是以細(xì)胞免疫為主,其中具有免疫記憶功能和特異性的主要是T細(xì)胞,因此,一直受到人們的重視,而非特異性抗腫瘤免疫細(xì)胞自然殺傷細(xì)胞(NK)和 gd T淋巴細(xì)胞也日益受到人們的重視。 1、T 細(xì)胞:T 細(xì)胞主要有兩類,CD4+ T 輔助細(xì)胞和CD8+ 細(xì)胞毒性T 細(xì)胞。它們均表達(dá)CD3標(biāo)志,主要產(chǎn)生特異性免疫,如前面所述其活化是受MHC限制的。CD4+ T細(xì)胞在接受專職APC上的MHC抗原復(fù)合物和共刺激分子雙重信號后,細(xì)胞發(fā)生克隆性增值,并釋放出多種細(xì)胞因子,其中主要為:白細(xì)胞介素2(IL-2)、g干擾素(INF-g)、腫瘤壞死因子(TNF)和淋巴毒素(LT)。這些因子在調(diào)節(jié)、活化細(xì)胞毒性 T 細(xì)胞(CTL)、巨噬細(xì)胞(M?)、B細(xì)胞的抗腫瘤效應(yīng)中起重要作用。CD8+ CTL 也是在雙重信號作用下被活化和克隆增值。已活化的細(xì)胞毒性T 細(xì)胞在殺傷腫瘤的效應(yīng)階段則不需要共刺激分子的輔助。CTL須與靶細(xì)胞直接接觸才能產(chǎn)生殺傷作用。
目前研究認(rèn)為,CTL有三種:CD3+CD4-CD8+TCRab、CD3+CD4+CD8-TCRab 和CD3+CD4-CD8-TCRgd。其殺傷作用方式也有三種:① CTL與靶細(xì)胞接觸產(chǎn)生脫顆粒作用,排出穿孔素(perferin)插入靶細(xì)胞膜上,并使其形成通道,而粒酶(granzymes)、TNF、分泌性ATP等效應(yīng)分子進(jìn)入靶細(xì)胞,導(dǎo)致其死亡。其中穿孔素造成靶細(xì)胞膜損傷,粒酶使DNA斷裂,引起細(xì)胞凋亡(PCD)。② CTL激活后表達(dá)FasL(Fas配體),它可被釋放到胞外與靶細(xì)胞表面的Fas分子結(jié)合,傳導(dǎo)死亡信號進(jìn)入胞內(nèi),活化靶細(xì)胞內(nèi)的DNA降解酶,引起靶細(xì)胞凋亡。激活白介素1b轉(zhuǎn)換酶(ICE)或與ICE相關(guān)的蛋白酶,引起細(xì)胞凋亡。③上述兩種方式共存。
CD8+CTL是體內(nèi)數(shù)量最多的CTL亞群,也是最主要的效應(yīng)細(xì)胞。其殺傷活性約2/3來自于穿孔素途徑,而Fas/FasL誘導(dǎo)PCD約占1/3。CD4+CTL在體內(nèi)少于CD8+CTL,對其細(xì)胞毒機(jī)制尚無統(tǒng)一認(rèn)識,對于穿孔素和Fas/FasL誘導(dǎo)PCD途徑既有支持證據(jù),又有不支持的結(jié)果。gd T淋巴細(xì)胞在外周血淋巴細(xì)胞中僅占1%-10%,具有細(xì)胞毒活性的比例更低。gdCTL殺傷途徑與NK相似,即通過穿孔素途徑非特異性殺傷靶細(xì)胞,是否有其他途徑尚待研究。由于其殺傷靶細(xì)胞是非MHC限制性的,所以逐漸被重視。
2、NK細(xì)胞:自然殺傷細(xì)胞(NK)是淋巴細(xì)胞的亞群,約占外周血淋巴細(xì)胞的15%。其特征是無TCRab或gd基因重組,不表達(dá)TCR/CD3和BCR。一般用于鑒定NK細(xì)胞的標(biāo)志是CD56+、CD16+、CD3-。前兩者在少數(shù)T細(xì)胞亦有表達(dá),某些粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞也表達(dá)CD16。來自于外周血的NK細(xì)胞不經(jīng)活化即可殺傷某些腫瘤細(xì)胞,并且不受MHC限制。NK細(xì)胞殺傷瘤譜非常窄,只是對少數(shù)血液來源的腫瘤有效。如K562人紅白血病細(xì)胞系是NK殺傷敏感細(xì)胞株,通常作為實(shí)驗(yàn)室測定NK活性的靶細(xì)胞。當(dāng)NK細(xì)胞被IL-2、IFN-g等因子活化后,其殺傷瘤譜和殺傷效率大幅度提高。NK識別不需要靶細(xì)胞表達(dá)MHC I類分子,甚至,自身靶細(xì)胞MHC I類分子可抑制NK細(xì)胞對其殺傷。NK細(xì)胞的活性受活化性和抑制性受體所調(diào)節(jié)。NK細(xì)胞活化性受體(Killer-cell activatory receptor,KARs)包括FcRⅢ(屬Ig超家族)和NKR-P1(存在于大鼠和小鼠中,屬于C性凝集素超家族),分別結(jié)合靶細(xì)胞上的IgFc區(qū)域和糖基配體,觸發(fā)NK細(xì)胞的殺傷作用。人類NK細(xì)胞活化性受體尚無明確的分子。NK細(xì)胞抑制性受體(Killer-cell inhibitory receptor,KIRs),若與自身靶細(xì)胞上的MHC I類分子及自身多肽形成的復(fù)合物結(jié)合時,則關(guān)閉NK細(xì)胞的殺傷作用。而外來細(xì)胞上的MHC I類分子不能被NK細(xì)胞抑制性受體所識別,不能抑制NK細(xì)胞對其殺傷。人類NK細(xì)胞表面分子P58、HP3E4和NKB1具有KIR特征。NK細(xì)胞釋放的殺傷介質(zhì)穿孔素、NK細(xì)胞毒因子(NKCF)、TNF等使靶細(xì)胞溶解破裂。NK細(xì)胞還可以通過人抗腫瘤抗體IgG1和IgG3作為橋梁,其Fab端特異性識別腫瘤,F(xiàn)c段與NK細(xì)胞FcRgⅢa結(jié)合,產(chǎn)生抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒(ADCC)作用,并且,IL-2和IFN-g可增強(qiáng)該效應(yīng)。目前,NK細(xì)胞識別靶細(xì)胞機(jī)制仍有許多問題有待解決,其特異性是如何產(chǎn)生的及其信號傳導(dǎo)途徑機(jī)制尚不清楚。
3、巨噬細(xì)胞:在抗腫瘤免疫中,巨噬細(xì)胞具有抗原呈遞功能,參與調(diào)節(jié)特異性T細(xì)胞免疫。未活化的巨噬細(xì)胞對腫瘤細(xì)胞無殺傷作用,活化后作為效應(yīng)細(xì)胞產(chǎn)生非特異性殺傷和抑制腫瘤作用,它可產(chǎn)生多種殺傷靶細(xì)胞的效應(yīng)因子,其中包括:超氧化物、一氧化氮、TNF及溶酶體產(chǎn)物等。巨噬細(xì)胞還可通過ADCC途徑殺傷靶細(xì)胞。過渡活化的巨噬細(xì)胞可抑制淋巴細(xì)胞的增殖,抑制NK和CTL抗腫瘤活性。這種抑制性巨噬細(xì)胞是否為巨噬細(xì)胞的不同分化階段,還是其中的亞類尚不清楚。近期還發(fā)現(xiàn)腫瘤宿主中骨髓來源的粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞的前體CD34+細(xì)胞具有天然的抑制活性。腫瘤產(chǎn)生的許多因子,如:IL-4, IL-6, IL-10, MDF, TGF-b, PGE2, and M-CSF 能夠逆轉(zhuǎn)和抑制活化巨噬細(xì)胞的細(xì)胞毒活性,誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞的抑制活性。這種抑制活性可被維生素D3逆轉(zhuǎn)。
4、樹突狀細(xì)胞(DC):DC也是近幾年研究的熱點(diǎn)。誘導(dǎo)T細(xì)胞抗腫瘤免疫它是最強(qiáng)的APC。未成熟的DC可以通過吞噬顆粒物質(zhì),胞飲可溶性物質(zhì),以及借助受體內(nèi)吞來捕捉抗原。它能夠吞噬凋亡細(xì)胞,并經(jīng)過加工處理后由MHC I類分子交叉呈遞給CD8+T細(xì)胞(以往認(rèn)為:捕獲的抗原只能由MHC II類分子呈遞給CD4+T細(xì)胞)。這種作用與DC表達(dá)avb5整合素(alphavbeta5 integrin )和CD36相伴隨。隨著DC的成熟,這些受體和吞噬能力依次被下調(diào)。巨噬細(xì)胞吞噬凋亡細(xì)胞能力強(qiáng)于DC,但在表達(dá)的受體中缺乏avb5整合素,不能象DC那樣交叉呈遞所吞噬的凋亡細(xì)胞成分。因此,在對于外來捕獲抗原的交叉呈遞,avb5整合素可能起決定性作用。在體外單核細(xì)胞經(jīng)某些因子刺激下可轉(zhuǎn)為DC,更為引人注意的是Lactoferin陽性的中性粒細(xì)胞前體細(xì)胞與GM-CSF、IL-4、TNF-a培養(yǎng)后可以轉(zhuǎn)化為DC,對可溶性抗原呈遞能力比新分離的單核細(xì)胞強(qiáng)10000倍。近期研究證實(shí)DC可分泌的exosomes(外泌小體)或稱為dexosomes的小體具有抗原呈遞密切相關(guān)的MHC I、II類分子和共刺激分子。IL-10、IL-12、IFN-g可促進(jìn)DC分泌exosomes。動物實(shí)驗(yàn)表明:腫瘤抗原多肽致敏的骨髓DC制備的exosomes可在體內(nèi)誘導(dǎo)高水平腫瘤特異性CTL,治愈荷瘤小鼠,它有望成為一種新型的腫瘤疫苗。
?。ǘ?、體液免疫及細(xì)胞因子
在抗腫瘤免疫中,體液免疫不占主導(dǎo)地位??贵w結(jié)合補(bǔ)體后的溶瘤作用,以及依賴抗體的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒(ADCC)作用,是人們早已了解的抗腫瘤中的作用方式。八十年代至今伴隨著生物工程的發(fā)展,已發(fā)現(xiàn)了大批細(xì)胞因子,并在原核系統(tǒng)或真核系統(tǒng)中進(jìn)行表達(dá)。它們在抗腫瘤免疫及其調(diào)節(jié)中具有重要作用,如干擾素(IFN)、白細(xì)胞介素(IL)、腫瘤壞死因子(TNF)、各種造血相關(guān)細(xì)胞因子等。
1、干擾素(IFN):IFN可分為a、b和g。IFN-a、b有廣譜抗病毒作用,促進(jìn)多數(shù)細(xì)胞MHC I類分子的表達(dá),提高巨噬細(xì)胞、NK細(xì)胞、CTL抗腫瘤作用。IFN-g它可上調(diào)多種細(xì)胞MHC I、II類分子表達(dá),上調(diào)血管內(nèi)皮細(xì)胞ICAM-1的表達(dá)。IFN對多種腫瘤近期療效較好,如毛細(xì)胞白血病、慢性髓樣白血病、淋巴瘤、Kaposi氏肉瘤、皮膚瘤、腎肉瘤、神經(jīng)膠質(zhì)瘤、和骨髓瘤等。IFN可抑制腫瘤細(xì)胞增殖,誘導(dǎo)NK、CTL等殺傷細(xì)胞,協(xié)同IL-2增強(qiáng)LAK活性,上調(diào)瘤細(xì)胞上的MHC I類分子表達(dá),增強(qiáng)對殺傷細(xì)胞的敏感性。但是,有一個不容忽視的現(xiàn)象,即IFN-g處理的某些腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移活性增強(qiáng)。
2、腫瘤壞死因子(TNF):分為兩種,TNF-a又稱為惡質(zhì)素;TNF-b又稱為淋巴毒素(LT)。兩者都是同源3聚體。TNF是重要的炎癥因子,與敗血癥休克、發(fā)熱、多器官衰竭、惡病質(zhì)相關(guān)。它們在體內(nèi)外均能殺死某些瘤細(xì)胞,或抑制其增殖,激活免疫細(xì)胞攻擊腫瘤,增強(qiáng)IL-2依賴的胸腺細(xì)胞,T細(xì)胞增殖能力,促進(jìn)IL-2、CSF、IFN-g等淋巴因子產(chǎn)生,干擾腫瘤血液供應(yīng)。它的許多功能與IL-1相同。另一方面,TNF又可促腫瘤有絲分裂,腫瘤擴(kuò)散,血管生成和惡液質(zhì)。約50%腫瘤本身可產(chǎn)生TNF,這種內(nèi)源性TNF可改變腫瘤對外源TNF的敏感性。
3、白細(xì)胞介素(Interleukin、IL):目前,已發(fā)現(xiàn)和命名的白細(xì)胞介素有18種,它們均為糖蛋白。其中IL-2、4、7、12、15、18在抗腫瘤免疫或輔助腫瘤治療中具有重要作用,簡介如下。
IL-2:促進(jìn)T、B細(xì)胞增殖、分化產(chǎn)生細(xì)胞因子;促CTL、NK和LAK細(xì)胞增殖、提高殺傷活性;高劑量可激活巨噬細(xì)胞。
IL-7:促前T 、B細(xì)胞、胸腺細(xì)胞和T增殖;誘導(dǎo)LAK活性。
IL-12:協(xié)同IL-2促CTL、NK細(xì)胞分化;促B細(xì)胞Ig產(chǎn)生和類型轉(zhuǎn)換。
IL-18:促進(jìn)外周血單個核細(xì)胞產(chǎn)生IFN-g 、增強(qiáng)NK細(xì)胞毒作用和GM-CSF產(chǎn)生降低IL-10產(chǎn)生,增強(qiáng)Th1細(xì)胞由FasL介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用。
4.造血相關(guān)的細(xì)胞因子
集落刺激因子(CSF):其中包括粒細(xì)胞集落刺激因子(G-CSF)、巨噬細(xì)胞集落刺激因子(M-CSF)、粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞集落刺激因子(GM-CSF)、多能細(xì)胞集落刺激因子(multi-CSF或IL-3)、紅細(xì)胞生成素(EPO)、干細(xì)胞生長因子(SCF)、血小板生成素(TPO),他們主要促進(jìn)不同類型血細(xì)胞的增值、分化。其中G-CSF、GM-CSF、EPO基因工程產(chǎn)品已作為正式藥品進(jìn)入市場。其他幾種因子也在進(jìn)行臨床實(shí)驗(yàn)研究,并將陸續(xù)進(jìn)入市場。此類因子在癌癥中主要用于防止和對抗放療、化療造成各種血細(xì)胞的下降。近期,在體外用GM-CSF與IL-4、TNF-a協(xié)同擴(kuò)增樹突狀細(xì)胞,富集抗原后作為腫瘤疫苗,臨床研究已顯示出良好應(yīng)用前景。
六、 影響腫瘤免疫機(jī)制
理論上講人體每天都有大量細(xì)胞發(fā)生突變。但只有極少數(shù)的細(xì)胞能夠繼續(xù)分裂生長,并且逃脫免疫系統(tǒng)的監(jiān)視和攻擊而形成腫瘤。只有真正明了其中的原因,才能尋找出對抗腫瘤的策略。目前,人們已發(fā)現(xiàn)了各種各樣影響腫瘤免疫的因素。
1、腫瘤細(xì)胞的弱免疫原性:免疫原是指能誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答的物質(zhì),通常免疫原的來源與應(yīng)答者之間在種系進(jìn)化過程中相距越遠(yuǎn),免疫原性就越強(qiáng),如細(xì)菌、病毒等對于人體來講就具有強(qiáng)的免疫原性。但腫瘤來源于機(jī)體自身突變的細(xì)胞,大部分的成分與機(jī)體正常細(xì)胞的成分相同,只有極少數(shù)異常表達(dá)的蛋白質(zhì)和畸形多糖具有免疫原性。從早期的研究中人們就了解到,致瘤病毒誘發(fā)的腫瘤免疫原性最強(qiáng),化學(xué)致癌物誘導(dǎo)的腫瘤免疫原性次之,動物自發(fā)性腫瘤的免疫原性最弱。由于腫瘤細(xì)胞之間也存在免疫原性不同的差異,那些免疫原性較強(qiáng)的腫瘤可以誘導(dǎo)有效的抗腫瘤免疫應(yīng)答,易被機(jī)體消滅,而那些免疫原性相對較弱的腫瘤則能逃脫免疫系統(tǒng)的監(jiān)視而選擇性地增殖,這一過程稱為免疫選擇,經(jīng)過不斷的選擇,腫瘤的免疫原性越來越弱??鼓[瘤抗體與腫瘤細(xì)胞表面抗原復(fù)合物的內(nèi)化或脫落的這種抗原調(diào)變(antigenic modulation)作用,致使腫瘤抗原減少,免疫原性減弱。腫瘤細(xì)胞表面抗原還可被某些分子所遮蓋,如包括唾液酸在內(nèi)的粘多糖,腫瘤細(xì)胞表面通常比正常細(xì)胞表面表達(dá)更多的糖脂和糖蛋白。MHC I類分子遞呈功能的缺乏常常是導(dǎo)致腫瘤免疫逃逸的主要原因之一,可由MHC I類分子mRNA轉(zhuǎn)錄水平的降低,基因組的丟失,b2微球蛋白基因的突變等引起。Restifo等人研究了大量人腫瘤細(xì)胞系,發(fā)現(xiàn)這些細(xì)胞內(nèi)抗原加工和呈遞所必需的LMP-1、LMP-2、TAP-1、TAP-2四種蛋白的mRNA表達(dá)低下或無法測出。還有人測定了76例宮頸癌TAP-1的表達(dá),其中37例無TAP-1表達(dá)。這具有一定的普遍意義。IFN-g處理的腫瘤細(xì)胞可逆轉(zhuǎn)上述缺陷。共刺激分子的缺乏也是腫瘤逃逸的原因。研究較多的是共刺激分子B7。它主要表達(dá)在激活的B細(xì)胞表面。在樹突狀細(xì)胞、IFN-g激活的巨噬細(xì)胞上等也有B7分子表達(dá),而在腫瘤細(xì)胞表面的表達(dá)缺如。腫瘤細(xì)胞可以通過其表面的MHC分子將腫瘤抗原直接遞呈給T細(xì)胞,由于缺乏共刺激信號,不能激活T細(xì)胞,相反卻誘導(dǎo)產(chǎn)生了T細(xì)胞耐受。T細(xì)胞除可能被腫瘤誘導(dǎo)產(chǎn)生免疫耐受外,還可能出現(xiàn)克隆刪除。FasL或Fas抗體與細(xì)胞表面的Fas分子結(jié)合會誘導(dǎo)該細(xì)胞的凋亡。T細(xì)胞表面一般都表達(dá)Fas分子,有些腫瘤細(xì)胞會表達(dá)FasL,它們與浸潤到腫瘤周圍的T細(xì)胞上的Fas結(jié)合,導(dǎo)致這些T細(xì)胞的凋亡。
2、T細(xì)胞缺陷:長期以來,研究人員還發(fā)現(xiàn)腫瘤宿主的T細(xì)胞在體外對有絲分裂原的反應(yīng)性降低,體內(nèi)的遲發(fā)性超敏反應(yīng)也降低。近些年來研究表明這是由于腫瘤宿主的T細(xì)胞缺陷所致。MHC分子遞呈的抗原肽與T細(xì)胞受體結(jié)合后需經(jīng)TCR/CD3以及一系列信號傳導(dǎo)系統(tǒng),最后才能激活相關(guān)的基因而發(fā)揮生物學(xué)功能。CD3分子由g、d、e、z和h五種鏈組成,與TCR共價連接,腫瘤患者T細(xì)胞CD3分子的z鏈常常表達(dá)下降,且信號傳導(dǎo)過程中涉及到的p56lck和p59fyn等分子的表達(dá)也會出現(xiàn)異常,這都會導(dǎo)致T細(xì)胞的活化障礙。這種T細(xì)胞障礙在體外用CD3和CD28分子的單抗以及IL-2刺激,可以使之恢復(fù)。
3、抑制性T細(xì)胞(Ts):目前尚無證據(jù)表明Ts是T細(xì)胞的亞類。以前認(rèn)為Ts屬于CD8+T細(xì)胞,目前對抑制性T細(xì)胞的認(rèn)識有所變化,也更加復(fù)雜化。它既可以是CD8+T細(xì)胞也可來自CD4+T細(xì)胞。一些Ts作用是抗原非特異性的,如CD4+Th1和Th2輔助性T細(xì)胞各自產(chǎn)生細(xì)胞因子非特異性地抑制對方。腫瘤宿主可增強(qiáng)這種非特異性免疫抑制。Ts通過釋放的可溶性TCR,可溶性IL-2受體,及免疫抑制因子(如TGF-b、IL-10等)抑制抗腫瘤免疫。Ts也可以是高度抗原特異性的。一些研究表明:抗原特異性抑制是由細(xì)胞毒性T細(xì)胞介導(dǎo)的,它們識別輔助性T細(xì)胞TCR上的獨(dú)特決定族,并且破壞這些細(xì)胞。另一些研究證實(shí):CD4+ Th1細(xì)胞毒性細(xì)胞識別APC上的抗原,并破壞APC。還有研究證實(shí):分離荷瘤宿主體內(nèi)激活的 gdT細(xì)胞,體外培養(yǎng)后產(chǎn)生抑制CTL活性的CTL-抑制因子(CTL-IF)。
4、抑制性巨噬細(xì)胞(sM?):過渡活化的巨噬細(xì)胞可抑制淋巴細(xì)胞的增殖,抑制NK和CTL抗腫瘤活性。sM?是否為巨噬細(xì)胞的分化階段,還是其中的亞類尚不清楚。
5、抗原呈遞功能障礙:研究表明荷瘤宿主外周血獲得的抗原呈遞專職細(xì)胞DC往往對抗原呈遞有障礙。而取自荷瘤宿主骨髓細(xì)胞在體外與GM-CSF、IL-4、TNF-a共同培養(yǎng)擴(kuò)增的DC抗原呈遞功能良好,表明腫瘤宿主的DC可能從骨髓釋放到體內(nèi)的成熟過程中受到了荷瘤宿主體內(nèi)某些因素的干擾而削弱了對腫瘤抗原的呈遞作用。
6、免疫抑制因子:帶瘤動物和腫瘤患者的免疫抑制狀態(tài)??呻S腫瘤的切除而消失。經(jīng)檢測,多種動物和人類腫瘤的提取物、血清及建系的腫瘤細(xì)胞培養(yǎng)上清中存在免疫抑制因子,主要有TGF-b,IL-10和PGE2等。細(xì)胞因子在免疫網(wǎng)絡(luò)中的作用也是極其復(fù)雜的。一種因子可有多重作用,如IL-1、TNF-a和IFN-g既有促進(jìn)抗腫瘤的作用,又有促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移和發(fā)展的一面。 TGF-b:轉(zhuǎn)化生長因子b (transforming growth factor-b),是迄今發(fā)現(xiàn)的最強(qiáng)的腫瘤誘導(dǎo)產(chǎn)生的免疫抑制因子,多種腫瘤分泌TGF-b,在很多腫瘤的宿主血漿中也發(fā)現(xiàn)有TGF-b。TGF-b在動物實(shí)驗(yàn)中能促進(jìn)腫瘤的侵犯和轉(zhuǎn)移。它能對抗IL-2引起的免疫刺激作用,抑制NK和LAK細(xì)胞的活性,IL-2受體的表達(dá),抗原特異CTL的誘導(dǎo)產(chǎn)生及T、B細(xì)胞的增殖反應(yīng)。有些腫瘤分泌TGF-b的量還與它們的進(jìn)展和預(yù)后有關(guān),分泌TGF-b多的腫瘤患者預(yù)后較差。用TGF-b的抗體或TGF-b反義核酸處理能中和TGF-b的抑制作用,在動物實(shí)驗(yàn)中能降低腫瘤的轉(zhuǎn)移能力。
IL-10:機(jī)體的免疫功能通過正向和負(fù)向調(diào)節(jié)兩方面彼此協(xié)調(diào),相互制約而取得自穩(wěn),T輔助細(xì)胞就可以分為兩個亞群Th1和Th2,Th1亞群的細(xì)胞主要分泌IL-2和INF-g,具有正向調(diào)節(jié)功能,Th2細(xì)胞主要分泌IL-4和IL-10等,具有負(fù)向調(diào)節(jié)功能。IL-10是一種重要的負(fù)向調(diào)節(jié)因子,在很多人類腫瘤中都有過量表達(dá),如腎癌、結(jié)腸癌、乳腺癌、胰腺癌、黑色素瘤及神經(jīng)母細(xì)胞瘤等。IL-10的過量分泌會導(dǎo)致負(fù)向調(diào)節(jié)功能增強(qiáng),打破機(jī)體的平衡。
PGE2:PGE2是免疫反應(yīng)的生理調(diào)節(jié)因子,活化的巨噬細(xì)胞和許多腫瘤產(chǎn)生前列腺素,如人的乳腺癌,頭頸部癌中的PGE2水平明顯增高。PGE2能引起免疫抑制。它能誘導(dǎo)產(chǎn)生抑制性T細(xì)胞和抑制性巨噬細(xì)胞,降低LAK細(xì)胞的活性,抑制CD3單抗誘導(dǎo)的T細(xì)胞增殖等。上面提到人的腫瘤細(xì)胞表面的MHC分子表達(dá)的下降和缺失是腫瘤免疫逃逸的因素之一,而PGE2能下調(diào)癌細(xì)胞表面的HLA-DR分子。在體內(nèi)和體外的實(shí)驗(yàn)中,用PGE2合成的抑制劑可以增強(qiáng)抗腫瘤免疫反應(yīng)。PGE2所產(chǎn)生的抑制作用是與計量相關(guān)的,在高劑量時通常呈現(xiàn)免疫抑制作用,而抗體的產(chǎn)生,Th的產(chǎn)生是需要低劑量的PGE2。
七、 腫瘤的免疫診斷
由于單克隆抗體技術(shù)的發(fā)展,結(jié)合放射免疫測定(ridioimmunoassay,RIA)酶免疫測定(enzyme immunoassay)免疫熒光測定(Immunofluorescence assay,IFA),腫瘤的免疫診斷被廣泛研究。所檢測腫瘤的靶抗原五花八門,可以是細(xì)胞的分化表型(淋巴瘤,白血病的分期),抗體的獨(dú)特型表位(B細(xì)胞腫瘤),胚胎性抗原(CEA消化道腫瘤、AFP肝癌),各種腫瘤相關(guān)性抗原(c-erbB-2/P185乳腺癌、卵巢癌,MUC-I腺癌),細(xì)胞的正常產(chǎn)物(PSA前列腺癌,P53多種癌)。然而,絕大多數(shù)的測定是作為腫瘤輔助診斷,判斷腫瘤的轉(zhuǎn)歸、復(fù)發(fā)意義較大,極少作為腫瘤的早期診斷。
值得重視的是放射免疫指導(dǎo)外科(radioimmunoguided surgery,RIGS)。腫瘤外科手術(shù)有些難以確定腫瘤的浸潤的深度,具體邊緣及隱藏的部分。RIGS 恰好能解決上述難題。該方法是將標(biāo)記放射性同位素標(biāo)記的腫瘤相關(guān)抗原的抗體,注射到體內(nèi)進(jìn)行顯像分析,它可以準(zhǔn)確定位腫瘤浸潤的范圍。它是目前腫瘤定位顯像最好的方法。經(jīng)美國FDA批準(zhǔn)已將該方法用于人結(jié)直腸癌、肺癌、卵巢癌、前列腺癌的臨床研究,其中包括了基因工程單鏈抗體(single chain Fv,scFv)的應(yīng)用。一般抗體均大于150KD,不易滲透到組織中,而鼠源抗體用于人體易產(chǎn)生人抗鼠Ig抗體。應(yīng)用基因工程技術(shù)產(chǎn)生的單鏈抗體是由Ig重鏈可變區(qū)(VH)和輕鏈可變區(qū)(VL)通過一段小肽連接在一起的重組蛋白。分子量僅為27KD,免疫原性降低,易于進(jìn)入瘤組織,血中半衰期短,易于清除,無Fc段不會與具有Fc受體的正常細(xì)胞結(jié)合,并且易于產(chǎn)業(yè)化。為了提高顯像效果Nieroda 用生物反應(yīng)調(diào)節(jié)劑 g-干擾素與同位素標(biāo)記抗體同時使用,促使腫瘤細(xì)胞自身抗原呈遞作用增強(qiáng),在細(xì)胞表面提供更多的靶抗原,結(jié)果明顯增強(qiáng)了顯像效果。
八、 腫瘤的免疫治療
?。ㄒ唬?、細(xì)胞過繼免疫治療
腫瘤免疫治療的復(fù)蘇開始于八十年代中期。如第一節(jié)概述中所提到的Rosenberge用LAK和TIL細(xì)胞過繼免疫治療腫瘤,在腫瘤研究領(lǐng)域引起轟動。1985年,他首次報道了應(yīng)用LAK和IL-2聯(lián)合靜脈輸注治療25例常規(guī)療法治療無效的晚期腫瘤病人,11例治療有效腫瘤明顯縮小,其中一例黑色素瘤完全緩解。此后又開創(chuàng)了TIL過繼免疫治療。但是,其代價昂貴,LAK、TIL治療劑量高達(dá)1x1010-1x1011細(xì)胞,IL-2每日輸入高達(dá)1x107國際單位。主要的副作用來自大量使用IL-2引起的毛細(xì)血管滲漏性綜合癥。八十年代末LAK、TIL風(fēng)暴席卷了我國,此間嘗試了各種治療方案,其中包括異體LAK、胎兒LAK、腫瘤局部注射,協(xié)同其他生物反應(yīng)調(diào)節(jié)劑(BRM)、化療藥物等降低IL-2使用劑量。至今,除了LAK、TIL以外還報道了A-LAK(粘附性LAK)、CD3AK(IL-2和抗CD3抗體共同誘導(dǎo)激活淋巴細(xì)胞)、TAK(在前者基礎(chǔ)上加入腫瘤抗原提取物)、CIK(多種細(xì)胞因子誘導(dǎo)的殺傷細(xì)胞)等。從臨床療效來看,這些方法對癌性腹水治療效最好,對黑色素瘤、腎癌、淋巴瘤有效率一般為20-30%,對于其他腫瘤的療效相對較低。這種生物治療的優(yōu)點(diǎn)是:體外誘導(dǎo)效應(yīng)細(xì)胞避開了腫瘤宿主存在免疫抑制,易于活化和擴(kuò)增?;罨臍?xì)胞在體內(nèi)可以產(chǎn)生抗腫瘤效應(yīng),并且與現(xiàn)在的常規(guī)治療方法有互補(bǔ)性。其缺點(diǎn)是:不能產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),制備繁瑣,質(zhì)量控制較難,成本高,治療有效的瘤譜不夠廣泛。
?。ǘ⒅亟M細(xì)胞因子治療
由于生物工程的發(fā)展,生理?xiàng)l件下難以獲得的細(xì)胞因子可以被大量生產(chǎn)。有一批基因重組細(xì)胞因子已成為正式的藥物,與腫瘤治療相關(guān)的有IFN、IL-2、G-CSF、GM-CSF,并有大量的基因重組細(xì)胞因子在進(jìn)行臨床研究。IFN-a是最早進(jìn)入臨床的基因重組細(xì)胞因子,對毛細(xì)胞白血病的緩解率可達(dá)60%-90%。對于慢性白血病、淋巴瘤、Kaposi氏肉瘤、急性白血病、多發(fā)行骨髓瘤、神經(jīng)膠質(zhì)瘤、腎細(xì)胞癌的部分和完全緩解率分別可達(dá)50%、37%、26%、24%、20%、17%、16%。1989年Rosenberg總結(jié)了單獨(dú)使用rIL-2治療的130例腫瘤患者,對于黑色素瘤、腎細(xì)胞癌的有效率分別為24%和22%,對其他腫瘤無明顯療效。骨髓移植配合低計量IL-2皮下注射可降低血液惡性腫瘤的復(fù)發(fā)率。有關(guān)細(xì)胞因子聯(lián)合應(yīng)用(rIL-2 x rIFN-a、rIL-2 x rTNF-a),以及聯(lián)合化療治療腫瘤的結(jié)果尚不統(tǒng)一,既有協(xié)同增強(qiáng)療效的結(jié)果,也有無差異的結(jié)果。G-CSF和GM-CSF對于腫瘤患者主要用于化療所至粒細(xì)胞減少和骨髓移植。目前GM-CSF還用于DC的擴(kuò)增以及協(xié)同瘤苗使用。IL-1是天然的內(nèi)熱源、TNF-a 又是惡質(zhì)素,臨床實(shí)驗(yàn)毒副作用較高,基礎(chǔ)研究表明兩者也有促進(jìn)某些腫瘤發(fā)展或轉(zhuǎn)移的作用。一般認(rèn)為IL-12是較好的抗腫瘤免疫因子,臨床研究顯示具有抗腫瘤療效,但是還沒有使人感到驚奇的結(jié)果。IL-15和IL-18是有潛在的臨床應(yīng)用前景的新細(xì)胞因子,有待于進(jìn)行臨床研究。
?。ㄈ?、基于抗體的免疫治療
生物導(dǎo)彈是一個理想的思路,應(yīng)用毒素、放射性同位素、化療藥物與腫瘤相關(guān)抗體連接由靜脈注入體內(nèi),使藥物集中于瘤內(nèi),既增強(qiáng)療效又減少對機(jī)體的毒副作用。但是體內(nèi)實(shí)驗(yàn)與理想的結(jié)果差距較大,關(guān)鍵問題是抗體與正常組織的交叉反應(yīng),以及鼠源單克隆抗體在人體內(nèi)易產(chǎn)生人抗鼠Ig的抗體。對于后者人們通過基因工程方法構(gòu)建單鏈抗體,它比抗體分子小6倍,易于進(jìn)入瘤組織,消弱了免疫原性。近期抗腫瘤血管生成治療腫瘤是研究熱點(diǎn)之一。動物模型中用抗血管生成因子(FGF-B、VEGF)抗體封閉血管內(nèi)皮生長因子取得了抑制腫瘤生長作用,此法有待于臨床驗(yàn)證。根據(jù)4-1BB/4-1BBL共刺激通路,應(yīng)用抗4-1BB抗體在小鼠體內(nèi)可直接活化T細(xì)胞,根除某些已種植的大腫瘤,此方法尚需進(jìn)一步擴(kuò)大研究??筫rbB-2癌基因產(chǎn)物抗體作為生物藥品已進(jìn)入市場,配合化療用于抗腫瘤治療,獲得較好療效。
?。ㄋ模?、免疫基因治療
體內(nèi)注射大劑量重組細(xì)胞因子時可獲得一定療效,但是也可以產(chǎn)生嚴(yán)重的毒副作用,如IL-1、IL-2、TNF-a、IFN。采用細(xì)胞因子基因?qū)朊庖咝?yīng)細(xì)胞(如TIL)雖然分泌量不大卻能提高體內(nèi)抗腫瘤免疫效應(yīng)。也有將細(xì)胞因子、共刺激分子等基因通過重組病毒、脂質(zhì)體、基因槍直接導(dǎo)入體內(nèi)的腫瘤組織中進(jìn)行表達(dá),其中包括多基因?qū)?,本質(zhì)是利用原位腫瘤誘導(dǎo)抗腫瘤免疫,方法簡便、經(jīng)濟(jì)。如將異體HLA-B7/b2-為球蛋白基因經(jīng)陽離子脂質(zhì)體包裹后,注射于黑色素瘤局部,在四個I期臨床研究中36%產(chǎn)生作用,19%誘發(fā)全身抗腫瘤反應(yīng),對于其他腫瘤臨床效果不明顯。也有將細(xì)胞因子基因?qū)胝<?xì)胞,如纖維母細(xì)胞,以及裸基因直接肌肉注射或通過基因槍導(dǎo)入體內(nèi),并持續(xù)表達(dá)細(xì)胞因子,免除體內(nèi)反復(fù)注射細(xì)胞因子。在已種植腫瘤的小鼠模型中應(yīng)用基因槍將IL-2、 IL-4、IL-6、IL-12、IFN-g、TNF-a 或GM-CSF導(dǎo)入表皮細(xì)胞,其中IL-12最為有效。美國匹茲堡大學(xué)癌癥研究所,用IL-12基因轉(zhuǎn)染的人成纖維細(xì)胞注入體內(nèi),在33例腫瘤患者中12例在2-3個月內(nèi)腫瘤明顯縮小。
?。ㄎ澹?、腫瘤疫苗
腫瘤疫苗是主動免疫的主要內(nèi)容,分為細(xì)胞瘤苗、亞細(xì)胞瘤苗、分子瘤苗和基因瘤苗四種類型。
1. 細(xì)胞瘤苗:
細(xì)胞瘤苗是一種最古老的瘤苗,但仍有優(yōu)越性,因?yàn)樽泽w腫瘤細(xì)胞包容了所有自身腫瘤抗原。早期的細(xì)胞瘤苗只將腫瘤細(xì)胞用射線或化療藥物滅活,一般只配合佐劑卡介苗(BCG)使用,臨床效果參差不齊,遠(yuǎn)期療效多數(shù)不理想。九十年代初,Schriimacher應(yīng)用禽類新城雞溫病毒(NDV)處理自身瘤細(xì)胞瘤苗已在臨床上沿用至今,在小鼠淋巴瘤模型中NDV瘤苗可防止50%的腫瘤轉(zhuǎn)移,臨床研究中明顯延長了生存期。應(yīng)用NDV起到了較好的佐劑效應(yīng),對人體無不良反應(yīng)。近期正在研究NDV細(xì)胞瘤苗結(jié)合雙功能抗體(抗NDV上的凝血素神經(jīng)氨酶HN x CD28、HN x CD3)的抗腫瘤效果。同期,我國錢振超教授應(yīng)用NDV細(xì)胞瘤苗同時加入中藥莪術(shù)提取物 b-欖香烯處理,動物實(shí)驗(yàn)有明顯抗腫瘤效果,臨床應(yīng)用也取得了一定療效。近些年轉(zhuǎn)基因細(xì)胞瘤苗研究較多,其中轉(zhuǎn)導(dǎo)的基因包括:IL-1、IL-2、IL-4、IL-6、IL-7、IL-12、TNF-a、G-CSF、GM-CSF、IFN-g基因;共刺激分子(B7-1、B7-2、)基因;同種異體抗原(HLA-B7)基因等。因腫瘤和宿主的情況不同,以及方法學(xué)的差異,結(jié)果不一致,其中IL-2、IL-12、GM-CSF、HLA-B7基因轉(zhuǎn)導(dǎo)的瘤苗效果相對較好。另一策略是去除腫瘤的免疫抑制,提高免疫效果。如應(yīng)用IL-2基因和TGF-b反義基因聯(lián)合導(dǎo)入的腫瘤疫苗能有效激活免疫系統(tǒng)和抑制腫瘤生長。采用APC細(xì)胞(B細(xì)胞、DC)與腫瘤細(xì)胞融合相當(dāng)于多基因轉(zhuǎn)導(dǎo),可彌補(bǔ)腫瘤細(xì)胞中抗原呈遞功能的缺陷,補(bǔ)充了共刺激分子。用該融合細(xì)胞免疫動物可治愈已形成的親代腫瘤。我國學(xué)者用GM-CSF基因轉(zhuǎn)導(dǎo)的DC與腫瘤細(xì)胞融合免疫效果更佳。
2.亞細(xì)胞瘤苗
細(xì)胞瘤苗必須經(jīng)過可靠的滅活才能用于免疫,否則會產(chǎn)生種植。從實(shí)體瘤分離完整的細(xì)胞需要用酶進(jìn)行消化,得率較低。而直接裂解細(xì)胞,獲取細(xì)胞粗提成分極為簡單,進(jìn)入體內(nèi)也更安全。如應(yīng)用同種異體黑色素瘤細(xì)胞裂解物在I、II期臨床研究中客觀反應(yīng)率達(dá)20%,長期存活達(dá)8%。國內(nèi)學(xué)者應(yīng)用IL-2基因重組痘苗病毒轉(zhuǎn)染小鼠黑色素細(xì)胞瘤,將其裂解的沉淀物作為瘤苗治療荷瘤鼠,明顯延長了生存期。
近期發(fā)現(xiàn)DC分泌的exosomes(外泌小體)屬于亞細(xì)胞結(jié)構(gòu),具有多種抗原呈遞分子和T細(xì)胞共刺激分子。腫瘤抗原肽刺激的DC產(chǎn)生的exosomes能夠呈遞腫瘤抗原,活化CTL,抑制和根除已建立的小鼠腫瘤,所以exosomes瘤苗極具發(fā)展?jié)摿Α?br>
3.分子瘤苗:
伴隨著腫瘤抗原、抗原呈遞、T細(xì)胞識別機(jī)制研究的突破性進(jìn)展,分子瘤苗發(fā)展極快。根據(jù)抗體與抗原的影響關(guān)系,制備抗腫瘤原獨(dú)特型的抗抗體,作為獨(dú)特型瘤苗,在臨床上也見到一定療效,單克隆抗體在人體應(yīng)用的共同問題是產(chǎn)生中和抗體,所以單區(qū)抗體、人源化抗體特型瘤苗也在研究中。為增強(qiáng)免疫效果將抗體與大分子載體(KLH等)偶聯(lián),以及與免疫增強(qiáng)因子合用更為有效。T細(xì)胞識別的MHC I分子呈遞的小肽一般僅有八九個氨基酸。腫瘤抗原小肽用酸性液體可從腫瘤細(xì)胞上洗脫。將抗原小肽與APC(B細(xì)胞、DC)共育后,使小肽富集在APC上,該細(xì)胞在體內(nèi)外均可誘導(dǎo)顯著的抗腫瘤免疫作用。富集小肽的DC在體內(nèi)用量小而效率高。對已知序列的抗原小肽可用人工合成方法獲取,溶于DMSO溶劑中直接注入體內(nèi)可誘導(dǎo)抗腫瘤免疫反應(yīng)。但是,也有實(shí)驗(yàn)表明:單純注入腫瘤抗原肽可誘導(dǎo)免疫耐受,促進(jìn)腫瘤發(fā)展。用DC呈遞這些小肽,可獲得較好的免疫效果,在體外也可從健康人周血淋巴細(xì)胞中誘導(dǎo)出腫瘤特異的CTL。國外一研究組用多種抗原肽或腫瘤提取物處理DC治療16例黑色素瘤,其中11例出現(xiàn)腫瘤抗原特異的遲發(fā)超敏反應(yīng)(DTH),2例部分緩解,3例完全緩解。對于激素治療無法控制的33例前列腺癌,應(yīng)用HLA-A2限制性前列腺特異的膜抗原PSM-P1 和 PSM-P2處理的DC治療后,陽性反應(yīng)率為30%,其中6例部分緩解,2例完全緩解。有效率達(dá)24%。腫瘤抗原肽可以產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),不會有腫瘤種植的危險,不存在腫瘤細(xì)胞的抑制成分。缺點(diǎn)是此類抗原肽是受MHC限制的,MHC I分子相同的患者才能用同一種小肽,并且已知抗原肽尚少,對不均一的腫瘤,缺乏免疫所用抗原肽的腫瘤,便會逃避免疫的攻擊。隨著T細(xì)胞識別腫瘤抗原表位的不斷發(fā)現(xiàn),合成肽疫苗的應(yīng)用會不斷擴(kuò)大。腫瘤細(xì)胞內(nèi)的HSP(HSP70、HSP90、HSPgp96)參與抗原的加工處理,它們結(jié)合了所有的腫瘤抗原肽。將結(jié)合腫瘤抗原肽的HSP提取后,作為瘤苗,可活化腫瘤特異性CD8+CTL,產(chǎn)生抗腫瘤作用。由于HSP不具多肽性,因此,這種疫苗不受MHC限制。 也有人證實(shí)從腫瘤中純化的HSP70或HSP70高表達(dá)腫瘤免疫后,在體外可擴(kuò)增出大量高殺傷活性的 CD4-、 CD8-、TCRgd+ T細(xì)胞,此殺傷細(xì)胞不受MHC限制,正常細(xì)胞的HSP70則不能產(chǎn)生該反應(yīng),所以它們識別的是HSP70與抗原復(fù)合物。由于腫瘤不表達(dá)或低表達(dá)MHC I 、II類分子,因此HSP-多肽復(fù)合物誘導(dǎo)抗腫瘤免疫倍受關(guān)注。
4.基因瘤苗
基因瘤苗在臨床研究中也初見端苗,以往認(rèn)為不能作為腫瘤排斥性抗原的CEA,將其基因插入痘苗病毒進(jìn)行體內(nèi)免疫可以誘導(dǎo)CTL殺傷CEA陽性的腫瘤細(xì)胞。把已知T細(xì)胞識別的腫瘤抗原小肽基因串聯(lián)在一起插入病毒載體也是一種較好的瘤苗方式。用癌基因erbB2/neu質(zhì)粒DNA免疫小鼠可將降低erbB2/neu高表達(dá)腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移?;蛞呙绲膬?yōu)點(diǎn)是:基因疫苗在體內(nèi)可以不斷產(chǎn)生抗原刺激免疫系統(tǒng);易于誘導(dǎo)CTL;基因疫苗不與染色體DNA整合,使用安全;攝入DNA不能使宿主產(chǎn)生抗DNA抗體;可大量生產(chǎn),不需低溫保存。缺點(diǎn)是:目的基因表達(dá)水平不理想;長期低水平表達(dá)抗原可能引起免疫耐受。目前研究表明單純腫瘤抗原基因或腫瘤抗原肽直接體內(nèi)免疫均不如導(dǎo)入DC和富集于DC后作為瘤苗效果好。
九、 展望
近十余年,伴隨著分子生物學(xué),生物工程,免疫學(xué)基礎(chǔ)理論的發(fā)展,腫瘤免疫學(xué)已成為最活躍的生命科學(xué)研究領(lǐng)域之一。其中揭示了人類腫瘤抗原,豐富了腫瘤抗原加工、呈遞和識別的基礎(chǔ)知識。T細(xì)胞、NK、DC的研究有了重要進(jìn)展?;蚬こ炭贵w進(jìn)入臨床研究。細(xì)胞過繼免疫治療、細(xì)胞因子治療、免疫基因治療,腫瘤疫苗的臨床研究持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。這些生物療法已顯示出與傳統(tǒng)常規(guī)手術(shù)、放療、化療三大療法的互補(bǔ)性。在二十一世紀(jì)生物治療必將得到突破性發(fā)展,并成為治療腫瘤的常規(guī)療法。
目前,腫瘤免疫學(xué)中尚有很多未知的機(jī)制需要探討,腫瘤的免疫診斷和免疫治療方面的難題有待于解決。免疫監(jiān)視學(xué)說的證據(jù)尚不充分。人們不再懷疑腫瘤細(xì)胞上存在能被免疫系統(tǒng)識別的靶抗原,然而,天然狀態(tài)下為什么免疫系統(tǒng)不能有效地控制腫瘤的發(fā)展?為什么免疫治療僅對少數(shù)類型腫瘤有效?如何確定免疫治療的適應(yīng)癥?機(jī)體的免疫細(xì)胞和免疫因子通常具有雙重作用,在機(jī)體的免疫網(wǎng)絡(luò)的調(diào)節(jié)中極為復(fù)雜,如何去除免疫抑制,提高抗腫瘤免疫反應(yīng),防止負(fù)反饋調(diào)節(jié)?現(xiàn)在人們還沒有完美的答復(fù)。 腫瘤免疫學(xué)的發(fā)展為腫瘤的免疫診治和預(yù)防奠定了基礎(chǔ)。下一個世紀(jì),在腫瘤的診斷方面,基因診斷方法有可能會超過免疫學(xué)方法的運(yùn)用。但是,對于腫瘤分泌或脫落的物質(zhì),取材于血液、尿液、各種分泌液的免疫診斷仍有較大的發(fā)展?jié)摿?,有些是基因診斷無法替代的。放射免疫指導(dǎo)外科(radioimmunoguided surgery)會不斷擴(kuò)大,成為影像定位診斷的最佳手段,基因工程抗體在該領(lǐng)域會形成產(chǎn)業(yè)。腫瘤抗原基因或相關(guān)基因會大量挖掘出來,對腫瘤的診斷和治療會更為準(zhǔn)確和有效。腫瘤抗原基因芯片和腫瘤抗原多肽芯片可能問世。基因重組細(xì)胞因子、過繼免疫治療、腫瘤疫苗、免疫基因治療將被廣泛應(yīng)用。腫瘤的綜合治療必將成為主流,生物治療將成為腫瘤治療的常規(guī)療法,它與目前手術(shù)、放療、化療三大常規(guī)療法有明顯的互補(bǔ)性,其抗腫瘤的特異性和免疫記憶是其它方法所不能比擬的。在防止腫瘤復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移方面免疫治療的地位更為重要。在21世紀(jì)腫瘤免疫學(xué)必然會產(chǎn)生突破性進(jìn)展,為腫瘤的防治做出巨大貢獻(xiàn)。
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摘自《中華腫瘤網(wǎng)》
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