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编号:10210579
树突细胞为基础的肿瘤免疫治疗策略
http://www.100md.com 《实用医学杂志》 1999年第3期
     作者:吴 刚 韩本立 裴雪涛*

    单位:* 军事医学科学院放射医学研究所;第三军医大学第一附属医院(400000)

    关键词:

    实用医学杂志990338 树突状细胞(Dendritic cells)是专职的抗原提呈细胞(DC),在宿主的免疫反应中起着重要作用。不同的肿瘤存在肿瘤相关抗原(TAA),肿瘤自发性消失的出现证明了特异性抗肿瘤免疫的存在,但绝大多数恶性肿瘤呈进行性生长又表明免疫机制不能完全有效地保护宿主。许多证据表明免疫机制失能不是由于缺乏肿瘤抗原而是由于这些抗原不能有效提呈给T细胞产生特异性的免疫反应之故。随着DC对肿瘤抗原处理、提呈及识别的分子基础以及细胞因子在DC提呈抗原的作用的认识,许多TAA在分子水平上的确认,编码肿瘤抗原基因的发现,激活T细胞的重要因子以及DC作用机制进一步被阐明,推动了DC为基础的肿瘤免疫治疗的发展。细胞因子基因或编码肿瘤抗原基因修饰抗原提呈细胞,是当今肿瘤基因治疗中最活跃领域。
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    1 肿瘤相关抗原

    越来越多的研究证明肿瘤可能共同表达弱的TAA。Boon[1]报道每种肿瘤至少有5~10种可以被特异性CTL细胞识别的特异性标志。既然肿瘤表达激活或突变的原癌基因产物以及致瘤病毒基因产物,那么我们就可以通过增强肿瘤免疫原性的方法激发机体免疫,使这些突变基因产物成为宿主免疫系统攻击的目标。这种在多种人类肿瘤中可能存在共同潜在相关抗原的现象,对于肿瘤的免疫治疗将产生深远影响。目前发现的肿瘤相关抗原有:(1)分化抗原:MART-1/melan A,gp100,TRP-1(gp75),TRP-2等;(2)多系肿瘤抗原:如MAGE-1、MAGE-3(黑色素瘤基因家族),BAGE,GAGE-1,GAGE-2,P15等;(3)癌基因、抑癌基因(突变)产物:如P53,ras,HER-2/neu等;(4)病毒相关抗原:如HPV-E6/7等;(5)个体独特性肿瘤抗原:突变基因产物(如cdK4等)。

    2 肿瘤细胞逃避DC抗原提呈的机制
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    (1)肿瘤相关抗原被改变及封闭:肿瘤细胞TAA可能暂时性地调整其自身的TAA以逃避机体的免疫监控,或适应环境的改变。这一理论首先在小鼠白血病细胞系中得到证实。还发现,某些抗TAA的抗体可以对该TAA起封闭作用。有些人胶质细胞瘤可合成并分泌糖蛋白于肿瘤细胞表面,阻止CTL细胞识别并杀伤肿瘤;(2)肿瘤细胞低表达MHC分子:实验证明,上调MHC-I,或转染适当的MHC-I基因,可减弱其致瘤性;(3)肿瘤细胞可能缺乏共刺激分子或粘附分子:共刺激因子非特异性的、非MHC限制的信号包括B7-1、B7-2(作用于T细胞CD28受体)、ICAM-1(与T细胞的LFA-1结合)和LFA-3(与T细胞的CD2结合)等。共刺激因子与淋巴细胞相关受体互助作用提供了一个共刺激信号(第二信号)激发有效的免疫反应[2],缺乏第二信号导致T细胞无反应性(anergy)。大多数肿瘤细胞缺乏B7家族分子的表达,这就可以解释为什么在有免疫活性的宿主身上肿瘤仍能生长。将B7-1、B7-2分别或组合转染肿瘤细胞能增强肿瘤的免疫活性,阻止其生长,它们也可作为针对B7缺乏肿瘤的疫苗,转B7基因肿瘤细胞作免疫治疗能够扩增被CD+8 CTL识别的抗原肽数量,在体内可以导致肿瘤细胞被排斥。在体外可以溶解肿瘤细胞;(4)肿瘤细胞可能产生改变宿主免疫反应的因子:某些肿瘤细胞可自分泌某些细胞因子刺激自身生长,或抑制宿主对其免疫反应,从而促进肿瘤生长。IL-10、血管内皮生长因子、血小板生长因子(PDGF)、TGF-β它们可以促进新生血管生成和细胞外基质合成,抑制淋巴细胞活性来逃避免疫攻击。
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    3 DC在诱导T细胞免疫反应中的作用

    DC在免疫系统中是最有效的专职抗原提呈细胞,能在体内激活静息T细胞,从而激发初次免疫反应,如果肿瘤抗原未被DC提呈就不能激发有效的抗肿瘤免疫[3]。传统的MHC抗原的加工和提呈途径是:大多数MHC-I提呈的多肽来自细胞内抗原酶解(主要由蛋白酶体在胞质溶胶中酶解)成短肽(8~12 aa),再由抗原肽转送到粗面内质网与新生MHC-I类分子重链和β2-微球蛋白形成三聚体复合物,然后在细胞表面被CD+8 T细胞识别。而MHC-Ⅱ对细胞外抗原的加工和提呈是通过细胞外抗原被APC内噬后在内室酸变性,内体及溶酶体酶解成1条12~25(aa)的短肽并与内质网中合成后运来的MHC-Ⅱ类分子结合,再转运到APC表面为CD+4 TH细胞识别[4]

    Matthew等[5]发现DC可以有效提呈凋亡细胞的抗原,刺激MHC-I限制的CD+8 CTL,预示着对抗原摄取、提呈和识别理论上的突破,肿瘤免疫有新的发展。Specht等[6]经静脉或皮下注射(4~5)×105荷抗原的DC(Antigen-bearing)进入荷瘤小鼠,结果发现:(1)诱导特异性CTL;(2)肿瘤缩小;(3)生存期延长。基因工程疫苗诱导抗肿瘤免疫其实质是增强DC的抗原提呈功能。
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    4 肿瘤抗原装载DC的方法

    (1)抗原多肽刺激的DC:Lyerly[7]用CEA-RNA刺激自体DC,治疗消化道CEA阳性恶性肿瘤,已进入临床I期试验。目前存在:已知的抗原肽并不一定能诱导最佳的抗原肿瘤免疫反应,针对单一抗原决定簇的CTL克隆未必能诱导抗肿瘤免疫反应。因此,针对多个抗原决定簇的CTL克隆共同作用可能发挥最佳的抗肿瘤作用;(2)酸提抗原刺激的DC:用肿瘤细胞的蛋白提取物刺激DC能克服肿瘤抗原多肽刺激存在的某些不足,如无需明确肿瘤抗原,可能有多种不同的抗原刺激DC从而诱导针对不同抗原决定簇的CTL克隆等。用肿瘤细胞的膜提取物刺激DC存在的不足是:肿瘤细胞蛋白提取物中的抗原成分复杂,其中包括机体自身的正常抗原刺激DC后,免疫机体存在诱发自身免疫性疾病的潜在危险;(3)肿瘤抗原编码基因导入DC:肿瘤抗原编码基因导入后能在DC内持续表达肿瘤抗原,可以克服抗原直接刺激的DC由于抗原-MHC复合物解离或细胞MHC分子降解对其诱导T细胞免疫应答所产生的不利影响。王永红等[8]在体外用腺病毒介导肿瘤相关抗原编码基因修饰DC细胞可以表达肿瘤特导性抗原,无毒性,能有效刺激肿瘤免疫反应;(4)肿瘤mRNA刺激DC:来源于肿瘤细胞mRNA刺激的DC能诱导小鼠产生特异性的抗肿瘤免疫反应,提示用肿瘤mRNA可能替代肿瘤抗原刺激DC,用于肿瘤免疫治疗;(5)细胞因子基因修饰DC及其与肿瘤细胞融合的新型瘤苗:章卫平等[9]将GM-CSF基因修饰DC与肿瘤细胞融合,融合后的DC表达自身的表面免疫应答相关分子及分泌细胞因子,同时获得肿瘤细胞的肿瘤抗原信息,有显著的免疫治疗作用;(6)DC吞噬肿瘤细胞凋亡小体获取抗原:传统抗原提呈途径是DC摄入肿瘤细胞释放的TAA经加工成短肽,然后经MHC-Ⅱ类抗原提呈给CD+4细胞。Matthew等[5]发现DC吞噬细胞凋亡小体,通过MHC-I提呈细胞抗原诱导CD+8 CTL。证明DC能够通过MHC-I分子提呈凋亡肿瘤细胞抗原并诱导特性CD+8 CTL杀灭肿瘤细胞。
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    5 避免肿瘤逃避DC诱导之免疫反应的策略

    由于存在阻碍肿瘤特异性CTL效能的问题,需要采取如下策略:(1)动员、激活肿瘤中的免疫T细胞;(2)通过增强fas配体的表达[10]以及抑制IL-10、血管内皮生长因子的表达[11];(3)逆转下降的抗原提呈[12]

    6 DC的获取及用法

    6.1 扩增DC的方法 (1)来自骨髓CD+34祖细胞:用GM-CSF和TNF-α细胞因子定向诱导扩增骨髓或脐带血CD+34祖细胞[13]可获得分化成熟的DC。成人外周血最易获取,但需预先用G-CSF动员病人以便增加血中CD+34细胞数量;(2)来自外周血CD+14单核细胞:用GM-CSF和IL-4细胞因子诱导分化外周血CD+14细胞[14],但是需要大量的单核细胞作为开始细胞群。成熟的DC产生大量IL-12,促进Vα14NKT细胞数量增加,最终产生Vα14NKT介导的细胞毒作用[14]
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    6.2 DC注射的途径和频率 在小鼠皮下或静脉注射DC能诱导抗肿瘤免疫,在人体注射的理想途径尚待确定。浅层皮内注射DC将激活引流淋巴结中那些T细胞,激活的T细胞优先回到皮肤。因此,这个途径最有效。有资料表明皮内注射DC不仅回到脾脏而且到达肝脏引流淋巴结[15]。直接淋巴结内注射是另一种可选择的途径[16]。强烈的免疫记忆力可以减少DC注射频率,但目前关于DC致敏后T细胞免疫记忆的研究很少。MHC-Ⅱ—多肽复合物长时间维持可以促进强烈的免疫记忆,注射的DC本身就带有某种类型免疫记忆,人体研究将揭示DC致敏后免疫记忆维持多长时间,以及获得理想免疫效果而需要注射DC的频率。

    * 军事医学科学院放射医学研究所

    7 参考文献

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