腫瘤細(xì)胞免疫治療的研究進(jìn)展

陳琪綜述　周黎明審閱

(四川大學(xué)華西基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與法醫(yī)學(xué)院12級(jí)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)基地班，四川 成都　610041)

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腫瘤細(xì)胞免疫治療的研究進(jìn)展

陳琪綜述周黎明△審閱

(四川大學(xué)華西基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與法醫(yī)學(xué)院12級(jí)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)基地班，四川 成都610041)

摘要腫瘤細(xì)胞免疫治療近年來受到越來越多的關(guān)注，相關(guān)領(lǐng)域發(fā)表的專業(yè)論著也逐年增多。作為一種新興的腫瘤治療模式，腫瘤細(xì)胞免疫治療的安全性高，療效顯著。除了可直接發(fā)揮抗腫瘤的作用外，腫瘤細(xì)胞免疫治療還可以通過糾正機(jī)體免疫功能低下，增強(qiáng)機(jī)體抗腫瘤細(xì)胞的免疫功能而兼顧治療與保健的雙重療效。本文將就腫瘤細(xì)胞免疫治療的發(fā)展史、原理及其研究現(xiàn)狀和對(duì)未來的展望進(jìn)行簡要的概述。

關(guān)鍵詞：腫瘤；免疫治療；細(xì)胞治療

1前言

腫瘤細(xì)胞免疫治療是一種運(yùn)用生物技術(shù)和生物制劑分離，體外激活并回輸患者自身或同種異體的腫瘤特異性或非特異性殺傷細(xì)胞的新型治療方法。目前治療性的細(xì)胞包括：T淋巴細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞(Natural killer cell，NK)、細(xì)胞因子誘導(dǎo)的殺傷細(xì)胞(Cytokine-induced killer，CIK)、樹突狀細(xì)胞(Dendritic cell，DC)以及DC-CIK 等。腫瘤細(xì)胞免疫療法是繼手術(shù)、放療和化療之后的第四大腫瘤治療技術(shù)。

2腫瘤細(xì)胞免疫治療的發(fā)展史

1890年開展的COLEY毒素的治療為腫瘤細(xì)胞免疫治療的研究埋下了伏筆。隨著Ehrlich提出的免疫監(jiān)視學(xué)說(1909年)逐漸得到學(xué)界廣泛的認(rèn)可和接受，腫瘤細(xì)胞免疫治療擁有了愈加堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)[1]。隨后，60年代，科學(xué)家們研究發(fā)現(xiàn)卡介苗可用于腫瘤細(xì)胞免疫治療，并在1976年嘗試將其用于膀胱癌的治療。Steinman等在1973年發(fā)現(xiàn)樹突狀細(xì)胞(DC)，并于80年代后逐步用于臨床,在此基礎(chǔ)上，2010年美國FDA批準(zhǔn)了sipuleucel-T(又稱Provenge)用于無癥狀或輕微癥狀的轉(zhuǎn)移性去勢拮抗性前列腺癌的治療。70年代單克隆抗體的發(fā)現(xiàn)和在特異性診斷中的迅速應(yīng)用，使腫瘤細(xì)胞免疫治療的研究進(jìn)入了一個(gè)新的階段。到2000年，單克隆抗體已經(jīng)廣泛用于多種惡性腫瘤的分子靶向治療[2-3]。20世紀(jì)90年代，細(xì)胞因子治療開始成為腫瘤細(xì)胞免疫治療的主流，隨后以腫瘤特定多肽為主的疫苗治療的研究也得到了長足的發(fā)展。經(jīng)歷了多年的發(fā)展，腫瘤細(xì)胞免疫治療的內(nèi)容不斷豐富，相關(guān)技術(shù)不斷成熟。Baum認(rèn)為，未來10年60%的腫瘤患者將主要接受免疫治療[4]。

3腫瘤細(xì)胞免疫治療的原理與應(yīng)用

3.1T淋巴細(xì)胞免疫治療

按照在免疫應(yīng)答中功能的不同，我們常常將T淋巴細(xì)胞分為：輔助性T細(xì)胞(Helper T cells，Th)、細(xì)胞毒性T細(xì)胞(Cytotoxic T cells，Tc或CTL)、效應(yīng)性T細(xì)胞(Effector T cells，Te)和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Regulatory cells，Tregs)。其中，前兩者在腫瘤細(xì)胞免疫治療中占有重要地位。輔助性T細(xì)胞，又稱為CD4+T細(xì)胞，可直接對(duì)腫瘤產(chǎn)生細(xì)胞毒作用，且在無CD8+T細(xì)胞的情況下依舊具有抑制腫瘤的能力。CD4+T細(xì)胞的腫瘤殺傷作用主要是通過IFN-γ依賴的機(jī)制介導(dǎo)的：(1)IFN-γ介導(dǎo)產(chǎn)生氧衍生物和NO對(duì)腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞毒作用；(2)主要組織相容性復(fù)合體(Major histocompatibility complex，MHC)的表達(dá)上調(diào),對(duì)腫瘤細(xì)胞的識(shí)別和清除增強(qiáng)；(3)內(nèi)源性抗原提呈機(jī)制改變；(4)腫瘤血管生成被抑制[5]。細(xì)胞毒性T細(xì)胞可以通過釋放穿孔素或顆粒酶導(dǎo)致攜帶特異性抗原的腫瘤細(xì)胞溶解或凋亡。其殺傷力較強(qiáng)，可反復(fù)殺傷靶細(xì)胞，而且在殺傷靶細(xì)胞的過程中本身不受損傷。相關(guān)研究證實(shí)，單獨(dú)應(yīng)用CTL進(jìn)行腫瘤免疫治療的療效過短，通過聯(lián)合化療藥物可以獲得理性的治療效果[6]。

近年來，嵌合抗原受體T細(xì)胞免疫療法(Cheimeri antigen receptor T-cell immunotherapy，CAR-T)的研究迅速發(fā)展，作為一種新興的腫瘤過繼免疫療法[7]，它利用基因工程技術(shù)，將逆轉(zhuǎn)錄病毒和慢病毒載體、轉(zhuǎn)座系統(tǒng)或直接將mRNA轉(zhuǎn)導(dǎo)到T細(xì)胞內(nèi)，使T細(xì)胞獲得識(shí)別特異性腫瘤細(xì)胞的能力，并激活T細(xì)胞殺死腫瘤細(xì)胞的嵌合抗體，通過將這些T細(xì)胞回輸至患者體內(nèi)，使患者的免疫系統(tǒng)獲得特異性識(shí)別和殺傷腫瘤的能力[8]。CAR-T的核心作用元件是嵌合抗原受體(CAR)，它由T細(xì)胞受體(T cell receptor，TCR)的胞內(nèi)信號(hào)區(qū)(如CD3ζ和CD28)、跨膜區(qū)以及胞外抗原結(jié)合區(qū)組成，其胞外區(qū)負(fù)責(zé)抗原的識(shí)別[9]。由于CAR可賦予T細(xì)胞人類白細(xì)胞抗原(Human leukocyte antigen，HLA)非依賴的方式識(shí)別腫瘤抗原的能力，這使得經(jīng)過CAR改造的T細(xì)胞相較于天然T細(xì)胞表面受體TCR能夠識(shí)別更加廣泛的靶目標(biāo)。目前，該免疫療法在晚期難治性白血病和淋巴瘤患者中進(jìn)行的早期臨床試驗(yàn)已經(jīng)顯示出令人欣慰的效果[10-11]。最近，Sloan-Kettering紀(jì)念醫(yī)院用CAR-T細(xì)胞治療了16例難治復(fù)發(fā)的急性淋巴細(xì)胞白血病(B-ALL)者。其中，14例患者出現(xiàn)了完全緩解，緩解率達(dá)88%；即便是Ph染色體(Philadelphia chromosome，費(fèi)城染色體)陽性的高危患者，仍能取得同樣的效果[12]。越來越多的臨床試驗(yàn)結(jié)果表明，CAR-T細(xì)胞腫瘤免疫治療具有其他免疫治療無法替代的優(yōu)越性，是治療惡性腫瘤的有效手段。

3.2自然殺傷細(xì)胞(Natural killer cell，NK)免疫治療

自然殺傷細(xì)胞由CD56brightNK細(xì)胞亞群和CD56dimNK細(xì)胞亞群組成。在外周血中，前者占大約10%，其細(xì)胞表面具有高表達(dá)的殺傷細(xì)胞免疫球蛋白樣受體(Killer-immunoglobulin receptors，KIRs)[13]，由于NK細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的識(shí)別作用主要依賴于細(xì)胞表面活化性受體和抑制性受體的交叉相互調(diào)控[14]，因而CD56brightNK細(xì)胞亞群作為直接殺傷靶細(xì)胞的主力軍來發(fā)揮作用。然而，與健康人體內(nèi)的正常NK細(xì)胞相比，腫瘤組織中浸潤的NK細(xì)胞的殺傷能力顯著下降。原因主要涉及NK細(xì)胞亞群比例失調(diào)、NK細(xì)胞表面激活受體與抑制受體比例失調(diào)以及與腫瘤殺傷相關(guān)的細(xì)胞因子(如IFN-γ)分泌量下降等原因。有研究表明，殺傷能力強(qiáng)的CD56dimNK細(xì)胞在非小細(xì)胞肺癌中比例過低[15]，NK細(xì)胞表面的激活受體表達(dá)在黑色素瘤患者和AML患者中顯著下降[16]。這為我們提供了腫瘤細(xì)胞免疫治療的新思路，即通過恢復(fù)或重建NK細(xì)胞的腫瘤殺傷能力，提高NK細(xì)胞在腫瘤細(xì)胞免疫治療中的療效。

3.3細(xì)胞因子誘導(dǎo)的殺傷細(xì)胞(Cytokine-induced killer，CIK)免疫治療

CIK細(xì)胞是一種同時(shí)表達(dá)CD3和CD56兩種膜蛋白分子，兼具T 淋巴細(xì)胞強(qiáng)大的殺瘤活性及NK細(xì)胞的非主要組織相容性復(fù)合物(MHC)限制性的異質(zhì)性細(xì)胞群，故又被稱為NK細(xì)胞樣T淋巴細(xì)胞。目前認(rèn)為，CIK細(xì)胞介導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞溶解作用是由胞質(zhì)顆粒作為外源性的局部定向性細(xì)胞溶解毒素，通過作用于細(xì)胞膜而滲透進(jìn)細(xì)胞內(nèi)進(jìn)而引起腫瘤細(xì)胞的溶解[17]。由于大部分腫瘤細(xì)胞通過表達(dá)Fasl，誘導(dǎo)免疫效應(yīng)細(xì)胞凋亡，使腫瘤細(xì)胞免疫治療的療效大打折扣。而Vemeris等的研究發(fā)現(xiàn)，體外培養(yǎng)后的CIK細(xì)胞可通過相關(guān)抗凋亡基因的表達(dá)，對(duì)抗Fasl誘導(dǎo)的凋亡效應(yīng)[18]，這提示我們CIK細(xì)胞免疫治療適合Fasl陽性腫瘤[19]。CIK細(xì)胞主要以非主要組織相容性復(fù)合體殺傷腫瘤細(xì)胞，因此，其對(duì)幾乎所有的腫瘤均有一定的殺傷作用，對(duì)無法行手術(shù)、放療、化療的中外器癌癥患者及放化療失敗的患者均可考慮行CIK維持治療，可明顯改善患者的預(yù)后[20]。

3.4樹突狀細(xì)胞(Dendritic cell，DC)免疫治療

作為目前已知的機(jī)體內(nèi)抗原呈遞功能最強(qiáng)的抗原呈遞細(xì)胞(Antigen presentation cells，APC)，樹突細(xì)胞在移植排斥、抗腫瘤、抗病毒感染和自身免疫疾病中發(fā)揮著重要的作用[21]。機(jī)體抗腫瘤免疫的主要形式——細(xì)胞免疫，其產(chǎn)生的CD8+CTL成為了抗腫瘤細(xì)胞免疫的關(guān)鍵。然而，只有通過APC高效捕獲、加工、處理并且呈遞腫瘤相關(guān)抗原，上述特異性T細(xì)胞克隆才得以形成，進(jìn)而形成有效的抗腫瘤免疫效應(yīng)[22]。因此，DC細(xì)胞在機(jī)體抗腫瘤免疫中的重要地位顯而易見。但是，由于腫瘤組織自身分泌的TGF-β、IL-10和VEGF等因子使大部分患者腫瘤組織內(nèi)的DC常常處于一種不成熟的狀態(tài)，無法遷移到淋巴結(jié)中去刺激特異性T細(xì)胞的克隆。Lespagnard等發(fā)現(xiàn)，乳腺癌組織中的DC表型成熟，無法激活T淋巴細(xì)胞，導(dǎo)致腫瘤特異性免疫耐受形成，使腫瘤細(xì)胞更容易生長和擴(kuò)散[23]。雖然如此，但卻為體外培養(yǎng)獲得成熟的DC細(xì)胞回輸患者體內(nèi)的方法治療腫瘤提供了可行性。

3.5DC-CIK治療

DC-CIK細(xì)胞具有T細(xì)胞表面標(biāo)志(如TCRаβ、CD3、CD4、CD8等)和NK細(xì)胞表面標(biāo)志，是新一代過繼性T細(xì)胞免疫治療的一種[24]，具有較強(qiáng)的增殖活性和細(xì)胞毒活性[25-26]，可通過體外誘導(dǎo)，將有功能的樹突狀細(xì)胞與自體細(xì)胞因子誘導(dǎo)的殺傷細(xì)胞混合培養(yǎng)獲得[27]。研究表明，DC-CIK能促進(jìn)IL-2和IFN-γ干擾素的分泌，提高細(xì)胞毒性，增強(qiáng)其對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用[28]。其具體的細(xì)胞毒性機(jī)制尚不清楚,有學(xué)者推測是DC細(xì)胞的活化解除了Treg細(xì)胞對(duì)CIK細(xì)胞中CD3+CD8+和CD3+CD56+效應(yīng)細(xì)胞的抑制作用，使得DC-CIK細(xì)胞的增殖和殺傷活性明顯增強(qiáng)[29]。目前，DC-CIK細(xì)胞療法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于臨床各系統(tǒng)疾病，特別是在清除白血病微小殘留和治療惡性腫瘤方面，已經(jīng)取得了非常理想的治療效果。如，北京大學(xué)附屬人民醫(yī)院的周曉宏等研究發(fā)現(xiàn)CIK細(xì)胞回輸治療急性淋巴細(xì)胞性白血病臨床效果顯著(22例患者接受化療聯(lián)合CIK細(xì)胞回輸后總體緩解率較對(duì)照組提高78%)，可有效清除微小殘留病，減少復(fù)發(fā)率[30]。Hui等研究結(jié)果表明根治術(shù)后的肝癌患者接受CIK細(xì)胞治療可明顯降低其復(fù)發(fā)率，且CIK細(xì)胞治療療程次數(shù)與患者復(fù)發(fā)率呈負(fù)相關(guān)[31]。

3未來展望

作為一種新興的腫瘤治療模式，腫瘤細(xì)胞免疫治療為腫瘤的治愈賦予了新的希望。但大量研究表明，雖然T淋巴細(xì)胞、NK細(xì)胞、CIK細(xì)胞、DC細(xì)胞以及DC-CIK細(xì)胞均具有一定的抗腫瘤活性，其療效仍十分有限。因此，目前綜合治療依舊是腫瘤的理想治療模式。在傳統(tǒng)的手術(shù)、放療以及化療使癌癥細(xì)胞負(fù)荷明顯降低，機(jī)體的免疫功能得以改善的基礎(chǔ)上，通過聯(lián)合適當(dāng)?shù)哪[瘤細(xì)胞免疫治療，清除微小的殘留病灶或抑制殘留癌癥細(xì)胞增殖，改善腫瘤患者的預(yù)后，延長生存時(shí)間，提高生活質(zhì)量，達(dá)到治愈癌癥的目的。

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Progress of immunological cytotherapy for tumors

Chen Qi,Zhou Li-ming

(Basic Medicine 2011 Undergraduate Students, West China School of Preclinical and Forensic Medicine, Sichuan University, Sichuan Chengdu 610041)

作者簡介：陳琪，女，四川大學(xué)2012級(jí)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)本科生，Email：1174612423@qq.com。 △通訊作者：周黎明，女，教授，主要從事藥理學(xué)教學(xué)與科研工作，Email：zhou108@163.com。

(收稿日期：2016-5-13)