DC-CIK联合化疗治疗非小细胞肺癌的研究进展①

2016-02-01 14:09丁碧莎孙月娟王海燕
中国免疫学杂志 2016年6期
关键词:共培养细胞因子肺癌

丁碧莎 孙月娟 王海燕

(青海大学医学院,西宁810001)

DC-CIK联合化疗治疗非小细胞肺癌的研究进展①

丁碧莎孙月娟王海燕

(青海大学医学院,西宁810001)

据2015年最新报道,至2012年估计新增180万肺癌病例,约占癌症确诊总量的13%[1]。肺癌是2012年男性癌症确诊和导致死亡最主要的原因。在女性中,肺癌是发达国家癌症死亡的主要原因,和发展中国家癌症死亡的第二大原因。而中国妇女即使吸烟率低于欧洲一些国家的妇女,但因为环境等多方面因素,肺癌患病率(每100 000人20.4例女性)却高于一些欧洲国家的女性发病率。其中非小细胞肺癌(Non-small-cell lung cancer,NSCLC) 占所有肺癌的80%以上。在过去的10年里,肺癌的5年生存率仍保持在15%左右,早期肺癌手术术后5年生存率可达50%以上,但在我国,确诊时85%以上的患者已经处于肺癌的中晚期,化疗作为治疗NSCLC的标准治疗方法并不能显著延长患者生存时间。

探索新的治疗手段成为治疗肺癌的必然趋势,以树突状细胞(Dendritic cells,DC)和细胞因子诱导的杀伤细胞(Cytokine-induced-killer,CIK)为基础的肿瘤细胞免疫治疗成为近几年研究的热点[2,3]。DC是体内主要的且功能最强大的专职抗原递呈细胞(Antigen presenting cells,APC)。成熟DC借助膜表面的不同受体可以有效捕获低浓度抗原并与抗原表面的主要组织相容性复合体(Major histocompatibility complex),MHCⅠ类和MHCⅡ类分子结合刺激初始型CD8+T细胞和CD4+T细胞活化,处于启动调控并维持免疫应答的中心环节[4]。以DC为基础的肿瘤疫苗治疗恶性肿瘤的研究进展迅速,此类研究已应用于临床治疗[5]。CIK细胞是外周血单个核细胞(PBMC) 在体外经过多种细胞因子(如抗CD3McAb、IL-1、IL-2、干扰素等)共同诱导而获得的一群以CD3+CD56+T淋巴细胞为主要效应细胞的异质细胞,兼具有T淋巴细胞强大的杀瘤活性和NK细胞非主要组织相容性抗原(MHC) 限制杀瘤特点[6],被认为是新一代最有希望的肿瘤生物治疗手段。现在就DC-CIK联合化疗治疗NSCLC的研究进展予以综述。

1化疗对NSCLC的治疗情况

早期肺癌患者主要为手术切除治疗,并在术前辅助相应的放化疗措施,而对于晚期或已有远处转移的患者只有采取放化疗法[7]。中晚期NSCLC临床常用的化疗方案有顺铂联合环磷酰胺(PC)、吉西他滨联合顺铂(GP)及吉西他滨(NP)等,其中PC化疗方案由于具有临床控制效果好、毒副反应发生率低等优点,成为中晚期NSCLC一线化疗方案。而NSCLC一线化疗方案基础上加用重组人血管内皮抑制素能显著提高化疗效果和生活质量,但不会增加化疗毒副反应发生率,在中晚期NSCLC的临床治疗中具有重要应用价值[8]。

现代医学研究证实,切除修复交叉互补基因1(ERCC1) 的高水平表达能修复受到铂类等抗肿瘤药物损伤的DNA,导致耐药性增加 ,这也是临床铂类药物使用一段时间后效果明显降低的原因所在,吉西他滨可以抑制ERCC1,提高肿瘤细胞对其他药物的敏感性,同时还具有抑制DNA合成的功效,长春瑞滨则能与微管蛋白结合,使细胞在有丝分裂过程中微管形成障碍,因此两药联合能从多环节多途径共同作用,起到良好的化疗效果,故两药合用治疗NSCLC相比传统的铂类药物组合更有优势[9]。

但有研究显示,即使最有效的化疗方案其有效率最高也只能达到40%[10],NSCLC是一种在分子生物学异质性很高的疾病,从而导致同种化疗方案对不同人群的疗效不同[11],因此临床开展个体化的化疗方案将是一种趋势。常规的化疗预处理药物可以抑制机体的免疫系统,监测化疗前、后患者肿瘤免疫细胞及微环境的动态变化,虽然不同作用机制的两药合用能显著提高患者体力评分、延长生存期及改善生活质量,但无论何种化疗方案均存在不足与缺陷。寻找化疗与免疫治疗联合最佳的时间点,进行个体化的综合治疗以便机体免疫功能的恢复和保持在最有效的抗肿瘤状态是目前急需解决的问题。

2DC-CIK细胞的生物学特性及其抗肿瘤的机理

2.1DC的生物学特性及其抗瘤机制DC于1973年由Steinman等[12]在小鼠脾脏中发现,因其成熟时细胞表面伸出膜状或刺状突起而得名。DC的前体细胞为CD34+或CD14+细胞,存在于人骨髓脐血中的CD34+或CD14+细胞,体外添加粒细胞-单核细胞集落刺激因子和肿瘤坏死因子的培养条件下可发育成DC。DC能够有效地激活T细胞和调解肿瘤特异性免疫反应,肺癌细胞裂解物致敏的DC能够诱导肿瘤细胞特异性免疫反应,在肺癌患者中具有良好的临床效果。DC主要通过以下机制发挥抗肿瘤作用:(1) 诱导产生大量效应T细胞。(2)趋化效应T细胞迁移至肿瘤部位。(3)维持效应T细胞在肿瘤部位的长期存在。(4)分泌白细胞介素(Interleukin,IL)12、粒细胞-单核细胞集落刺激因子、IL-1、肿瘤坏死因子等细胞因子。(5)抑制肿瘤血管生成[13]。而DC疫苗是利用人类机体内部含量少但是功能强大的抗原呈递细胞激发T细胞,诱导患者全身产生特异性抗瘤免疫反应,达到抑制肿瘤转移、进展目的,目前该疫苗已经广泛应用于特异性抗肿瘤细胞制剂。另外,DC疫苗对于肺癌患者术后机体免疫指标有提升作用,应用疫苗后典型免疫指标如CD4+、CD8+、NK细胞水平、肿瘤坏死因子-α、γ-干扰素、IL-2、IL-12等水平均显著提升,证实了其在提升肺癌患者机体免疫力、刺激免疫机制作用抗肿瘤等方面的应用价值。

2.2CIK的生物学特性及其抗瘤机制CIK细胞对多种不同组织来源的肿瘤细胞均有杀伤作用,体外试验结果表明,患者自身来源的CIK抗肿瘤活性明显强于自体淋巴细胞激活的杀伤细胞,动物体内实验结果也表明CIK对BALB/c裸鼠负荷的BEL-7402肝癌细胞生长的平均抑制率明显高于杀伤细胞(86% 和 52.8%)[14]。目前研究显示,CIK主要通过以下机制杀瘤溶瘤:(1)大部分CIK的非MHC限制性细胞毒性作用是由NKG2D介导的,通过释放颗粒酶/穿孔素等毒性颗粒,导致肿瘤细胞的裂解,直接杀伤肿瘤细胞。(2)CIK细胞释放的大量细胞因子(如干扰素、肿瘤坏死因子、IL-2、GM-CSF等)不仅对肿瘤细胞有直接抑制作用,还可通过调节机体免疫系统反应性间接杀伤肿瘤细胞。(3)CIK细胞能够诱导肿瘤细胞的凋亡,CIK细胞表达FasL(Ⅱ型跨膜糖蛋白),通过与肿瘤细胞膜表达的Fas(Ⅰ型跨膜糖蛋白) 结合,诱导肿瘤细胞凋亡。鲍健[15]等发现在化疗后输注CIK细胞仍可发挥肿瘤杀伤功能,但实验也表明CIK细胞对于Treg细胞无抑制作用,不影响IL-10水平。故虽然CIK细胞具有广谱的肿瘤杀伤作用,但不具有特异性识别功能,其杀瘤效果差强人意。

2.3DC-CIK的协调抗肿瘤作用DC和CIK是肿瘤免疫治疗的两部分,DC识别病原,激活获得性免疫系统,而CIK通过发挥自身细胞毒性与分泌细胞因子杀伤肿瘤细胞。Marten等发现将DC细胞与CIK共培养可以相互促进彼此的成熟,主要机理是DC细胞分泌的IL-2、IL-12、IFN-7等可以促进CIK细胞成熟,使CIK细胞中的CD3+CD8+CD56+亚群不同程度增高。另外,DC-CIK共培养还可以使CIK细胞中的免疫抑制T细胞明显降低,从而增强CIK的杀瘤效果。而CIK细胞也能增强DC细胞和共刺激分子递呈抗原的特异性。有研究表明,DC和CIK联合在体外可大规模扩增,具有增殖速度快、杀瘤活性高、杀瘤谱广及安全性高等特性[16]。邱育淼[17]等利用健康成年志愿者外周血单个核细胞体外分别诱导培养为DC和CIK,建立人肺腺癌A549裸鼠模型,并将抗原负载DC与CIK共培养,体内观察其对自体肿瘤细胞的杀伤活性,实验结果显示:(1)将A549肺腺癌细胞冻融物中可溶性抗原作为特异性抗原负载到DC上并与CIK共培养能增强CIK细胞的细胞毒作用。(2)Ag-DC-CIK组对VEGF和Bcl-2表达的抑制作用均强于单纯CIK组,具有统计学意义。表明负载肿瘤抗原的DC与CIK共培养后可有效抑制移植瘤VEGF及在MMP-9的表达,同时凋亡抑制基因Bcl-2的表达也得到抑制,最终促使肺腺癌A549细胞移植瘤的生长得到抑制。此外,DC和CIK细胞能够加强化疗药物的抗肿瘤作用,联合培养的DC与CIK能产生新的细胞群,其细胞毒性和细胞增殖活性比CIK高,所以将具有强大肿瘤抗原提呈能力的DC和具有高效杀伤活性的CIK细胞联合应用治疗恶性肿瘤,无疑会起到协同作用[18]。DC-CIK联合放化疗在治疗血液系统肿瘤、肝癌、胃癌、结直肠癌等方面均有研究,并取得了一定疗效[19-21]。

3DC-CIK联合化疗治疗NSCLC

有研究显示,DC-CIK联合化疗患者有效率明显高于单纯化疗[16]。DC-CIK细胞治疗能够明显提高患者生活质量,即联合治疗可以降低化疗毒副反应,且DC-CIK联合化疗患者各T细胞亚群较治疗前明显升高,而单纯化疗组患者T细胞亚群较治疗前无明显变化,提示DC-CIK联合化疗治疗可有效改善Ⅲ/Ⅳ期肺腺癌患者的免疫功能状态。同时结果还显示DC-CIK联合化疗可明显降低肿瘤标志物CEACA125表达水平。Zhao等[22]研究吉西他滨+铂方案联合DC-CIK免疫疗法对非小细胞肺癌患者的复发率和生存率的影响。157名Ⅲ期非小细胞肺癌的患者接受了相同手术后被随机分为对照组和观察组,对照组接受GP化疗,观察组在DC-CIK细胞免疫疗法的基础上接受GP化疗,两组随访36个月,观察术后细胞免疫功能和无病生存期、累计复发率。证明后者治疗后CD3+CD4+T淋巴细胞的百分比,自然杀伤细胞和CD4+/CD8+比值较前者治疗后显著增加。此外,患者无病生存时间的中位数在观察组(28个月)被发现显著长于对照组(22个月)。三年累积复发率观察组(47.37%)明显低于对照组(76.92%)、三年累积生存率观察组(58.23%)明显高于对照组患者(37.14%),差异均具有统计学意义。即说明GP方案结合DC-CIK免疫疗法能显著提高术后非小细胞肺癌免疫细胞的功能,减少术后肿瘤复发、延长非小细胞肺癌患者的生存时间。张俊萍等[23]将DC-CIK与化疗联合用于治疗晚期非小细胞肺癌患者,取得了初步疗效,并证实了其安全性。研究结果显示:(1)DC-CIK联合化疗可以提高非小细胞肺癌患者的疾病控制率。此外,联合治疗组的两年生存率(94.7%±3.6%) 较单纯化疗组(78.8%±7.0%) 显著提高,具有统计学意义。(2)联合治疗组治疗后CD3+CD4+T细胞内IFN较治疗前显著升高,而单纯化疗组治疗后IL-2、TNF较治疗前均降低,证实DC-CIK细胞免疫治疗可以调节并改善患者免疫细胞分泌细胞因子。(3)在安全性方面,联合治疗组患者除3例出现一过性高热寒战外,未出现其他明显不良反应。Shebzukhov等[24]报道,化疗常使细胞免疫抑制加重,出现CD3+T细胞下降,NK细胞活性下降。由于DC-CIK可释放炎性细胞因子,如IL-2、TNF-α、IFN-γ、GM-CSF等,不仅对肿瘤细胞有直接抑制作用,还可通过调节免疫系统间接杀伤肿瘤细胞,降低肿瘤的复发和转移。此外,联合治疗组Ⅲ/Ⅳ度非小细胞肺癌患者骨髓抑制、恶心呕吐、周围神经毒性发生率均较低,可明显改善化疗患者体力及食欲。临床中应用DC疫苗联合细胞因子诱导的杀伤细胞(CIK)治疗非小细胞肺癌也取得了极为突出的临床效果,患者接受治疗后CD3+、CD4+、CD8+T细胞百分比均显著提升,Th1/Th2细胞因子逐步恢复正常,尤其是在Ⅱ/Ⅲ期患者治疗中效果显著,治疗不良反应主要以失眠、发热、寒战、兴奋等为主,未见实质性脏器损害,意味着治疗安全、可靠、有效,可广泛应用于非小细胞肺癌患者的临床治疗。而Han等[24]对DC-CIK联合化疗治疗NSCLC的安全性进行了统计学分析,也证实了联合治疗的安全性更高。

4结语

DC与CIK共培养后,具有增殖速度快、杀瘤活性高、杀瘤谱广及安全性高等特性,联合化疗后对肿瘤细胞的杀伤作用更具特异性,能够有效改善NSCLC患者的术后生存率,起到延缓或阻止肿瘤转移或复发的作用。这种生物免疫疗法具有符合生理、低毒和高效的特点,有巨大的发展潜力和临床应用价值,是未来肿瘤治疗的发展方向之一。目前用共培养免疫细胞治疗恶性肿瘤的临床试验病例少,故确切疗效有待进一步评价。研究适合NSCLC患者化疗与免疫治疗联合最佳的时间点,进行个体化的免疫治疗,以便机体免疫功能的恢复和保持在最有效的抗肿瘤状态,是目前急需解决的问题。

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[收稿2015-11-24修回2016-01-21]

(编辑张晓舟)

doi:10.3969/j.issn.1000-484X.2016.06.034

作者简介:丁碧莎(1994年-),女,E-mail:dingbisha@163.com。 通讯作者及指导教师:王海燕(1979年-),女,讲师,主要从事肿瘤免疫治疗,E-mail:wanghaiyan0917@sina.com。

中图分类号R392.9

文献标志码A

文章编号1000-484X(2016)06-0916-04

①本文为青海大学医学院中青年科研项目(No.2013-KY-7)。

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