肿瘤细胞免疫治疗的研究进展

陈琪综述　周黎明审阅

(四川大学华西基础医学与法医学院12级基础医学基地班，四川 成都　610041)



肿瘤细胞免疫治疗的研究进展

陈琪综述周黎明△审阅

(四川大学华西基础医学与法医学院12级基础医学基地班，四川 成都610041)

摘要肿瘤细胞免疫治疗近年来受到越来越多的关注，相关领域发表的专业论著也逐年增多。作为一种新兴的肿瘤治疗模式，肿瘤细胞免疫治疗的安全性高，疗效显著。除了可直接发挥抗肿瘤的作用外，肿瘤细胞免疫治疗还可以通过纠正机体免疫功能低下，增强机体抗肿瘤细胞的免疫功能而兼顾治疗与保健的双重疗效。本文将就肿瘤细胞免疫治疗的发展史、原理及其研究现状和对未来的展望进行简要的概述。

关键词：肿瘤；免疫治疗；细胞治疗

1前言

肿瘤细胞免疫治疗是一种运用生物技术和生物制剂分离，体外激活并回输患者自身或同种异体的肿瘤特异性或非特异性杀伤细胞的新型治疗方法。目前治疗性的细胞包括：T淋巴细胞、自然杀伤细胞(Natural killer cell，NK)、细胞因子诱导的杀伤细胞(Cytokine-induced killer，CIK)、树突状细胞(Dendritic cell，DC)以及DC-CIK 等。肿瘤细胞免疫疗法是继手术、放疗和化疗之后的第四大肿瘤治疗技术。

2肿瘤细胞免疫治疗的发展史

1890年开展的COLEY毒素的治疗为肿瘤细胞免疫治疗的研究埋下了伏笔。随着Ehrlich提出的免疫监视学说(1909年)逐渐得到学界广泛的认可和接受，肿瘤细胞免疫治疗拥有了愈加坚实的理论基础[1]。随后，60年代，科学家们研究发现卡介苗可用于肿瘤细胞免疫治疗，并在1976年尝试将其用于膀胱癌的治疗。Steinman等在1973年发现树突状细胞(DC)，并于80年代后逐步用于临床,在此基础上，2010年美国FDA批准了sipuleucel-T(又称Provenge)用于无症状或轻微症状的转移性去势拮抗性前列腺癌的治疗。70年代单克隆抗体的发现和在特异性诊断中的迅速应用，使肿瘤细胞免疫治疗的研究进入了一个新的阶段。到2000年，单克隆抗体已经广泛用于多种恶性肿瘤的分子靶向治疗[2-3]。20世纪90年代，细胞因子治疗开始成为肿瘤细胞免疫治疗的主流，随后以肿瘤特定多肽为主的疫苗治疗的研究也得到了长足的发展。经历了多年的发展，肿瘤细胞免疫治疗的内容不断丰富，相关技术不断成熟。Baum认为，未来10年60%的肿瘤患者将主要接受免疫治疗[4]。

3肿瘤细胞免疫治疗的原理与应用

3.1T淋巴细胞免疫治疗

按照在免疫应答中功能的不同，我们常常将T淋巴细胞分为：辅助性T细胞(Helper T cells，Th)、细胞毒性T细胞(Cytotoxic T cells，Tc或CTL)、效应性T细胞(Effector T cells，Te)和调节性T细胞(Regulatory cells，Tregs)。其中，前两者在肿瘤细胞免疫治疗中占有重要地位。辅助性T细胞，又称为CD4+T细胞，可直接对肿瘤产生细胞毒作用，且在无CD8+T细胞的情况下依旧具有抑制肿瘤的能力。CD4+T细胞的肿瘤杀伤作用主要是通过IFN-γ依赖的机制介导的：(1)IFN-γ介导产生氧衍生物和NO对肿瘤细胞的细胞毒作用；(2)主要组织相容性复合体(Major histocompatibility complex，MHC)的表达上调,对肿瘤细胞的识别和清除增强；(3)内源性抗原提呈机制改变；(4)肿瘤血管生成被抑制[5]。细胞毒性T细胞可以通过释放穿孔素或颗粒酶导致携带特异性抗原的肿瘤细胞溶解或凋亡。其杀伤力较强，可反复杀伤靶细胞，而且在杀伤靶细胞的过程中本身不受损伤。相关研究证实，单独应用CTL进行肿瘤免疫治疗的疗效过短，通过联合化疗药物可以获得理性的治疗效果[6]。

近年来，嵌合抗原受体T细胞免疫疗法(Cheimeri antigen receptor T-cell immunotherapy，CAR-T)的研究迅速发展，作为一种新兴的肿瘤过继免疫疗法[7]，它利用基因工程技术，将逆转录病毒和慢病毒载体、转座系统或直接将mRNA转导到T细胞内，使T细胞获得识别特异性肿瘤细胞的能力，并激活T细胞杀死肿瘤细胞的嵌合抗体，通过将这些T细胞回输至患者体内，使患者的免疫系统获得特异性识别和杀伤肿瘤的能力[8]。CAR-T的核心作用元件是嵌合抗原受体(CAR)，它由T细胞受体(T cell receptor，TCR)的胞内信号区(如CD3ζ和CD28)、跨膜区以及胞外抗原结合区组成，其胞外区负责抗原的识别[9]。由于CAR可赋予T细胞人类白细胞抗原(Human leukocyte antigen，HLA)非依赖的方式识别肿瘤抗原的能力，这使得经过CAR改造的T细胞相较于天然T细胞表面受体TCR能够识别更加广泛的靶目标。目前，该免疫疗法在晚期难治性白血病和淋巴瘤患者中进行的早期临床试验已经显示出令人欣慰的效果[10-11]。最近，Sloan-Kettering纪念医院用CAR-T细胞治疗了16例难治复发的急性淋巴细胞白血病(B-ALL)者。其中，14例患者出现了完全缓解，缓解率达88%；即便是Ph染色体(Philadelphia chromosome，费城染色体)阳性的高危患者，仍能取得同样的效果[12]。越来越多的临床试验结果表明，CAR-T细胞肿瘤免疫治疗具有其他免疫治疗无法替代的优越性，是治疗恶性肿瘤的有效手段。

3.2自然杀伤细胞(Natural killer cell，NK)免疫治疗

自然杀伤细胞由CD56brightNK细胞亚群和CD56dimNK细胞亚群组成。在外周血中，前者占大约10%，其细胞表面具有高表达的杀伤细胞免疫球蛋白样受体(Killer-immunoglobulin receptors，KIRs)[13]，由于NK细胞对肿瘤细胞的识别作用主要依赖于细胞表面活化性受体和抑制性受体的交叉相互调控[14]，因而CD56brightNK细胞亚群作为直接杀伤靶细胞的主力军来发挥作用。然而，与健康人体内的正常NK细胞相比，肿瘤组织中浸润的NK细胞的杀伤能力显著下降。原因主要涉及NK细胞亚群比例失调、NK细胞表面激活受体与抑制受体比例失调以及与肿瘤杀伤相关的细胞因子(如IFN-γ)分泌量下降等原因。有研究表明，杀伤能力强的CD56dimNK细胞在非小细胞肺癌中比例过低[15]，NK细胞表面的激活受体表达在黑色素瘤患者和AML患者中显著下降[16]。这为我们提供了肿瘤细胞免疫治疗的新思路，即通过恢复或重建NK细胞的肿瘤杀伤能力，提高NK细胞在肿瘤细胞免疫治疗中的疗效。

3.3细胞因子诱导的杀伤细胞(Cytokine-induced killer，CIK)免疫治疗

CIK细胞是一种同时表达CD3和CD56两种膜蛋白分子，兼具T 淋巴细胞强大的杀瘤活性及NK细胞的非主要组织相容性复合物(MHC)限制性的异质性细胞群，故又被称为NK细胞样T淋巴细胞。目前认为，CIK细胞介导的肿瘤细胞溶解作用是由胞质颗粒作为外源性的局部定向性细胞溶解毒素，通过作用于细胞膜而渗透进细胞内进而引起肿瘤细胞的溶解[17]。由于大部分肿瘤细胞通过表达Fasl，诱导免疫效应细胞凋亡，使肿瘤细胞免疫治疗的疗效大打折扣。而Vemeris等的研究发现，体外培养后的CIK细胞可通过相关抗凋亡基因的表达，对抗Fasl诱导的凋亡效应[18]，这提示我们CIK细胞免疫治疗适合Fasl阳性肿瘤[19]。CIK细胞主要以非主要组织相容性复合体杀伤肿瘤细胞，因此，其对几乎所有的肿瘤均有一定的杀伤作用，对无法行手术、放疗、化疗的中外器癌症患者及放化疗失败的患者均可考虑行CIK维持治疗，可明显改善患者的预后[20]。

3.4树突状细胞(Dendritic cell，DC)免疫治疗

作为目前已知的机体内抗原呈递功能最强的抗原呈递细胞(Antigen presentation cells，APC)，树突细胞在移植排斥、抗肿瘤、抗病毒感染和自身免疫疾病中发挥着重要的作用[21]。机体抗肿瘤免疫的主要形式——细胞免疫，其产生的CD8+CTL成为了抗肿瘤细胞免疫的关键。然而，只有通过APC高效捕获、加工、处理并且呈递肿瘤相关抗原，上述特异性T细胞克隆才得以形成，进而形成有效的抗肿瘤免疫效应[22]。因此，DC细胞在机体抗肿瘤免疫中的重要地位显而易见。但是，由于肿瘤组织自身分泌的TGF-β、IL-10和VEGF等因子使大部分患者肿瘤组织内的DC常常处于一种不成熟的状态，无法迁移到淋巴结中去刺激特异性T细胞的克隆。Lespagnard等发现，乳腺癌组织中的DC表型成熟，无法激活T淋巴细胞，导致肿瘤特异性免疫耐受形成，使肿瘤细胞更容易生长和扩散[23]。虽然如此，但却为体外培养获得成熟的DC细胞回输患者体内的方法治疗肿瘤提供了可行性。

3.5DC-CIK治疗

DC-CIK细胞具有T细胞表面标志(如TCRаβ、CD3、CD4、CD8等)和NK细胞表面标志，是新一代过继性T细胞免疫治疗的一种[24]，具有较强的增殖活性和细胞毒活性[25-26]，可通过体外诱导，将有功能的树突状细胞与自体细胞因子诱导的杀伤细胞混合培养获得[27]。研究表明，DC-CIK能促进IL-2和IFN-γ干扰素的分泌，提高细胞毒性，增强其对肿瘤细胞的杀伤作用[28]。其具体的细胞毒性机制尚不清楚,有学者推测是DC细胞的活化解除了Treg细胞对CIK细胞中CD3+CD8+和CD3+CD56+效应细胞的抑制作用，使得DC-CIK细胞的增殖和杀伤活性明显增强[29]。目前，DC-CIK细胞疗法已经广泛应用于临床各系统疾病，特别是在清除白血病微小残留和治疗恶性肿瘤方面，已经取得了非常理想的治疗效果。如，北京大学附属人民医院的周晓宏等研究发现CIK细胞回输治疗急性淋巴细胞性白血病临床效果显著(22例患者接受化疗联合CIK细胞回输后总体缓解率较对照组提高78%)，可有效清除微小残留病，减少复发率[30]。Hui等研究结果表明根治术后的肝癌患者接受CIK细胞治疗可明显降低其复发率，且CIK细胞治疗疗程次数与患者复发率呈负相关[31]。

3未来展望

作为一种新兴的肿瘤治疗模式，肿瘤细胞免疫治疗为肿瘤的治愈赋予了新的希望。但大量研究表明，虽然T淋巴细胞、NK细胞、CIK细胞、DC细胞以及DC-CIK细胞均具有一定的抗肿瘤活性，其疗效仍十分有限。因此，目前综合治疗依旧是肿瘤的理想治疗模式。在传统的手术、放疗以及化疗使癌症细胞负荷明显降低，机体的免疫功能得以改善的基础上，通过联合适当的肿瘤细胞免疫治疗，清除微小的残留病灶或抑制残留癌症细胞增殖，改善肿瘤患者的预后，延长生存时间，提高生活质量，达到治愈癌症的目的。

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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)

作者简介：陈琪，女，四川大学2012级基础医学本科生，Email：1174612423@qq.com。 △通讯作者：周黎明，女，教授，主要从事药理学教学与科研工作，Email：zhou108@163.com。

(收稿日期：2016-5-13)