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作者单位 : 100034 北京大学第一医院血液内科
恶性肿瘤细胞过继免疫治疗研究进展
郭晓玲综述 朱平审校
摘要 细胞过继免疫治疗是通过把在体外扩增的大量特异性效应细胞回输给患者后 ,产生直
接杀伤肿瘤细胞作用。目前已在动物模型中和临床试验中取得肯定疗效。其中在肿瘤抗原识别、
体外扩增特异性 T 细胞、消除免疫耐受、延长免疫效应时间等方面的研究近年都取得很大进展。
关键词 免疫疗法 ,过继 ;抗原 ,肿瘤 ; T 细胞增殖 ;白细胞介素类 ;免疫耐受
中图分类号 R730. 51 文献
码 A 文章编号 100028225 (2004) 0620418204
尽管当前肿瘤放化疗取得很大进展 ,但仍不能
治愈肿瘤。对于减少肿瘤复发、清除微小残留病变 ,
免疫治疗一直是研究方向之一。细胞过继免疫治疗
是将患者细胞体外处理 ,加入特异性抗原和细胞因
子刺激 ,筛选并大量扩增具有高度特异性的肿瘤杀
伤性免疫效应细胞 ,然后回输到患者体内杀灭肿瘤。
至今已在黑色素瘤、肾癌、淋巴瘤等肿瘤治疗中取得
一定疗效。近年来 ,细胞过继免疫的临床治疗取得
令人鼓舞的成果 ,如 :应用特异性的肿瘤抗原筛选特
异性的 T 淋巴细胞 ;应用细胞因子获得足够的特异
性 T 细胞 ;应用一些方法消除免疫耐受 ,延长免疫
效应的时间。
1 特异性肿瘤抗原的识别
细胞过继免疫治疗的关键是如何在体外获得足
够数量的具有肿瘤杀伤效应的特异性淋巴细胞。应
用特异性抗原进行刺激[1 ] 、应用特殊的细胞因子去
支持细胞在体外的增殖[2 ]是解决问
的关键。特异
性肿瘤抗原对肿瘤的过继免疫治疗十分重要 ,否则
所有的淋巴细胞 ,包括一些无肿瘤细胞杀伤作用的
T 细胞、免疫抑制细胞、功能缺陷的 T 淋巴细胞都
可能得到非特异性的扩增 ,从而降低抗肿瘤免疫疗
效。
根据肿瘤抗原组织特异性来分类 ,可以把肿瘤
抗原做如下分类[3 ] 。①肿瘤特异性共有抗原 (tumor
specific shared antigen) :在多种肿瘤组织中
达 ,但
是在 正 常 组 织 中 没 有 表 达 , 例 如 MA GE21、
N Y2ESO21等抗原在黑色素瘤、乳腺癌、前列腺癌中
都能检测到 ,但在正常组织中无表达 ; ②肿瘤特异性
分化抗原 ( tumor specific differentiation antigen) :出
现在特异组织 ,例如 MART21、gp100 等抗原可以出
现在黑色素瘤和正常人黑色素细胞中 ,其他组织细
胞中无表达 ; ③肿瘤特异性惟一抗原 (tumor specific
unique antigen) :只在一种肿瘤的细胞中有表达 ,而
在其他肿瘤中无表达 ,正常组织细胞中也无表达 ,例
如 BCR2ABL 融合基因只在慢性粒细胞白血病的肿
瘤细胞中有表达 ; ④癌基因变异或过表达肿瘤抗原
(mutated antigen or overexpress protein) :例如 ras、
p53 基因突变产物在胃癌、结肠癌、乳腺癌中都有高
表达 ,Her22Πneu 在乳腺癌、肺癌、卵巢癌中都有高表
达 ; ⑤病毒来源肿瘤抗原 :例如 HPV2E6、HPV2E7
在宫颈癌中高表达 ,EB 病毒来源的蛋白在淋巴瘤和
鼻咽癌中高表达。
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随着分子生物学技术和免疫技术的不断进步 ,
越来越多的特异性肿瘤抗原被发现 ,这些抗原不仅
包括被 MHC2Ⅰ分子和 MHC2Ⅱ分子识别的抗原 ,
不但可以用来激活 CD8 + T 细胞 ,而且可以激活
CD4 + T 细胞 ,为体外扩增特异性 T 细胞提供了基
础。
2 细胞因子刺激的特异性 T细胞体外扩增
传统体外刺激 T 细胞增殖的细胞因子是白细
胞介素22 ( IL22) 和抗 O KD3、抗2CD28 ,现在发现其
他一些细胞因子也在 T 淋巴细胞的特异性扩增中
起重要作用。
2. 1 IL212
IL212 是一种异源二聚体的细胞因子 ,由 B 淋
巴细胞、巨噬细胞和 APC 细胞产生 ,在与小剂量 IL2
12 同时应用时可产生协同作用 ,能够激发 CD4 + 的
T 细胞反应 ,维持特异性 CD4 + 细胞的增殖 ,而单独
应用 IL22 则得不到相同结果[4 ] 。最近 Xu 等[5 ]的研
究发现 IL212 对 CD8 + 的 T 细胞也有作用 ,能够明
显增加 CD8 + T 细胞对肿瘤细胞的亲和力从而增加
抗肿瘤免疫作用。
2. 2 IL27
IL27 是一种干细胞来源的细胞因子 ,能够刺激
未活化 T 细胞增殖并维持 T 细胞在体内的增殖稳
态 ,目前研究表明其对刺激特异性 T 细胞增殖有很
大作用 ,还能明显增加树突状细胞 (DC) 负荷抗原肽
刺激特异性 T 细胞的能力。最近的文献报道 , IL27
可通过对 CD4 + T 细胞提供生存信号而促进其向记
忆细胞转化[6 ] 。Robinson 等[7 ] 的研究结果表明 ,应
用脐血来源的单个核细胞进行体外刺激时 ,加入
IL27 可以与 IL22、IL212、抗2CD3 产生协同作用 ,增
强 T 细胞 IFN2γ的分泌 ,增加 T 细胞对肿瘤细胞的
杀伤作用。
2. 3 IL215
IL215 也是一种体外扩增特异性 T 细胞的生长
因子 ,与 IL22 的结构功能相似 ,与 IL22 共用的受体
IL22Rβ和 IL22Rγ只是在α链上有不同之处。IL215
也是一种多效性的细胞因子 ,能够引起 T 细胞、DC、
自然杀伤细胞的增殖和功能改变 ,并有助于抗原特
异性细胞毒性 T 细胞 (CTL) 的成熟[8 ] 。IL215 还有
促进记忆性 T 细胞产生的作用[9 ] ,并且对 CD8 + T
细胞的归巢有促进作用。在 IL215 刺激下培养的
CD8 + T 细胞更容易回到淋巴组织中 ,如脾脏和淋巴
结 ;而在 IL22 刺激下培养的细胞更容易积聚在炎症
组织中[10 ] 。
2. 4 CD40
最近有研究表明应用 CD40 或三聚体的 CD40L
也可以扩增特异性 T 淋巴细胞增殖。CD40L 位于 T
细胞表面 , CD40 位于 APC 细胞表面 ,两者的相互
作用通过不依赖 IL22 和 CD28 信号的其他信号转
导途径 ,刺激淋巴细胞向 Th1 型转化 ,并能够延长
肿瘤特异性 CTL 的寿命[11 ] 。Terheyden 等[12 ] 的研
究发现 , 当应用 DC 细胞加上肿瘤溶解产物刺激肿
瘤浸润淋巴细胞 ( tumor infilt rating lymphocyte ,
TIL) 时 ,得到的 T 淋巴细胞克隆大多是 CD4 + 的
Th2 细胞 ;而加上抗2CD40 McAb 作用于 DC 细胞
时 ,得到的则是 CD4 + 和 CD8 + 的混合克隆。这两种
细胞的协同作用 , 能够明显增加抗肿瘤作用的效
果。
2. 5 DC 细胞
DC 细胞是专职进行抗原递呈的细胞 ,能够分
泌大量细胞因子 ,在刺激和扩增特异性 T 细胞中具
有重要作用[13 ] 。目前应用 DC 的方法主要有以下
几种 : ①将肿瘤细胞和 DC 细胞融合[14 ] ; ②将 DC
细胞和抗原的蛋白、多肽、肿瘤细胞裂解产物、凋亡
的肿瘤细胞等共同培养[15 ] ; ③将编码肿瘤抗原或某
些细胞因子的 DNA 或是 RNA 转入 DC 细胞中[16 ] ;
④对血液系统的肿瘤可通过特定细胞因子的刺激
使肿瘤细胞分化为 APC 细胞 ,增加肿瘤细胞的免疫
原性 ,这种方法在髓系和淋巴系的白血病中都已经
得到证实[17 ] 。DC 细胞的应用已从实验室走向临
床 ,为增加免疫治疗效果起着更重要的作用[18 ] 。
3 克服免疫耐受延长免疫持续时间
使用体外培养技术得到的大量特异性淋巴细胞
输入给患者后 ,要面临体内更加复杂的微环境。例
如体内一些免疫抑制因子会抑制输注的淋巴细胞的
增殖和功能。在早期的过继免疫治疗中大多应用
IL22 作为刺激转移细胞在体内增殖和维持功能的
细胞因子。但由于 IL22 在人体应用时有明显毒副
反应 ,不能大剂量应用 , 从而严重限制了 IL22 使
用。目前研究人员正在尝试应用某些新方法。
3. 1 延长效应细胞体内持续时间和功能
3. 1. 1 CD4 + 和 CD8 + T 细胞的协同作用 : CD4 + T
细胞以交叉激活机制激活 APC 细胞的抗原递呈能
力 ,使未成熟的 DC 进入活化状态。CD4 + T 细胞在
体内还可通过分泌关键性的细胞因子如 IL22 ,来控
制和维持 CD8 + CTL 的生长。同时还可以调节其他
效应细胞 ,如自然杀伤细胞和巨噬细胞的功能[19 ] ,
这在动物模型中已得到证实 [20 ] 。最近的 Dudley
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等[21 ]的临床报道也证实了应用 CD4 + T 细胞和
CD8 + T 细胞共同输注能明显增加 CD8 + T 细胞在
体内的寿命 ,增加临床疗效。
3. 1. 2 OX240R 的应用 :OX240R 属于 TNF 受体超
家族 ,表达于激活的 CD4 + T 细胞 ,其配体 OX240L
主要表达于 APC 和 B 淋巴细胞。在各种小鼠肿瘤
模型中 ,通过 OX240R 和 OX240L 的作用 ,可明显激
活体内 CD4 + T 细胞的抗肿瘤免疫反应强度[22 ] 。最
近有一项研究应用抗 OX240 McAb 激活 OX240R ,
结果显示应用 OX240 McAb 时 ,较少的 CTL 细胞就
能消除体内的肿瘤细胞 ,已经用于治疗小鼠的脑肿
瘤和肺部转移癌。体内的 T 细胞示踪研究也表明 ,
OX240 McAb 的应用并不是通过在肿瘤部位积聚
CTL 细胞而发挥作用 ,而是通过增加 T 细胞的功能
而起效[23 ] 。
3. 1. 3 改变 T 细胞的抗原性 :目前还有其他通过
基因修饰增加 T 细胞的功能。例如通过转基因技
术将粒2巨噬细胞集落刺激因子 ( GM2CSF) 和 IL22
的受体基因转入转移的 CTL 细胞中 ,在 CTL 输注
后 ,应用 GM2CSF 的刺激就可以维持细胞在体内的
增殖而又避免了 IL22 常见的毒性和副作用 ,而且机
体内分泌的 GM2CSF 也会对转移的 CTL 细胞发挥
作用[24 ] 。CTL 细胞是通过其表面的 T 细胞受体
( TCR)来识别肿瘤细胞表面人的细胞抗原 ( HLA)
呈递的抗原肽 ,以攻击和破坏肿瘤细胞的。如果将
识别某些已知抗原的特定 TCR 受体基因转染至未
激活 T 细胞中 ,则可以获得抗原特异性 T 细胞。例
如 Calogero 等[25 ] 将 HLA2A2 限制性识别 MA GE23
多肽的 TCR 基因转移给 T 细胞 ,再经多肽的刺激 ,
成功得到特异性 T 细胞克隆。最近 Heemskerk
等[26 ]研究
了异基因骨髓移植后微小组织相容
性抗原 HA22 ( minor histocompatibility antigens ,
mHags HA22)的 CTL 细胞 TCR 受体重排情况 ,选
择具有共性的片段 ,转染供者的淋巴细胞 ,不仅使
HLA 相合供者的 CTL 细胞能够特异性杀伤 mHags
HA22 抗原特异性肿瘤细胞 ,而且可以使 HLA 不相
合的供者淋巴细胞经过基因修饰 ,同样能够达到以
上效果 ,从而成为免疫治疗的突破性进展。
3. 2 免疫耐受细胞的清除
3. 2. 1 CD4 + CD25 + T 细胞的清除 :在人的外周血
中存在 6 %的 CD4 + CD25 + 的免疫抑制 T 细胞[27 ] ,
通过细胞间的直接作用可抑制 CTL 细胞的功能和
增殖 ,下调 APC 细胞共刺激分子 CD80、CD86 的表
达 ,并能够释放免疫抑制因子 ( TGF2β) 。在动物模
型中已经证实 , 通过清除免疫抑制细胞就可以明显
增加机体的抗肿瘤能力。在人体研究中也发现 ,卵
巢癌患者外周血中和非小细胞肺癌患者 TIL 细胞
中 ,免疫抑制细胞的比例明显增高[28 ] ,应用抗 CD25
抗体可明显降低外周血中免疫抑制细胞的数量 ,明
显增加抗肿瘤免疫反应的强度 ,是今后提高过继免
疫治疗效果的策略之一。
3. 2. 2 不成熟髓样细胞的清除 :在机体内还有一种
免疫耐受细胞 ,称为不成熟髓样细胞 (immature my2
eloid cells , ImC) ,该细胞来源于造血前体细胞 ,但
不能顺利分化成 DC 样细胞 ,目前已有研究发现
ImC 细胞在肿瘤患者体内要比正常人多 5 倍以上 ,
在细胞培养中可观察到 ImC 细胞能够明显抑制特
异性 T 淋巴细胞增殖[29 ] 。目前克服这种免疫耐受
的机制主要是应用全反式维甲酸使这些细胞进一步
分化为 DC 而降低其免疫抑制作用。
3. 2. 3 非清髓性化疗 :此外在效应细胞进行输注之
前 ,应用非清髓性化疗进行淋巴细胞清除术 ,可明显
增加过继免疫治疗的效果 ,这在动物实验和临床试
验中已得到证实。进行淋巴细胞的清除 ,能够为输
注的效应淋巴细胞提供增殖空间 ,更重要的是能够
清除免疫抑制的细胞 ,重新建立 T 亚群的稳态平
衡 ,以及消除其他一些免疫耐受的机制[30 ] 。
4 结语
随着分子生物学、免疫学技术的不断进步 ,人们
对肿瘤免疫反应和免疫耐受机制的了解不断深入 ,
新的肿瘤抗原不断被发现 ,体外筛选和扩增特异性
淋巴细胞以及克服免疫耐受的问题得到进一步解
决。这些成果有待于应用到临床最佳
的选择 ,
以进一步提高抗肿瘤免疫反应的临床疗效。
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