第一节 肿瘤和宿主免疫系统间的相互作用

 

肿瘤特异性抗原的鉴定是肿瘤免疫学中的一个重要进展，但正常抗肿瘤免疫在肿瘤病人中的功效是很有限的，虽可鉴定出肿瘤抗原，却不能因此制备出有用的抗癌疫苗，故必须增强对肿瘤抗原的细胞免疫。

机体对肿瘤的防御能力受到多种免疫介质的控制，其中也包括细胞因子。细胞因子介导的免疫治疗是癌症治疗中的一种有效措施，并已应用于临床，但临床试用的初步成效仍很有限。究其原因部分是由于肿瘤细胞抗原处理和呈递上的固有缺陷，以及由于免疫原性肽和MHC形成复合体的降低或消失而逃避了机体免疫系统的识别所致。由于缺少从APC发出的协同刺激信号，致使在抗原-MHC复合体经识别后而出现T细胞无反应性，这也是免疫应答发生的主要限制。多数肿瘤均不能表达B7分子，故肿瘤细胞不能诱发足以阻止肿瘤生长的免疫应答。

一、肿瘤诱发的细胞因子和免疫抑制

肿瘤细胞产生的免疫抑制性细胞因子包括TGF-b、IL-10和血管内皮生长因子（VEGF）。这些细胞因子能引起免疫应答的全身性和特异性抑制（表 -1）。此外，肿瘤亦可诱发肿瘤特异性CTL的耐受性。

 

表 -1 免疫抑制性细胞因子对肿瘤浸润性淋巴细胞功能的作用

                                    TGF-b         IL-10           VEGF

             T细胞生长抑制                               +                  -                     +

             CTL分化抑制                                  +                 +                     +

       细胞因子产生抑制                         +                 +                     -

             T细胞无反应性诱导                       +                  -                     -

       细胞毒性作用下调                         +                 +                     -

       抗原呈递作用抑制                         +                 +                     -   

              Th1-Th2细胞平衡移至Th2细胞    +                 +                     -

       粘附/协同刺激分子下调                +                 +                     -

             CTL介导裂解的抗性                       -                  +                     -

1、TGF-b介导的免疫抑制

TGF-b是目前已知最强的一种免疫抑制因子，可作用于参与天然免疫和获得性免疫细胞的增殖、活化与分化过程。它也可抑制免疫调节性细胞因子的产生，其中包括单核细胞产生的最为重要调节性细胞因子IL-12。作为主要的天然抑制物，TGF-b是CTL分化的强抑制物，表明其在体内亦影响肿瘤反应性CTL的发育。

2、IL-10介导的免疫抑制

许多人类肿瘤细胞自发地分泌IL-10，可抑制Th1细胞的细胞因子的合成。这种抑制作用与巨噬细胞辅助功能的抑制有关，从而导致MHC II类表达下调和抗原递呈至反应性T细胞过程中的缺陷。

3、VEGF导致的免疫抑制

VEGF是多数肿瘤细胞所产生的细胞因子，它具有生成血管的作用，同时能明显地抑制CD34前体细胞分化成为树突细胞。VEGF抑制由肿瘤细胞上清液诱发的树突细胞分化，而且这种抑制可被抗VEGF抗体所阻滞。

二、细胞毒细胞是免疫抑制性细胞因子的靶细胞

CTL和NK细胞一样，是针对肿瘤细胞而产生的主要效应细胞，它在识别MHC I类分子的基础上，对识别和消除异常细胞起着重要的作用。MHC I类抗原表达的消失是肿瘤细胞逃逸免疫监视作用的一种机制。HLA I类分子的基因传递已证实可诱发肿瘤病人的抗肿瘤免疫应答。

CTL最少有两条独立的裂解靶细胞的途径。一条主要途径为含有细胞毒效应分子穿孔素和颗粒酶B颗粒的外排。另一条细胞毒杀伤途径则主要根据表达于靶细胞上的Fas和表达于CTL效应细胞上的FasL间的细胞与细胞相互作用而形成。

肿瘤细胞产生的细胞因子能明显地影响肿瘤浸润细胞反应的后果，并因而干扰肿瘤发展的控制。肿瘤细胞产生的IL-6、IL-10和TGF-b在下调或麻痹宿主的免疫系统上起主要作用。此外，肿瘤细胞通过两种方式逃避宿主免疫系统的攻击：（1）对由细胞毒细胞、Fas和膜结合TNF（mTNF）或可溶性TNF（sTNF）所激发的凋亡产生抵抗性；（2）表达FasL，并通过Fas-FasL相互作用而杀灭浸润的免疫效应细胞。

三、肿瘤细胞中抗原处理机制的缺陷

重组DNA技术和细胞免疫学的进展，以及对CTL识别抗原的分子基础的了解，有可能鉴定出几种由人类MHC I类分子所限制的肿瘤相关抗原（TAA），这些肿瘤抗原可被CD8⁺CTL识别。目前鉴定的TAA大致可分为3类：（1）正常未发生突变的基因所编码的TAA在肿瘤细胞所表达，但在正常细胞内处于隐伏状态，如MAGE家族成员；（2）组织特异性分化抗原，如酪氨酸酶；（3）普遍表达基因发生点突变生成的新表位，如CDK3、b-链素（b-catenin）及MUM-1/L33-B。

1、MHC I 类抗原呈递

典型的MHC I类抗原途径在呈递所有由内源性合成蛋白质衍生的肽类过程中起作用。TAP（抗原处理相关转运蛋白1和2）在抗原呈递中的作用非常重要。

2、人类肿瘤中TAP的消失

3、恶变细胞中抗原处理机制缺陷的分子机制

四、人类肿瘤HLA I类表型改变的免疫监视

1、肿瘤组织中HLA I类表型的改变

2、HLA依赖性细胞介导抗肿瘤效应机制

3、HLA缺陷肿瘤逃避T细胞NK细胞的攻击

4、HLA消失与肿瘤生存

 

第二节  肿瘤的免疫学治疗

 

一、抗体的治疗

1、抗体治疗的机制

2、用于血液肿瘤诊断和治疗的单克隆抗体

（1）放射性核素标记单克隆抗体：

（2）连接毒素的单克隆抗体：

（3）连接药物的单克隆抗体：

3、单克隆抗体在血液肿瘤治疗上的具体应用

（1）体外净化骨髓：

（2）白血病的抗体治疗

4、抗体治疗存在的问题和展望

      人抗鼠抗体反应

二、细胞免疫治疗

1、CML的细胞免疫治疗

2、骨髓移植后疾病复发的细胞免疫治疗

三、细胞因子的应用   

 

四、基因治疗

           1、TIL的基因修饰

           2、肿瘤细胞的基因修饰

3、自杀基因的应用

 

第三节  肿瘤特异性主动免疫治疗的新策略

 

肿瘤主动免疫治疗的根本思想就是用肿瘤抗原在体内激发机体自身的免疫保护机制，从而达到治疗肿瘤或预防复发的作用。与其它治疗手段相比，主动治疗有以下几个特点：1 通过主动免疫能够激发全身性的抗肿瘤效应，与手术、放疗相比，作用范围更加广泛，特别适用于多发病灶或有广泛转移的恶性肿瘤；2 主动免疫治疗通过调动机体自身的力量达到抗肿瘤作用，与放疗和化疗相比，副作用很小；3 由于部分肿瘤表达的抗原是自身组织的正常成分，所以用该抗原进行主动免疫可能打破自身免疫耐受而导致自身免疫性疾病的发生。

一、肿瘤抗原

1、 肿瘤抗原的发现

2、 肿瘤抗原的分类 

（1）黑色素瘤抗原

（2）基因突变产生的肿瘤抗原，包括癌基因如ras、抑癌基因如p53等

（3）异常表达的正常成分, 如端粒酶，

（4）致瘤病毒的抗原成分

二、肿瘤主动免疫治疗分类

根据主动免疫所采用的抗原及免疫方式，将其分为以下几种：1肿瘤细胞疫苗，以完整的肿瘤细胞作为肿瘤抗原的来源，通过不同方式进行修饰后用作疫苗。2多肽疫苗，T细胞在机体抗肿瘤作用中具有很重要的作用，而T细胞识别的肿瘤抗原是由MHC分子呈递的抗原性多肽分子，这些具有免疫原性的多肽分子即为多肽疫苗。3表达肿瘤抗原的重组病毒和DNA疫苗，这种建立在迅速发展的分子生物学基础上的肿瘤疫苗，是以某些病毒或质粒DNA作为载体，直接在体内表达相关肿瘤抗原。 4 APC为基础的肿瘤疫苗或称为APC疫苗，此类肿瘤疫苗的理论基础是APC的抗原呈递功能。5 独特型与抗独特型疫苗。6细胞因子基因转导的肿瘤疫苗。7 MHC和B7分子转基因的肿瘤疫苗。

三、肿瘤疫苗的分子设计

尽管人们对肿瘤抗原的认识有了巨大的进展，某些肿瘤特异性或相关性抗原得到公认，但大多数肿瘤的抗原仍然不清，这就不得不将希望寄托在肿瘤细胞上，希望通过各种不同的方法对肿瘤细胞进行修饰或提高其免疫原性，得到更好的肿瘤疫苗。修饰的方法很多，包括中草药、化学药物、细菌及其产物等。

1、   MHC和B7等分子转基因的肿瘤疫苗

CD8⁺的T细胞（CTL）是机体抗肿瘤反应的重要效应细胞。CD8⁺的T细胞必须识别由肿瘤细胞的MHC I类分子所呈递的肿瘤抗原才能被活化，部分肿瘤细胞缺乏MHC I类分子的表达，无法呈递肿瘤抗原，也就难以诱导产生肿瘤特异性的杀伤性T细胞。因此设想将MHC I类基因导入此基因表达缺陷的肿瘤细胞以制备肿瘤疫苗。

CD4⁺的Th细胞在肿瘤免疫中的作用在某种程度上更胜过CTL。Th细胞分泌的细胞因子对CTL的产生是必不可少的。Th细胞识别由MHC II类分子呈递的肿瘤抗原。然而绝大多数人类肿瘤细胞不表达MHC II类分子，因此缺乏Th细胞应答被认为机体抗肿瘤免疫缺陷的一个重要原因。实验证明将MHC II类分子的cDNA通过基因工程的方法导入肿瘤细胞，可诱导产生对该肿瘤的特异的免疫保护。

B7是辅助刺激分子，可提供非特异的辅助刺激信号作为T细胞活化的第二信号。B7通过与T细胞表面的CD28（B7的配体）相互作用，CD28向T细胞传入辅助刺激信号。但除了少数造血系统来源的肿瘤外，绝大多数人类肿瘤不表达B7等辅助刺激分子，因此认为辅助刺激信号的缺如可能是机体抗肿瘤免疫应答缺陷的重要原因。所以用B7或其它粘附分子转染瘤株制备肿瘤疫苗的研究取得了预想的结果。（多媒体制作时加一些实验例子 P1276）

2、细胞因子基因转染的肿瘤疫苗

细胞因子在免疫应答的诱导和效应阶段都具有不可替代的作用，尤其是CTL等效应细胞的产生需要诸如IL-2、趋化因子等细胞因子（如TKL、LAK的研究）。

将细胞因子（IL-2、IL-4、GM-CSF、IL-12）的cDNA导入肿瘤细胞，可获得不同程度的免疫应答增强，诱导免疫记忆等效果，其中IL-2、GM-CSF基因转染制备的瘤苗较好。单一细胞因子基因转染有时不能诱导很强的抗瘤反应，可以同时导入多个细胞因子，结果表明，共同转染的瘤细胞的致瘤性较单基因转染者低，用做肿瘤疫苗的免疫保护和治疗作用均更强。

3、多肽疫苗

使用肿瘤抗原性多肽进行肿瘤的主动免疫治疗反映了有关肿瘤抗原及免疫

学的进步。T细胞是主要的抗肿瘤效应细胞。TCR所识别的是由MHC分子呈递的多肽片段，CTL在行使杀伤功能所识别的靶抗原也是多肽。

          （1）肿瘤抗原性多肽的获得及作用 （肽7~9肽，MHC槽）选择与MHC 分子的抗原结合位点有较高亲和力的片段，以此片段作为抗原进行免疫，已经证明多肽能够作为抗原诱导出特异的免疫应答。（举例  见书 1279）

（2）多肽疫苗存在的问题及对策

分子量太小，免疫原性较低，解决途径：肽免疫的同时加佐剂（肽与脂质成分结合）；将多肽抗原与树突细胞在体外共育后，用树突细胞进行免疫；个别氨基酸置换可提高多肽免疫原性；

游离肽在体内易为血清酶降解，可通过对多肽进行修饰或将多肽以缓释微球技术进行免疫，可延长多肽抗原在体内存留时间；在抗原性多肽的N端加上一段糖类侧链，可大大提高多肽的稳定性。

肿瘤的异质性导致同一瘤体不同瘤细胞的免疫原性差异很大，使选择作为疫苗的抗原性多肽更为`复杂。“多价”抗原可克服肿瘤异质性的问题，故选用肽段的延长或多个抗原肽混合构成一个“多价”抗原。

如何获得肿瘤抗原性多肽：A 人工合成大量前后重叠的短肽（8~10肽），用CTL进行筛选；肽库寻找抗原表位，肽库技术是采用基因工程的方法得到大量的一定长度的随机肽段，然后从中筛选与MHC分子结合的多肽。

4、重组病毒或核酸瘤苗

    通过基因工程的方法在体内表达肿瘤抗原是肿瘤主动免疫的方法之一。分子生物学的飞速发展使得多个肿瘤抗原的基因完全清楚，许多致瘤病毒的基因组也有了深入的了解，为直接在体内表达肿瘤抗原奠定了基础。

（1）表达肿瘤抗原的重组病毒  通过反转录病毒载体向小鼠CT26结肠肉

瘤中转入一个模拟的肿瘤抗原，可使动物获得对该肿瘤的抵抗力。实验表明，这种免疫能够诱生CTL活性，提示重组病毒免疫的确可以诱生出特异的抗肿瘤免疫应答。

（2）核酸疫苗  DNA以核苷酸形式进入机体，其本身没有致病性，DNA免疫原性较低，一般不会诱生抗DNA抗体。其它优点：1 制备简便；2 十分稳定，应用方便；3目的基因可以和编码某个细胞因子或辅助刺激因子的质粒同时免疫，利用后者编码产生的因子对目的基因引发的免疫应答进行调节，有利于提高免疫效果； 4 基因载体的质粒具有很好的佐剂作用。有的载体具有免疫促进作用，称为免疫刺激序列：ISS。ISS具有以下特点：5’-嘌呤-嘌呤-CG-嘧啶-嘧啶-3’，即CpG基序。CpG能刺激产生IFN-g和IL-12，更有利于诱导产生Th1细胞免疫应答，也能促进B细胞活化。

（3）mRNA瘤苗

5、独特型和抗独特型瘤苗

（1）独特型瘤苗

（2）抗独特型瘤苗  针对肿瘤抗原的免疫应答能够产生具有独特型决定簇的抗体，这些抗体的独特型决定簇能够进一步诱发抗独特型反应，产生抗独特型抗体。抗独特型抗体可以模拟起始免疫应答的抗原分子的抗原性表位，即抗独特型抗体和起始免疫应答的抗原分子具有相同的或类似抗原性表位。抗独特型抗体作为肿瘤疫苗，能够模拟肿瘤的独特型抗原表位诱发特异性的抗肿瘤反应。