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免疫学基础

时间:2022-05-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于其氨基酸序列具有一些黏蛋白分子的特性,故将其命名为CA125。正常细胞系、胎儿、成年人的正常组织或良性卵巢组织无OC125抗原。自卵巢癌相关抗原CA125应用于临床之后,众多学者对其进行了广泛深入研究,赫平和李昌忠的研究结果表明,CA125与卵巢上皮癌临床分期有明显关系。总之CA125在卵巢癌的诊断、疗效监测和免疫治疗方面显示出可喜的应用前景。

一、卵巢肿瘤抗原

随着单克隆抗体技术和免疫标记技术的发展,检测诊断癌症的相关抗原越来越多。

1.糖类抗原125(CA125) 在恶性肿瘤尤其是卵巢肿瘤诊断中已被广泛使用。胚胎发育期的体腔上皮可找到此抗原,如子宫内膜、宫颈内膜、腹膜、胸膜及心包膜等,但正常胎儿及成年人正常卵巢组织中不存在。CA125是用卵巢浆液性囊腺癌细胞免疫小鼠并与骨髓瘤细胞杂交得到的单克隆抗体,取名为OC125,所能识别的抗原,是一种位于染色体19p13.2区域,并含有5797个碱基对的跨膜糖蛋白,属于IgG1。由于其氨基酸序列具有一些黏蛋白分子的特性,故将其命名为CA125。基因为MUC16,而且通过转染技术已经证实MUC16就是CA125。CA125相对分子质量为20万~100万,为高分子糖蛋白。外形呈环行结构,含24%的糖类,是一种类似黏蛋白的糖蛋白复合物,属于IgG。健康成年人IgG1的浓度<35U/ml。CA125是由Bast1981年首先用卵巢浆液性腺癌细胞系制备成单克隆抗体(OC125)。因其主要在卵巢中发现,故又称卵巢相关抗原B。正常细胞系、胎儿、成年人的正常组织或良性卵巢组织无OC125抗原。

自卵巢癌相关抗原CA125应用于临床之后,众多学者对其进行了广泛深入研究,赫平和李昌忠的研究结果表明,CA125与卵巢上皮癌临床分期有明显关系。在各期阳性率从高到低依次为Ⅳ期、Ⅲ期、Ⅱ期、Ⅰ期。虽然早期(Ⅰ期)诊断阳性率低,部分病例漏诊,但动态观察CA125随着病情发展其明显升高,两者呈平行关系。沙玲等认为,术后2个月内的血清CA125水平有可能不能准确地反映手术肿瘤减灭程度,而术后24个月内的血清CA125水平可以反映手术肿瘤减灭程度。一些学者曾用二次探查术评价CA125对病情监测的准确性,并以CA125>35U/ml为阳性界值,阳性预告值为100%,但阴性预告值仅为50%。当CA125>35U/ml时总是预示有肿瘤的存在。即便剖腹术后一时找不到复发灶也不可放弃努力。很可能在腹膜后淋巴结群中找到转移灶。同理CA125<35U/ml也不可忽视。因为CA125>35U/ml时有85%的患者有癌组织存在,而CA125<35U/ml的患者癌组织存在者仅占28%。同样有很多学者发现,血清CA125值在20~35U/ml的化疗患者,二次探查术中发现部分患者有肿瘤复发,甚至有学者提出CA125安全值应定在15U/ml以下。这些研究均表明,对临界值以下的CA125水平动态观察有重要的临床价值。总之CA125在卵巢癌的诊断、疗效监测和免疫治疗方面显示出可喜的应用前景。

2.HE4 是由位于染色体20q12-13.1的HE4基因(又名WFDC2)编码,为含有乳清酸型4个二硫键核心域(WFDC)的蛋白质,相对分子质量为13 000左右。HE4可通过血清检测,主要在生殖系统、上呼吸道、乳腺上皮、肾远曲小管、结肠黏膜中表达,正常卵巢表面上皮中无HE4表达;在卵巢浆液性癌中的表达水平最高,在肺癌、乳腺癌、移行细胞癌、胰腺癌中HE4也有中到高水平表达,在结肠癌肝癌、胃癌、前列腺癌中则多为低水平表达。1999年,Schummer等通过cDNA微阵列、反转录聚合酶链反应和Northerm印迹杂交等方法分析了不同来源的卵巢癌及癌旁组织中的HE4基因表达水平,发现其mRNA在卵巢癌组织高表达,但在癌旁组织中不表达。随后Hough等应用基因表达大规模序列分析法证实了上述研究结果。Bingle等报道,HE4蛋白虽可表达于正常组织,并非肿瘤特异性蛋白,但与卵巢癌组织比较存在表达量的差异,说明HE4有可能成为提高卵巢癌诊断敏感性的新的标志物。2003年,Hellstrom等通过免疫组化方法以及对卵巢癌患者和健康人血清中的HE4蛋白水平的比较,发现HE4在卵巢癌组织中表达普遍上调,并且在大多数卵巢癌患者的血清中含量水平升高,证实该蛋白可作为临床诊断卵巢癌的一个新指标。Moore等对与卵巢癌高度相关的数个盆腔包块患者的标志物进行一系列的血清学检测,并建立对数回归模型水平进行交叉组合分析发现,就单一标志物而言,HE4在良性疾病中的表达小于CA125,有更好的特异性;就组合标志物而言,HE4与CA125联合检测不仅是不同的肿瘤标志物组合中敏感度最高的,而且HE4还可增加CA125的敏感性和特异性,具有最高的预测性。

3.甲胎蛋白(alpha-fetoprotein,AFP)

1924年Abeler在生长肝癌的小鼠血清中发现,因其电泳位置相当于a球蛋白,又存在于胎儿血清中,故名AFP。胚胎蛋白中除AFP外,还有a2HF,βSFP及γFP。AFP在胚胎早期血中可达4~5mg/L,以后逐渐下降,成年人时血清中不超过2~15ng/ml。AFP是—种糖蛋白,具有一个多肽链,理化性质与血清蛋白相近。能与雌激素结合,抑制淋巴细胞的活力。它在哺乳动物胚胎期由肝实质细胞和卵黄囊细胞合成,来源于内胚层的胃肠道黏膜细胞也可以少量合成。当干细胞或生殖胚胎组织发生恶性病变时有关基因重新被激活,使原来已丧失合成AFP能力的细胞又重新开始合成,以致血中的AFP含量明显升高。对成年人肝癌、卵巢内胚窦瘤、未成熟畸胎瘤、胚胎癌、睾丸生殖细胞瘤等,均可在血清中测出,孕妇血中峰值在妊娠15周左右,也可用于检测胚胎的神经管异常,如脊柱裂、无脑儿等。肝癌、肝炎、肝硬化患者,均有不同程度升高。

4.癌胚抗原(carcino embryonic antigen,CEA) 1965年Gold等提出的一种糖蛋白,是一种结构复杂的可溶性糖蛋白,每一分子平均由45%的蛋白质及55%糖类组成,含有岩藻糖、甘露糖、半乳糖唾液酸。其抗原决定簇较多,不仅存在于正常6~24周胎儿胃肠道上皮细胞膜上,还存在于肠道腺癌细胞中,也见于肺癌、乳腺癌、膀胱癌等。相对分子质量约为200×103。研究表明,它的组分并非单一。CEA的编码基因位于19号染色体。1965年Gold和Freedman首先从人的结肠癌的组织发现胚胎性致癌抗原。正常成年人血清CEA水平极低,而失去极性的癌细胞分泌CEA进入血液和淋巴,导致血液中CEA水平增高。CEA并非一种癌的特异性抗原,而是癌的一种相关抗原,缺少特异性。女性生殖系统肿瘤的诊断也有一定参考价值。在妇科恶性肿瘤中,子宫颈癌、子宫内膜癌、卵巢上皮癌及非上皮性癌、血清阳性率分别为41.4%,27.6%,39.5%,30.0%。25%~60%的卵巢癌患者CEA可为阳性,其血清值与卵巢癌的分期、分级、预后及组织类型有关。CEA对卵巢上皮性肿瘤较敏感,特别是卵巢黏液性癌的诊断有一定参考价值。

5.细胞质胸苷激酶1(cytoso licthym idinekinas-1,TK1) 近年新发现的与DNA合成和细胞增殖紧密相关的关键酶之一。正常人血清中的TK1活性和浓度水平极微,随着癌细胞的增殖,TK1的活性和含量增高。TK1是嘧啶代谢循环的关键酶之一,在ATP为供者和Mg2+参与的条件下,催化脱氧胸苷为胸苷单磷酸(thymidine monophosphate,TMP),TK1是胸苷激酶的同工酶,定位于细胞质,免疫组织化学染色表现为细胞质呈棕黄色。测定TK1在组织中的表达情况可为判断患者的预后提供一定依据。研究表明TK1表达程度和表达强度可能为判断上皮细胞从良性到恶性变化提供依据。此外,原始干细胞所在位置常为TK1表达阳性的位置,说明干细胞的增殖与TK1的表达有关。

6.配对盒基因2(paired box2,Pax 2)

发育调控基因Pax基因家族的一个重要成员,与人类许多重要器官的发育密切相关。Pax2通过抑制p53基因启动子和p53反式激活而发挥抑制p53基因表达的功能。免疫组化染色阳性定位于细胞核。Tung等认为,低度恶性潜能的卵巢肿瘤和低级别浆液性卵巢癌与高级别浆液性卵巢癌在致肿瘤的连续谱中代表不同的分化阶段以及不同的发展路径,并且通过实验发现,Pax2在低级别卵巢浆液性癌肿是一个上调基因,免疫组化染色发现具有低度恶性潜能的肿瘤和低级别癌较高级别卵巢癌中的核染色更为明显。因此Pax2可以用来作为卵巢肿瘤分级的一个客观指标,这对卵巢肿瘤的生物学研究将是一个新的尝试。

7.Wilms瘤基因1(Wilms tumor suppressor gene 1,WT 1) 位于11p13。在泌尿生殖道的发育中起作用,具有抑癌功能。Wilms瘤基因产物是细胞核内的一种DNA结合蛋白。免疫组化染色阳性定位于细胞核。Wirote等研究发现,50%的卵巢高分化浆液性癌WT 1呈阳性表达。也有报道在卵巢浆液性癌中的表达阳性率为93%,阳性率表达的差异性原因尚不清楚。Wirote等还发现,WT 1的基因表达与Pax2有关,从而阐述了WT 1可能与卵巢癌的细胞分化有关,高级别卵巢癌WT 1基因的高表达提示可能预后不良。

8.p53基因 全长约20 000 bp,定位于人类染色体17p13.1,分为野生型和突变型2种。野生型p53基因可使DNA受损伤的细胞停止于G1期,如损伤的DNA被修复,则可进入S期;如果损伤严重而不能修复,则出现程序性死亡。因此p53又被形象地称为“分子警察”。突变型p53则具有癌基因的作用,促进细胞的恶性转化,用免疫组织化学方法检测肿瘤组织,过表达提示存在p53基因突变。p53基因的突变和p53蛋白的过度表达提示患者不良预后和复发的可能。由于p53突变机制的不同,可能与卵巢癌的病理级别有一定关系,不同的病理分级p53的基因表达程度不同。因此,p53表达异常可能参与了卵巢癌的发生、发展过程,与卵巢癌临床病理因素及预后密切相关,可作为判断卵巢癌预后的重要生物学指标。

9.survivin与livin 是一种细胞凋亡抑制蛋白,其表达时间为G2/M期。其作用是阻碍gaspase激活来抑制细胞凋亡,survivin在细胞分裂的前、中期浓集于染色体的着丝粒,后期定位于中间纺锤体和中间体,显示其也参与对细胞有丝分裂的调控。Cohen等通过免疫组织学学方法研究发现,卵巢癌不同病理级别Survivin表达不同,说明survivin阳性表达可能在卵巢肿瘤发生、发展中起重要作用,与卵巢癌的临床分期、病理分级有密切的相关性,可能成为卵巢上皮性癌预测预后的一个有用指标。

与survivin同属于一个家族的livin蛋白,与恶性肿瘤发生发展关系密切。根据livin基因结构特点,Livin可能参与调控胱蛋白天冬酶信号通路、丝裂原激活蛋白激酶途径与Wnt/beta-catenin信号通路,有研究指出,livin表达升高在卵巢上皮癌的发生、分化进展过程中起重要作用。

10.维A酸类化合物 维生素A的衍生物,通过激活其特异核受体[维A酸核受体(retinoic acid receptor,RAR)和维A类X受体(retinoid X receptor,RXR)]蛋白来调控核基因的表达。RAR和RXR各自有α,β,γ等3个亚型,与卵巢癌关系最为密切的核受体为RARα和RXRβ。全反式维A酸(all-trans retinoic acid,ATRA)是一经典的细胞诱导分化剂,可以诱导某些肿瘤细胞向高分化甚至良性方向转化,降低肿瘤的恶性程度,同时几乎没有化疗药物的细胞毒作用,ATRA主要作用于RAR和RXR,通过核受体形成RARα-RXRα异二聚体。刘琦等认为,ATRA可使卵巢癌细胞停滞于G1中晚期,抑制其进入S期,从而对卵巢癌具有抑制作用。免疫组织化学染色RAR及RXR阳性主要定位于核,其中RARα的表达与临床分期、病理分级有关,分期越晚,阳性表达率越高,恶性程度也越高,但与卵巢癌的病理类型及浸润情况无关。

11.CD24 一种细胞膜表面的膜糖蛋白,参与了细胞间黏附过程,在细胞内信号传导过程中发挥调控作用。CD24作为一种细胞黏附分子与肿瘤的远处转移有关,在恶性肿瘤的转化、生长、增殖演进过程中具有不可估量的作用。CD24的研究目前主要集中在乳腺癌发生、发展上,更多数据支持CD24具有促进肿瘤细胞生长、增殖、侵袭及转移等作用,并与预后密切相关。Baumann等发现,CD24在不同来源的癌细胞株生长过程中起重要作用。Nestl等应用Northern杂交印迹和免疫组化方法对小鼠肿瘤细胞及人类肿瘤组织进行研究,证实CD24表达与肿瘤的转移表型相关,提示CD24高表达可促进肿瘤细胞转移行为发生。Lee等通过meta分析研究,在女性生殖道肿瘤CD24的阳性率为68%,结果强烈支持CD24是一个预后不良的重要标记物,尤其是促进卵巢癌的发展和转移。因此,CD24有望成为一个非常有用的肿瘤生物治疗靶点的标记物。

12.CD44分子 属于细胞黏附分子家族,人类CD 44基因位于11号染色体短臂上,是具有20个外显子的单基因,其中10个外显子编码正常的CD44(H-CAM),另外10个外显子(v1-v10)表达产物为细胞特异黏附分子CD44剪接变异体。目前研究最多的为CD44v3,v5,v6及H等。CD44v3与肿瘤的特征、局部免疫调节有关。CD44v5主要出现肿瘤的发生发展中,通过细胞内氨基端结构影响细胞内骨架蛋白的构成和分布,参与肿瘤转移。有研究发现,随着肿瘤病理分化程度的降低,CD44v5阳性表达率均呈增高趋势。CD44v6在卵巢恶性上皮性肿瘤的表达表明该肿瘤可能已经发生了转移,且预后差,在其他类型癌中已证实CD44v6与肿瘤的临床分期、淋巴结转移及远处转移有关。CD44 H又称归巢黏附分子,是参与卵巢癌种植转移的必要因素,还是间质干细胞的标记物。它在间质中分布广泛,是介导细胞信息传递的关键环节,能模仿淋巴细胞归巢过程,参与肿瘤细胞淋巴结转移。CD44的变异糖基化有促进肿瘤黏附的作用,变异的CD44常在转移灶中被发现,因此,随着卵巢癌临床分期的进展及淋巴结转移,CD44v5/v6阳性表达率均显著增加。有研究表明,CD44的表达阳性率增高,与卵巢癌的增殖相关。目前很多研究都认为,CD44可能是肿瘤干细胞的免疫表型特征之一。

13.CD133蛋白 是在人类造血干/祖细胞上的一种跨膜糖蛋白,最初被认定为造血干细胞的特异性标志。后来发现CD133蛋白在神经干细胞、表皮干细胞、内皮祖细胞等多种干/祖细胞中都有表达。研究发现,CD133在白血病干细胞、脑肿瘤干细胞、大肠癌干细胞、前列腺癌干细胞、肝癌干细胞等多种实体肿瘤干细胞中均有表达,提示CD133可能是肿瘤干细胞的一种广谱标志物,在肿瘤干细胞的筛选和鉴定中具有一定的参考价值。Bao等证实CD133阳性的细胞具有抵抗放疗的作用,具有肿瘤干细胞的特征。Singh等通过对脑肿瘤干细胞的研究认为,CD133可以作为筛选干细胞的独立因素,可以和其他标志物共同作为筛选干细胞的标志,Kusumbe等研究报道卵巢癌常表达CD133,且CD133与卵巢癌转移灶的脉管形成有关。

二、机体抗肿瘤作用机制

肿瘤宿主通过免疫反应发挥抗肿瘤作用,抵抗肿瘤在体内增生,称为免疫监视,主要包括体液免疫及细胞免疫。

(一)体液免疫机制

一般认为细胞免疫是抗肿瘤免疫的主力,体液免疫仅在某些情况下起协同作用。对于大多数免疫原性强的肿瘤,特异性免疫应答是主要的,而对于免疫原性弱的肿瘤,非特异性免疫应答可能具有更重要的意义。抗肿瘤抗体可通过以下几种方式起作用。

1.激活补体系统溶解肿瘤细胞(CDC)

细胞毒性抗体(Ig M)和某些IgG亚类(IgG1,IgG3)与肿瘤细胞结合后在补体参与下能溶解细胞。

2.抗体依赖细胞介导的细胞毒作用

(ADCC) IgG类抗体能使多种效应细胞如巨噬细胞、NK细胞、中性粒细胞等发挥ADCC效应,使肿瘤细胞溶解。

3.抗体的调理作用 吞噬细胞通过表面Fc R吞噬结合了抗体的肿瘤细胞。

4.抗体封闭肿瘤细胞上的某些受体

例如转铁蛋白可促进某些肿瘤细胞生长,其抗体可通过肿瘤细胞表面的转铁蛋白受体阻碍其功能,抑制细胞的生长。

5.抗体使肿瘤细胞的黏附特性改变或消失 抗体与肿瘤细胞膜抗原结合后,可使肿瘤细胞黏附特性发生改变或丧失,有助于控制肿瘤细胞生长和转移。

抗体通过以上5种方式可发挥抗肿瘤作用,用单克隆抗体治疗某些肿瘤也取得一定效果,值得注意的是有些实验证据表明,在荷瘤宿主的自然状态下抗肿瘤体液免疫应答似乎与宿主对肿瘤的抵抗性无关,相反在某些情况下,肿瘤特异性抗体非但不能杀伤肿瘤细胞,反而会干扰特异性细胞免疫应答对肿瘤细胞的杀伤作用。这种具有促进肿瘤生长作用的抗体被称为增强抗体。一般认为,增强抗体是通过覆盖肿瘤抗原位点而封闭了杀伤性免疫作用。因此,单抗杂交瘤细胞株筛选十分重要。

(二)细胞免疫机制

细胞免疫比体液免疫在肿瘤免疫效应中有更重要的作用。除了下述几种在细胞免疫机制中起主要作用的效应细胞外,目前认为中性粒细胞、嗜酸性粒细胞也参与抗肿瘤作用。

1.T细胞 介导的免疫应答反应在控制具有免疫原性肿瘤细胞的生长中起重要作用。抗原活化的T细胞只能特异地杀伤、溶解带有相应抗原的肿瘤细胞,并受MHC限制。具体包括MHCⅠ类抗原限制的CD8细胞毒性T淋巴细胞和MHCⅡ类抗原限制的CD4辅助淋巴细胞。若要诱导、激活T细胞介导的抗肿瘤免疫应答,需要双重信号的刺激,即抗原与抗原特异性受体结合后的特异性信号和APC上某些分子(如B7)与T细胞上相应受体(CD28/CTLA-4)结合后的协同刺激信号。许多肿瘤细胞表达MHC-Ⅰ类抗原分子较低,常常缺乏B7,不能有效提呈抗原,也就不能有效激活T细胞介导的抗肿瘤免疫。

目前认为,CD8CTL是抗肿瘤免疫的主要效应细胞,其杀伤肿瘤细胞的机制为2种:①由其抗原受体识别肿瘤细胞上的肿瘤抗原并与之结合,借助溶细胞作用直接杀伤肿瘤细胞。②由分泌多种细胞因子,如γ-干扰素、肿瘤坏死因子(TNF),间接杀伤肿瘤细胞。CD4Th细胞在CD8+CTL的激活中起重要辅助作用。在许多情况下CD4Th细胞必须维持对肿瘤细胞免疫应答的诱导及免疫记忆。目前发现CD4Th细胞对直接杀伤肿瘤细胞也有一定的作用。但多数情况下它参与抗肿瘤细胞免疫效应,主要通过释放细胞因子如白细胞介素-2(IL-2)及γ-IFN等,激活单核-巨噬细胞、NK细胞,并增强CD8CTL的杀伤功能。

2.NK细胞 是细胞免疫中非特异性的成分,不依赖于抗体或补体、不需预活化即可直接杀伤肿瘤细胞,杀伤作用无肿瘤特异性和MHC限制性。NK细胞是一类早期抗肿瘤免疫机制中起重要作用的效应细胞。NK细胞亦可经ADCC机制杀伤肿瘤细胞。

3.巨噬细胞 在抗肿瘤免疫中巨噬细胞的作用不仅是提呈抗原的APC,而且还可溶解肿瘤细胞。巨噬细胞在诱导机体特异性体液免疫、细胞免疫应答和发挥抗肿瘤免疫细胞应答中起重要作用,但巨噬细胞是一群异质性很强的细胞,静息或处于非活化状态的巨噬细胞无杀伤肿瘤细胞的作用。在某些情况下浸润入肿瘤细胞局部的一类巨噬细胞非但不杀伤肿瘤细胞,反而通过产生表皮生长因子(EGF)、转化生长因子β(TGF-β)等能促进肿瘤产生生长和转移的因子和酶类,促进肿瘤的生长和转移。表明巨噬细胞在抗肿瘤免疫应答中具有双重性。

(三)卵巢肿瘤的免疫治疗

近年来,随着相关学科的迅速发展,肿瘤与免疫的研究日益深入,免疫在肿瘤的发生发展、预后及治疗中的作用日趋明显,免疫治疗亦逐渐由实验研究、临床研究阶段走向临床应用。免疫治疗即利用机体自身的免疫系统来直接或间接杀死肿瘤细胞,或能减轻一些肿瘤治疗时产生的不良反应。其作为继手术、放疗、化疗之后的第4种肿瘤治疗模式,愈加受到重视,包括细胞因子疗法、肿瘤疫苗疗法及肿瘤基因疗法等。

1.细胞因子疗法 细胞因子被认为与多种疾病的发病机制有关,并且在肿瘤的免疫治疗中显示出巨大的潜力。目前对卵巢癌免疫治疗有效的细胞因子主要有以下几种。

(1)白细胞介素-2(IL-2):是T淋巴细胞产生的一种免疫调节因子,相对分子量15 600 000,主要参与免疫反应,促进T淋巴细胞的增殖与分化,有着广谱的免疫增强活性。研究表明,卵巢癌细胞能抑制IL-2受体β和γ链的表达,阻断细胞因子信号传导蛋白酪氨酸激酶-下游转录因子(JAK-STAT)途径,抑制T淋巴细胞的增殖,从而造成患者免疫力低下。已证明,IL-2多种生物学功能,其中非常重要的一点就是可以诱导细胞毒性T淋巴细胞(CTL)、自然杀伤细胞(NK)、淋巴因子激活的杀伤细胞(LAK)和肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)等多种杀伤细胞分化和效应的功能,并诱导杀伤细胞产生免疫反应性纤维结合素γ(IFNγ)及肿瘤坏死因子-α(TNF-α)。

近期的研究还表明,IL-2能显著提高NK和CD3,CD4,CD8,CD25等细胞的数量及活性,增强外周血单核细胞(PBMC)分化和效应的功能,从而进一步提高机体的免疫力,从而产生抗肿瘤作用。Lustgarten J报道在IL-2存在的情况下,CD4或CD8可以直接杀死肿瘤细胞而不依赖抗体以及不受主要组织相容性抗原复合(MH C)的限制,同时阐明了IL-2参与的一种新的肿瘤凋亡机制并利用IL-2的诱导作用使之用于卵巢癌等癌症的免疫治疗。而Frost P等对两组卵巢癌和乳腺癌病人外周血干细胞移植(PBSCT)术后,早期分别采用粒细胞集落刺激因子/促红细胞生成素(G-CSF/EPO)和G-CSF/EPO配合低剂量IL-2给药,比较发现后者NK和多形核白细胞(PMN)数量显著增高,说明IL-2对卵巢癌患者外周血干细胞移植术后的骨髓及免疫重建起到了重要的作用。而针对如何提高肿瘤细胞对IL-2的敏感性这一问题的有效方法是在肿瘤局部提供有效的细胞因子浓度,提高机体免疫系统对肿瘤细胞的“异己”识别和排斥能力,增强机体对肿瘤细胞的免疫力。目前解决方案,是将细胞因子通过基因工程方法和肿瘤特异性抗体进行融合,使细胞因子靶向于肿瘤局部,诱发局部有效的抗肿瘤活性,但不引起全身性的不良反应。

(2)肿瘤浸润淋巴细胞(TIL):是指位于肿瘤细胞组织周围的淋巴细胞。具有杀伤肿瘤细胞,降低转移潜能的作用,因其与肿瘤细胞密切接触而被认为是宿主对肿瘤识别的直接而特异的表现,肿瘤组织中浸润免疫细胞数量和功能的变化在一定程度上反映了机体抗肿瘤反应的强度和总体水平。TIL因其对肿瘤细胞具有较强的特异性杀伤作用,因而一直是国内外恶性肿瘤生物治疗的热点之一。

TIL的抗瘤机制为:肿瘤抗原与MHC分子形成复合物,即MH C限制。MHCiv类分子与CD8T细胞结合,而MHC类分子与CD4T细胞结合。然后在B7分子、细胞间黏附分子(ICAM)、淋巴因子功能相关抗原(LEA-3)等共刺激因子作用下,已形成的Ag-MHC复合物激活T细胞,如B7分子可与T细胞的CD28/CTL及A-4受体结合,激活CD4及CD8细胞。被激活的CD8细胞可释放穿孔素及各种酶(如蛋白酶),使肿瘤细胞膜的钙离子通道失去平衡,导致电解质紊乱,细胞水肿而凋亡从而直接消化肿瘤细胞。激活的CD4细胞可释放多种细胞因子如IL-2,IL-4,IL-10,IL-12,IFN等,从而激活巨噬细胞,释放出IL-1,IL-6,TNF。这些细胞因子相互作用,通过直接杀伤溶解肿瘤细胞、抑制肿瘤区血管生成,切断肿瘤营养、上调MHC功能,便于肿瘤抗原提呈等途径抑制肿瘤生长。此外研究表明,TIL还有一个特殊的功能即定向聚集能力。TIL的这种定向聚集能力对于恶性肿瘤的特异性杀伤可能具有重要意义。TIL还能促进肿瘤细胞凋亡,但易产生脱敏及耐受,而有细胞因子或化疗药物的存在下TIL可恢复敏感性。有学者研究提示,卵巢癌中人类白细胞抗原(human leukocyte antigen,HLA)复合体表达的变化和TIL的质量明显相关,人白细胞位点DR抗原(HLA-DR)的表达与这些淋巴细胞数量的增加相关联。

(3)血管内皮生长因子(VEGF):是迄今发现的最重要的血管生成因子之一,在卵巢癌中有高表达。因此,有关VEGF及其受体的生物靶点治疗成为有吸引力的抗卵巢癌治疗的研究重点。其目的是用抗VEGF抗体来抑制VEGF活性,从而抑制肿瘤血管生成而达到治疗肿瘤的目的。Monk等报道证实该治疗的可行性,由于该方法很少产生耐药性,不良反应少,可长期用药或与几种抗血管药物或与其他抗肿瘤药物联合应用,在卵巢癌临床观察中已取得了良好的疗效。

2.肿瘤疫苗疗法 与以预防感染性疾病为主要目的传统疫苗所不同,肿瘤疫苗的作用为加强和提高机体自身免疫功能和识别肿瘤抗原能力、避免肿瘤逃避免疫监视、启动自身主动的生理免疫抗瘤能力。在根治已有肿瘤的同时,不对正常组织造成损伤,并产生长期的免疫记忆来保护宿主免于复发,这也是它优于化疗或者放疗的地方。随着对肿瘤免疫机制的深入研究,人们进一步认识到存在于肿瘤逃逸和免疫治疗之间的种种障碍,如肿瘤患者常常存在多种免疫下调机制,肿瘤部位缺乏引起抗肿瘤免疫的危险信号,肿瘤抗原的抗原性弱或大部分肿瘤相关抗原是自身抗原以及抗原呈递细胞活性差等。因此,多种以激发免疫系统活性,克服免疫系统对肿瘤抗原耐受的技术正在研究之中。研究较多的肿瘤疫苗如下。

(1)树突状细胞疫苗(dendritic cells vaccines):树突状细胞是免疫系统中最强的抗原呈递细胞,主要来源是骨髓、外周血、脐带血,能高表达MHCⅡ及MHCⅠ等免疫刺激分子,其特点是能有效地呈递肿瘤抗原,并有效刺激静息T细胞、使其能被T细胞识别从而激活机体的抗肿瘤免疫反应。而机体其他抗原提呈细胞均无此特性。通过不同形式的抗原修饰的DC可增强其抗肿瘤的免疫原性。目前以DC疫苗为基础的肿瘤疫苗已在非小细胞性肺癌、肾癌、肝癌等研究中先后完成了临床试验。肿瘤细胞与DC的融合疫苗,其优越性在于无须确知特异性肿瘤抗原,并通过DC强大的抗原呈递作用将肿瘤抗原呈递给T细胞,刺激T细胞增殖,从而诱导宿主产生特异性CTL活性及抗肿瘤免疫应答。有报道用卵巢癌患者单个核细胞体外培养成熟DC与经辐射致凋亡的其自身肿瘤细胞在体外融合,可激发增殖更多肿瘤特异性T细胞,加速肿瘤细胞凋亡,延长T细胞的保护作用时间。此研究促进了融合疫苗进入临床的研究进展,同时揭示,个体化DC融合瘤细胞疫苗对自身卵巢癌患者免疫治疗的可行性。而肿瘤相关抗原肽负载DC疫苗利用肿瘤抗原肽致敏DC的良好靶向性,显著诱导机体产生抗原特异性CTL,产生保护性反应。Ueda等报道,从13例肿瘤晚期的患者外周血中成功地诱导了成熟的DC,对其在癌胚抗原(carcino-embryonic antigen,CEA)抗原肽的修饰下作为肿瘤疫苗有效性和安全性进行检测。

体外实验发现,修饰后的DC疫苗可明显引起肿瘤患者免疫应答,刺激T细胞增殖和毒性,杀伤肿瘤细胞。为以DC疫苗为基础的肿瘤免疫治疗临床应用的可行性,安全性提供了重要依据。单克隆抗体的运用,进一步推动了疫苗在肿瘤免疫治疗中的作用。Cioca等利用人卵巢癌单克隆抗体修饰成熟的DC细胞,可抑制肿瘤细胞相关抗原的表达,并能促进利于DC细胞提呈的抗原充分表达,结果发现,比多肽抗原和凋亡细胞修饰的DC疫苗的增殖高出近1倍。这种融合疫苗不仅有利于提高肿瘤免疫治疗的效果,同时利于解决肿瘤疫苗高效性与致瘤性的矛盾。Li等的研究表明,肿瘤细胞提取物负载的DC疫苗可以明显诱导机体产生保护性的免疫反应。亚细胞性抗原表位的肿瘤排斥抗原exosome具有肿瘤免疫原性,可转运MHC及肽复合体、抗原或热休克蛋白,参与免疫调节。肿瘤细胞分泌的exosome与健康者DC负载制成的疫苗,具有明显刺激CTL淋巴细胞增殖和毒性的能力。Navabi等的研究表明,exosome用于晚期卵巢癌患者的临床治疗,效果显著,安全性高。肿瘤相关抗原(tumor associated antigen,TAA)联合细胞因子融合DC可直接提高特异抗肿瘤免疫反应的效应。Bontkes等报道,将TAA和IL-12 mRNA共转染成熟的DC,体外研究发现,DC疫苗组与对照组相比,可以明显增加CTL和自然杀伤(NK)细胞活性。显示此种治疗方法在卵巢癌免疫治疗中的良好前景。

(2)抗独特型抗体疫苗(anti-idiotype vaccine):抗独特型抗体具有模拟抗原和免疫调节双重作用,它可模拟抗原成为疫苗。因其只需选出抗原的单克隆抗体作为免疫原制备抗体,故便于制作,尤其是用于某些分子结构尚不明确、无法进行化学合成或DNA重组的肿瘤相关抗原的疫苗制备。近年的研究显示,这是一种有前景的肿瘤疫苗。基于大部分卵巢恶性肿瘤都表达肿瘤相关抗原CA125的理论基础,UweWagner曾报道,应用抗CA125单克隆抗独特型抗体疫苗(AA125)治疗42例经铂类药物治疗后复发性卵巢癌病人,结果表明,应用合适的抗独特型抗体治疗肿瘤是一种能有效诱导独特的免疫反应的、有效的途径,并对延长病人的生存期有积极的影响。

此外,B43.13是一个种抗CA125的鼠源单抗,已作为治疗性抗体被批准进行卵巢癌的临床试验。Mobu等对接受B43.13治疗的44例复发性卵巢癌患者进行了回顾性调查,结果发现,44例患者中的32例抗CA125抗体阳性,其中28%的患者比基础值高出3倍,56.8%的患者经治疗后生存率超过12个月,其中有34%的患者生存率超过24个月,产生人抗鼠特异性抗体的病人生存期是未产生该抗体的病人的3倍,抗体(Ab2)的患者的生存率是未出现Ab2患者的2倍。表明B43.13可用于治疗有CA125表达的卵巢癌患者。由于其所需剂量低,不会引起不良反应,是一种安全、可接受的治疗方法。还有研究表明,对入选卵巢癌患者首先静脉或腹腔给予25 mg的鼠单克隆抗体HMFGI(抗MUC1)独特型疫苗的致敏量,其后1个月内间断6次皮下给予疫苗注射,发现入选对象均无临床不良反应发生。在完成了整个疗程的患者中,抗独特型抗体Ab2有显著水平升高,但不同剂量抗体诱导产生Ab2水平无显著性差异。同时研究显示,通过改变单克隆抗独特型抗体的结构或将单克隆抗独特型抗体与细胞因子基因重组成融合蛋白以增强免疫原性,可进一步提高疫苗的作用。如Cui等将鼠粒-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)c DNA基因与卵巢癌抗独特型抗体6B11单链Fv抗体(6Bll ScFv)构成的6B11 mGM融合基因,可与原发抗卵巢癌单克隆抗体(COC166-9)及鼠抗鼠GM-CSF单克隆抗体特异性结合,个别甚至能刺激鼠GM-CSF依赖性细胞株(NFS-60细胞)的生长。用抗独特型融合蛋白代替卵巢抗原免疫BALB/C小鼠,无需载体蛋白和佐剂便能诱导特异性抗瘤免疫应答。除产生Ab3外,融合蛋白还刺激BALA/C小鼠脾CD4T细胞和CD8T细胞增殖。

3.肿瘤的基因治疗 研究表明,卵巢癌的发生是癌基因和抑癌基因多阶段相互作用的结果。基因治疗(gene therapy)是指用基因转移技术,将外源基因导入肿瘤细胞或病人体细胞,通过外源基因的表达或对宿主细胞遗传物质表达的影响,杀伤或抑制肿瘤细胞,或为其他肿瘤治疗方法提供条件的治疗方法。其目的是:优化放化疗的效果和转移多药抗性免疫基因治疗、增强宿主抗癌免疫、恢复抗癌基因功能、封闭癌基因的表达等。目前常用的治疗性基因主要有“自杀”基因和抑癌基因。

(1)自杀基因治疗(cytotoxic or suicide gentherapy):“自杀”基因其原理是将一种基因转入癌细胞,这种基因编码的蛋白能把无害的药物前体(prodrug)在肿瘤局部转变为具有抗癌作用的药物,从而将癌细胞杀死。此治疗以其具有明显的“旁观者效应”而显著优于抗癌基因或导入抑癌基因的代偿性基因治疗方法。如自杀基因-Ⅰ型单纯疱疹病毒胸昔激酶(herpes simplex virus type I-thymidine kinase,HSV1-TK)基因来源于Ⅰ型单纯疱疹病毒,与人类的TK基因不同,HSV1-TK能有效地催化核苷类似物更昔洛韦(ganciclovir GCV)三磷酸化,后者进一步干扰DNA的复制,从而阻止细胞分化。

以HSV1-TK基因修饰的肿瘤细胞通过直接作用或旁观者效应杀伤肿瘤细胞,作为一种肿瘤的基因疗法进入临床试验已有十余年的历史,文献报道该疗法是安全的,并且有一定的疗效。10名曾经2次肿瘤细胞减灭术的复发性卵巢癌患者接受了ADV-HSVTK治疗,抗疱疹药物前体和托泊替康(topotecan)自腹腔灌注。基因治疗后1个月有5例病人接受了二次探查术,术中发现肿瘤组织缩小,成纤维反应提高,肿瘤的Ki-67表达增加;2例病人在二次探查术中未发现有肿瘤组织生长,腹腔活组织检查均未发现载体DNA(vector DNA)。所有病人的激素受体,p53,c-erbB2表达在治疗前后无明显改变。另有报道将HSV-TK基因与周期素依赖性激酶抑制基因(Cip1/Waf1)通过腺病毒载体共转染至人卵巢癌细胞株,然后用GCV处理细胞,结果表明,HSV-TK基因治疗可使卵巢癌组织消退。

(2)抑癌基因治疗(antisense nucleotide gene therapy):抑癌基因(tumor suppressor gene)指正常细胞内存在的,能抑制细胞转化和肿瘤发生的一类基因群,其抑癌功能主要是通过在细胞增殖周期对细胞分裂和生长进行负调控,防止细胞周期失控变成无限制地增殖而实现的。当它们受到各种因子的作用失活后,细胞的生长分化失控,增加了细胞恶性转化的可能性。抑癌基因疗法是指采用基因治疗的方法转染抑癌或抗癌基因,从而逆转癌细胞的增殖与分化,特异性的抑制癌基因的过多表达和激活。如发现的p16基因即多肿瘤抑制基因1(multiple tumor suppressor 1,MTS1),定位于人类多种恶性肿瘤频繁发生缺失的染色体区域9p21,p16表达产物的基本功能是作为细胞周期素依赖激酶4(cyclin dependent kinase 4,CDK4)抑制蛋白。

而目前认为与人类肿瘤相关性最高的基因之一是p53基因,该基因定位于17p13.1,编码的核磷酸蛋白具有转录激活的作用,是参与细胞凋亡的重要基因。正常的p53基因具有抑制肿瘤细胞生长的作用,且DNA损伤后可触发细胞凋亡,防止恶变。野生型p53基因使细胞在离子辐射、药物刺激引起DNA损伤后停留在G1期进行修复,若DNA修复失败,细胞就进入凋亡。若p53基因发生突变,则细胞对DNA损伤因素引起的细胞凋亡耐受性增加,因此突变型p53基因可影响放疗、化疗的疗效。研究显示,晚期卵巢癌患者血清中表达抗p53基因的肿瘤特异性抗体可提高其生存率。利用腺病毒p53治疗对铂类和紫杉醇耐药卵巢癌患者的一期临床试验结果表明,腺病毒载体介导的p53基因通过在腹腔内给药治疗耐化疗药卵巢癌是安全可行的,还可降低部分患者的CA125水平,稳定病情,现计划组织临床二期试验,也可能用于复发性卵巢癌。凋亡抑制蛋白(IAPs)家族成员survivin异常高表达于卵巢癌、肺癌、胃癌、白血病等各种恶性肿瘤,此种蛋白能抑制紫外线、化疗药物等所诱导的细胞凋亡,具有抑制细胞凋亡、调节细胞增殖的双重功能。虽然目前survivin引发卵巢癌的详细机制尚未完全阐明,但已有研究证实,survivin的高表达与卵巢癌恶性程度相关,且与肿瘤的化疗耐药和复发率关系密切。故目前研究主要集中在以survivin为治疗靶点来实现对癌细胞的凋亡诱导和增殖抑制、逆转癌细胞耐药性、增加癌细胞对化疗药物敏感性等方面。如降低其表达的survivin抑制剂——反义寡核苷酸可在稳定转化的细胞中抑制内源性survivin的表达,从而对癌细胞起到凋亡诱导和增殖抑制的作用。

综上所述,卵巢癌的免疫治疗取得了很大进展,正在成为一种具有独特疗效的独立疗法,同时又是一种具有良好配合疗效的辅助疗法。若免疫疗法与手术、放疗、化疗合理配用,能减少术后转移,降低放、化疗的不良反应,发挥其他疗法无法发挥的特点。但目前尚缺乏大样本、多中心、随机对照的临床试验来验证疗效。免疫方法治疗卵巢癌的前景广阔,要将更多、更好的治疗手段大规模应用于临床,尚有不少需要解决的问题,仍需我们不断努力。

(郝 敏 姬艳飞 郭 晶)

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