CIK细胞的特点及其在肿瘤生物治疗中的作用

1、cik细胞的特点及其在肿瘤生物治疗中的作用李淑艳1(综述)/邢淑贤2(审校)(1.齐齐哈尔医学院牛化教研宗，黑龙江齐齐哈尔161042；2.哈尔滨医科大学免疫教研室，黑龙江哈尔滨150086)【摘要】 细胞因子诱导的杀伤细胞(cytokine induced ldller cell, cik) 是一种新型的免疫活性细胞，它是将人外周血单个核细胞在体外用多种细胞因了 共同培养一段时间后获得的一群异质细胞，由于该种细胞同时表达cd3和cd56 两种膜蛋口分子，故乂被称为nk细胞样t淋巴细胞，cik细胞具有增殖速度快、 杀瘤活性高、杀瘤谱广及非mhc限制性杀瘤的优点。在基础及临床研究中对cik 的探

2、讨在不断深入，以期获得更有效的肿瘤生物治疗方法，为临床治疗提供依据。【关键词】ctk;肿瘤；生物治疗中图分类号：r730.51文献标识码：a文章编号：1004-616x(2007)05-0424-03恶性肿瘤是危害人类健康的最严重的疾病之一，其死亡率居各种疾病的第2 位，并且在我国仍呈上升趋势，肿瘤的治疗手段主要有手术、化疗、放疗、生物 治疗及我国特有的中医药治疗，早在1985年，美国国家癌症中心就把肿瘤的生 物治疗列为肿瘤综合治疗的第四大模式，作为手术、放疗、化疗3人常规模式的 有益补充。 生物治疗中的过继性细胞免疫疗法(adoptive cell immunotherapy, aci)是指

3、向肿瘤患者转输具有抗肿瘤活性的免疫细胞(包括特异 性的和非特异性)，直接杀伤肿瘤或激发机体免疫反应来杀伤肿瘤细胞，达到治 疗肿瘤的目的。研究适合于该疗法的新型免疫活性细胞目前仍是一大热点，特别 是随着介导免疫细胞间相互作用的细胞因子(cytokine, ck)的不断发现和重组成 功，使得现代aci己发展成为主要采用由这些细胞因子激活的免疫细胞进行免疫 治疗的方法。口前用于肿瘤生物治疗的免疫活性细胞有淋巴因子激活的杀伤细胞(lak)、 肿瘤浸润性淋巴细胞(til)、cd3单克隆抗体激活的杀伤细胞(cd3ak)、细胞毒性 t细胞、树突状细胞(dc)、基因改造的免疫活性细胞以及ctk细胞等。ctk细

4、胞 就是一种新型的免疫活性细胞，它是将人外周血单个核细胞在体外用多种细胞因 子共同培养一段时间后获得的一群异质细胞1,具有t淋巴细胞强大的抗瘤活 性和非主要组织相容性复合体(mhc)限制性杀瘤的优点，与其他过继性免疫治疗 细胞相比，具有增殖速度快、杀瘤活性高、杀瘤谱广等优点。cd3+cd56 + t细 胞是cik群体中主要效应细胞。1 ctk细胞的激活cd3+cd56+t细胞是cik群体中主要效应细胞。t细胞是机体免疫系统实现 细胞免疫和免疫调节的重要成分，特别是在抗病毒感染和对癌细胞的免疫监视上 有重要作用。cd3是t细胞的表面分了，它有5种肽链，即丫、§、£、"

5、; 口 口。 cd3分子与t细胞表而的抗原受体(tcr)结合成复合体，tcr是免疫球蛋白超家族 成员之一，是t细胞特有的表面标志。在1hc分子限制下能够识别抗原。cd3的 5种肽链均能转导tcr的信号，传递并转换抗原信息，其中匚链起着重要的作用, 同时述能增加tcr结合抗原的敏感性。t细胞的活化主要是通过cd3_tcr复合体 途径：cd3_tcr复合体参与对抗原的识别是通过磷脂酰肌醇二磷酸(pip2)代谢和 蛋口酪氨酸激酶(ptk)的活化而实现的。t细胞活化信号经磷脂酰肌醇代谢活化 蛋白激酶c(pkc),启动细胞内的ca2 +途径及ras_map激酶途径，产生激酶磷酸 化的级联反应，导致细胞因

6、子基因转录活化，产疋细胞因子，调节t细胞活化。 为了保持tcr的激活信号需要t细胞协同刺激分子共同参与，其中cd28和b7 激活途径在抗肿瘤免疫中起重要作用。2多种细胞因子的作用及i办同作用机制2. 1抗cd3单克隆抗体(cd3mcab)抗cd3mcab作为一种有丝分裂促进剂可促进细胞增殖。80年代初研究者们 就发现抗cd3抗体或抗tcr抗体能模拟生理配体体外激活静止t细胞，使z大量 增殖，表达il_2r,产生内源性白细胞介素_2(il_2),抗cd3单抗具有抗肿瘤转 移的作用，抗低抑制恶性肿瘤的生长可能是觅疫蜒强的效果，肿瘤特异性t细胞 数增多，活性增强，同时内源性细胞i大i子的诱生放人了这

7、种作用。抗cd3mcab 不仅在ctk细胞培养过程中起着重要作用，在提高ctk细胞对白血病及淋巴瘤的 杀伤皱感性上同样具有促进作用olcftcrova2将cd3mcab与靶细胞预先孵育可 增加c1k细胞的杀伤敏感性，而且这种增强作用可以被免疫球蛋白fc受体(fcr) 的抗体(如抗cd16、抗cd32)所部分阻断，间接证明抗cd3mcab引发的杀伤活性 增高与fcr介导的抗体结合有关。2. 2 y _干扰素y_干扰m(ifn_y)是由cd4 +或cd8 +细胞产生的同源二聚体糖蛋白，可通 过多种途径直接或间接发挥抗肿瘤作用，增强自然杀伤细胞(nk).巨噬细胞(m )以及细胞毒性t细胞(ctl)的

8、活性。在诱导cik细胞形成过程中加入ifn_y 可降低1l_2用量，同时lfn_x加入的顺序与细胞毒活性密切相关，先加入ifn_ y后加入il.2可提高细胞毒活性，这是因为先加入ifn_ y,可促使pbmc上il.2 受休数量增加，从而有效地激活效应细胞。2. 3白细胞介素_1白细胞介素_1 (il_ 1)主要由激活的单核巨噬细胞产生。il_1的体内抗肿瘤 作用机制是增强t细血及增加肿瘤浸润淋巴细胞的数量和功能，儿_1可以介导 外周血单个核细胞上表达il_2受体，与ifn_ y、cd3mcab合用时可以明显提高 ctk的细胞毒效应,但tl_1对ctk细胞扩増不起作用3。2.4 口细胞介素_2白

9、细胞介素_2 (1l_2)是t淋巴细胞分泌的一种细胞因子(由133个氨基酸组 成的多肽，分子量约为15kd)o它是人体免疫应答的核心物质，具冇免疫增强、 抗肿瘤和抗感染等作用。临床上已用于肾癌、黑色素瘤、淋巴瘤、肺癌、胃癌、 乳腺癌、卵巢癌、肠癌、膀胱癌、头颈部肿瘤、白血病及癌性胸腹水等病症的治 疗，与放疗、化疗比较，il_2对正常细胞毒副作用轻微，能减轻肿瘤患者的疼 痛，提高其生活质量。此外结核病、肝炎、爱滋病、性病、成瘾性吸毒者及其它 免疫功能低下病人均可使用il_2。cik细胞的体外增殖需要外源性细胞因了如 1l_2> 1l_7> il_12等的辅助，卜源性1l_2、1l_7

10、、1l.12可以显著促进淋巴细 胞債生长，而对cik细胞的细胞毒作用无影响4】。c1k细胞是多种细胞因子共同诱导培养的细胞，多种细胞因子的作用是相互 协同，单一因了对效应细胞的增殖及细胞毒活性无作用或者小于多种细胞因了的 联合作用，联合作用的机制是最终共同激活静止t细胞，捉高细胞表达il_2受 体和产生il_2的能力，启动自分泌途径il_2依赖的t细胞激活反应。3 cik细胞杀伤靶细胞的机制3. 1与靶细胞的结合阶段靶细胞表面分子与效应细胞表面的相应受体结 合。曲于ctk的细胞杀伤作用是非mhc限制性的，故cd4和cd8在其识别肿瘤细 胞的过程中并非必不可少。wolf等5证实cik细胞的细胞毒

11、活性可被抗淋巴细 胞功能相关抗原(lfa.1)或抗细胞间粘附分子_1 (1cam.1)的单克隆抗体所阻 滞，捉示上述细血表而活附分子在c1k细胞识别亦瘤过程屮起关键作用。3.2致死性打击阶段 效应细胞对靶细胞造成不可逆损伤。mehta等6认 为，当c1k细胞被激活时通过fcr使lfa.1和1cam_1的结合状态从低亲和力转 为高亲和力，同时向细胞间排出含有a _氮甲苯碳險基左旋赖氨酸硫甲苯酯 (blt)的胞浆毒性颗粒，这些颗粒能够直接穿矗封闭的靶如胞进行胞吐，从而导致 肿瘤细胞的裂解。使用主要组织相容性复合体(mhc) i类和ii类抗体不能阻滞 cik细胞对靶细胞的杀伤作用，说明cik细胞的杀

12、伤作用具有非miic限制性。sun 等7在研究ctk细胞对mgc_803胃癌细胞株诱导凋亡作用及机制中证明：随着 cik细胞与胃癌细胞效靶比增加及作用时间延长，抑制率明显增强。同一作用时 间不同效靶比z间差异冇统计学意义(p001),同一作用时间同一效靶比z间差 异也冇统计学意义(p001)；扫描电镜观察结果：在效靶细胞混合培养5 h后, 可见效靶细胞的相互接触，靶细胞表面有孔洞形成。共培养14 h后，多数靶细 胞发生凋亡，细胞表面可见许多直径不一的圆形凋亡小体及孔洞。共培养24 h 后，可见靶细胞遭到严重破坏，细胞发生破裂，死亡方式有细胞凋亡及溶解坏死 2种；ctk实验组p53、p16、c_

13、myc、bcl_2蛋白随作用吋间延长表达均下降， bax蛋口表达上调。另外，cik细胞活化品生大量的炎性细胞因了，女0 il_2. 1fn_ y > tnf_ a等，不仅对肿瘤细胞冇直接抑制作用，还可通过调节机体免疫系 统皮应性间套杀伤肿瘤细verner is等认为，某些肿瘤细胞(如黑色素瘤、 卵巢癌)通过fasl介导til、ctl凋广而逃脱免疫清除，但对c1k细胞敏感，这 是因为在cik细胞诱导的过程中，由于ifn_ y等细胞因了的作用或/和活化诱导 的细胞死亡(acid)机制导致对fas敏感的僉已被活化的t细胞逐渐被选择性清 除，最后诱导获得的ctk细胞便对fas耐受。此外由于细胞型

14、fas相关死亡区域 蛋口样口介素_1 b转换酶抑制蛋h (eflip)的存在及fas死亡区结合蛋白(fadd) 水平很低，影响了死亡信号的传导14,再加上ctk细胞高水平表达bcl_2、 bcl_xl> dadr survivin等抗凋亡基因，这些原因共同导致了 cik细胞可以耐 受裘达fasl的肿瘤细胞诱导的凋广，从而对其进行冇效的杀伤。杨进强等9 证实c1k细胞可以影响胃癌腹膜种植转移细胞的细胞周期，并具冇诱导细胞凋广 的作用。verneristlo发现，在ewing 7 s家族肿瘤细胞中cik参与了 cd3xher2/neu双特异性抗体介导的细胞毒作用。linn等11使用寡核苜酸序

15、列 刺激急性髓性白血病和非急性淋巴细胞性白血病细胞，发现刺激后cik细胞屮与 蛋白合成冇关的基因、信号转导相关基因以及与免疫应答相关基因均高表达，同 时cik细胞产生tnf_ b增多。3.3靶细胞溶解阶段在此阶段不依赖于效应细胞的存在，靶细胞溶解死亡。4 cik细胞的特性、研究现状及在过继免疫疗法中的应用wolf等12在研究c1k细胞表而标志时发现：当培养14 d时,c1k细胞的 t细胞受体(86. 5±57) %为tcr_a /p阳性，cd56阳性表达为(28. 5土& 6) %, 培养前后的cd56 +细胞增加1071倍，表明cd3 + cd56 + t细胞是cik群体中

16、主 要效应细胞，wolf和lu13 14均发现cd3+cd56+的cik细胞来源于cd3 + cd56-t细胞而非cd3-cd56 +的nk细胞。表达cd56抗原的细胞大多起源于cd4 -cd8 +细胞。leemhuis等15通过实验证实，ctk细胞在培养过程中，cd16 + cd56 +细胞1%, cd3+cd56 +细胞绝对数扩增290倍，说明cik细胞发挥抗体 依赖性的细胞介导的细胞毒(adcc)作用的可能性很小。目前已经广泛开展了针对多种肿瘤细胞系和活体肿瘤组织应用c1k细胞的 动物实验和临床前期试验，并有一些相关报道。体外实验'pcik细胞对急、慢性 髓系白血病的治疗效果得到肯定16 o li等17将多药耐药基因(mdr.1)转入 cik细胞后，cik细胞获得了多药耐药性，并且转染后的cik细胞仍然保和原有的 肿瘤细胞杀伤活性，这样cik细胞的免疫治疗和化疗可以同时进行，从而扩大了 ctk细胞治疗的应用范围。linn等18在另一项研究中用正常供者的异体ctk 细胞输注给口血病小鼠，该异体cik细胞不诱导移植物抗宿主病(gviid),而且叮 以延长荷瘤小鼠的生存期。该研究同时显示ctk细胞口j以与树突状细胞(dc)相 互作用增加细胞的抗瘤活性onagaraj19将包含人il_2基因片段的重组质粒用 电穿孔法导入cik细胞，并与细胞d