肿瘤疫苗作用

肿瘤疫苗作用【要点词】肿瘤；肿瘤免疫；肿瘤疫苗0序言素来以来，对于肿瘤的治疗多采用手术，放疗和化疗三大老例方法.一百多年前，Caley用细菌疫苗免疫机体时，观察到肿瘤减小.今后辈们理解到肿瘤能够引起免疫反应，而机体免疫系统对肿瘤也拥有监察作用.肿瘤疫苗的产生正是基于这种理解，使用增强肿瘤特异性抗原的免疫原性的基本方法，引起机体的抗肿瘤免疫应答，以达到减小和除掉肿瘤的目的.1肿瘤特异性免疫体系及肿瘤的免疫逃逸体系肿瘤在机体内能惹起体液免疫应答和细胞免疫应答，而今后者为主.肿瘤抗原在细胞内加工成肽段后与细胞表面的主要组织相容性复合体并(majorhistocompatibilitycomplex,MHC并)类分子结合并呈递给CD8+细胞毒性T淋巴细胞，或先从肿瘤细胞上零散，再由抗原提呈细胞摄取、加工成肽段后与表面MHC并蚶喾肿咏岷喜3.实莞鳦D4+1助性T淋巴细胞，进而引起机体的抗肿瘤细胞免疫应答?值得注意的是CD4+T淋巴细胞和CD8+T淋巴细胞的激活都需要MHC部乖肽复合物和免疫共刺激分子的共同刺激作用［1］，而共刺激分子的缺失正是肿瘤惹起的机体外周免疫耐受的可能体系之一.肿瘤因为其极大的异质性和遗传不牢固性，在机体环境长时间的免疫选择压力下，会启动一系列的免疫躲避体系，抗衡机体的抗肿瘤免疫反应.这些体系分别针对T细胞对肿瘤的鉴别阶段和效应阶段，包括肿瘤抗原的扔掉、MHC并窭喾肿颖泶锵碌鳌15.乖加工弊端、表达搅乱细胞毒作用的蛋白酶及表达FasL等］2］.肿瘤疫苗的设计策略2.1整体思路针对肿瘤抗原在机体内免疫原性下降，造成特异性细胞免疫激活不足，外周免疫耐受的情况，肿瘤疫苗设计策略的整体思路是应用各种技术，增强免疫系统对肿瘤抗原的鉴别水平，改进免疫微环境，惹起有力的特异性抗肿瘤细胞免疫，阻拦肿瘤进展，最后除掉肿瘤.2.2肿瘤细胞疫苗肿瘤细胞疫苗是将整个肿瘤细胞作为抗原导入患者体内，诱导特异性的抗肿瘤免疫应答.因为肿瘤细胞带有肿瘤的全部抗原，无需考虑分别肿瘤特异性抗原(tumorspecificantigen,TSA)，而且因为自体肿瘤细胞拥有和正常组织同样的人类白细胞抗原，不会惹起机体的免疫排斥反应，所以被认为是理想的肿瘤疫苗方案.但是自体肿瘤组织本源十分有限，而且考虑到TSA的表达具有必然的组织特异性，所以这种方法的应用碰到了限制［3］.今后，人们开始使用人工培养的同种异体肿瘤细胞系实行肿瘤疫苗的研究.不同样肿瘤细胞的混淆能够供应一系列的TSA有利于增加肿瘤疫苗的免疫原性，减小其发生抗原扔掉的几率［2］.但是，单独使用自体或异体的肿瘤细胞难以产生充分强度的免疫应答，免疫佐剂的使用极大地改进了这种情况.随着基因工程的进展，人们开始对肿瘤细胞实行基因修饰，将编码免疫共刺激分子如CD80CD86的基因，导入肿瘤细胞中，为T细胞活化供应第二信号，有效地打破了肿瘤的外周免疫耐受.近来几年来，也有人将编码一些细胞因子如IL2，IL12，粒簿奘上赴集落刺激因子(granulocytc瞞acrohagecolonystimulatihyfactor,GM睠SF)等的基因导入肿瘤细胞，希望经过细胞因子蛋白的表达，改进肿瘤组织局部免疫微环境，增强T细胞的抗肿瘤免疫效应［4］.但是，近些年到临床实验表示，即使在实验中能够引起满意免疫反应的肿瘤细胞疫苗，在转变为临床有效的治疗性肿瘤疫苗时都碰到了困难.Fifis等［5］的研究发现，大鼠结肠癌细胞系经体外培养后免疫同源小鼠，惹起了免疫反应和肿瘤保护效应.但是，当他们对荷瘤小鼠实行同样办理时，却大大促动了肿瘤的生长，提示肿瘤细胞能够经过一系列体系抑制机体的抗肿瘤免疫反应，包括分泌免疫控制因子柚褂行y拿庖叻从r环置谘管内皮细胞生长因子，疫控制作用的骨髓源性细胞；激活特异的调治性

IL10，肿瘤生长因子拨伦GM睠SF等因子活化拥有免CD4+CD25+T细胞以下调细胞毒性

T淋巴细胞的效应等

.2.3肿瘤抗原疫苗肿瘤能够惹起机体特异性免疫反应的现象惹起了对肿瘤抗原的研究

肿瘤抗原包括多个层次：完满的蛋白质分子、抗原肽

及纯化的

关于肿瘤

DNA

疫苗，下文将另行谈论

.当前将肿瘤抗原分为

TSA

和肿瘤相关抗原(tumor晶ssociated,TAA).TSA是指只存有于肿瘤细胞，而TAA其实不是肿瘤细胞特有的抗原，不过在发生肿瘤时此类抗原的表达明显上调.Tabi等［2］认为，肿瘤抗原必定在全部或绝大多数患有同样肿瘤患者的绝大多数肿瘤细胞中呈宽泛的高表达状态.他将肿瘤抗原分为5类：①突变抗原；②肿瘤细胞过分表达抗原；③癌睾抗原;④组织特异性分化抗原；⑤病毒抗原.单独应用肿瘤抗原蛋白存有免疫原性差的问题，这是因为肿瘤细胞可经过抗原、HLA缺失等体系发生逃逸.刘宏利等］6］结合了肽疫苗和DNA疫苗各自的特点，以P815肿瘤细胞的CTL表位(P815A3543为模型，合成该表位加多聚赖氨酸的颗粒性多肽，并制备含有编码此表位和GM睠SF基因的表达质粒，制成了新式的颗粒性肽睤NA复合疫苗，这种疫苗利于APC的摄取加工，可引诱有效的CTL应答，进而预防小鼠致命性P815肿瘤细胞攻击，并可部分除掉肿瘤.超抗原能够激活全部携带T细胞抗原鉴别受体VB片段的T细胞,激活的T细胞克隆数约是一般抗原的1000倍,产生富强的杀伤靶细胞的作用.马文学等［7］用已成立的重组跨膜型超抗原的表达载体pET28a睺M睸EA转变E.coliBL21(DE3)pLysS宿主菌，并引诱其表达跨膜型超抗原交融蛋白，实验结果显示，跨膜型超抗原交融蛋白能够锚定在肿瘤细胞膜上，明显控制荷瘤小鼠肿瘤的生长，并延长其生计期,为肿瘤抗原疫苗的研究供应了新思路.热休克蛋白(heatshockprotein,HSPs)作为细胞内的分子伴侣，经过其多肽结合结构域与一系列肿瘤相关抗原形成复合物，同时HSPs经过HSP受体CD91和LOX1介导被APC摄取］8-9］，于是，将肿瘤抗原与HSPs在基因或蛋白水平实行连接，可使机体提升特异性和非特异性抗肿瘤免疫的水平.自体肿瘤HSPgp96部乖肽疫苗已进入临床皿期，但是因为这种疫苗拥有很强的个体特异性，所以只对同源肿瘤起作用，而且因为自体肿瘤HSP部乖肽复合物需要从肿瘤患者体内提取，本源碰到了很大限制?当前研究方向是体外合成HSP部乖肽疫苗，如将HSP与肽或全蛋白实行连接；将HSP的DNA与抗原DNA1接后表达交融蛋白］10］;或将HSP基因直接注入肿瘤细胞提升其免疫原性］11］.独到型(idiotype，Id)单抗原明显优点在于它能惹起针对相对应自己抗原的体液免疫应答，抗Id的抗体(Ab2)能够模拟TAA并作为TAA的内影像引起抗肿瘤免疫.Chang等［12］研究了小鼠抗独到型mAbMK223模拟人类高分子量黑色素瘤相关抗原(HMW!AA的结构基础，发现MK223重链的互补决定区(CDR3(H3)、轻链的CDR1(L1)在三维结构上亲密相连，该地域的部分氨基酸序列与HMW睲核心蛋白的相似折叠区拥有同源性，同时发现组成MK223H环的15氨基酸残肽在体内和体外均可与HMW睲AA惹起相似的免疫反应.抗Id抗体已进入临床研究阶段，在淋巴瘤、结肠癌、乳腺癌、黑色素瘤的治疗中表现出了较好收效.CD55是表达在结直肠癌细胞表面的糖蛋白，可保护肿瘤细胞免受补体的攻击，Ullenhag等［13］用模拟CD55的人类抗ldmAb105AD7寸67例结直肠癌患者实行了免疫，绝大多数患者在酶联免疫斑点试验和免疫细胞增殖反应中表现出了抗肿瘤免疫反应.2.4肿瘤

DNA

疫苗肿瘤

DNA

疫苗的原理就是将编码肿瘤特异性抗原的

裸

DNA分子直接注入机体也许经载体携带后注入机体，肿瘤内肿瘤细胞或正常细胞鉴别并摄取，在细胞内表达肿瘤特异性抗原，

DNA被体惹起机体持久的细胞和体液免疫.肿瘤DNA疫苗由质粒DNA骨架、抗原DNA和真核细胞基因调控序列组成.肿瘤特异性DNA分子在体内被肌肉、皮肤、黏膜等易感处的细胞摄取后，表达出抗原蛋白，经加工办理后与MHC并穹肿咏岷铣实萦谙赴表面，激活CD8+T细胞，刺激CTL的形成和分化，产生细胞免疫作用；还有一部分抗原蛋白分泌至细胞外，被抗原提呈细胞吞噬加工后与

MHC

并蚍肿庸餐表达于细胞表面，呈递给

CD4+T

细胞，激活体液免疫应答:14-15

］

.DNA

疫苗不仅激活了肿瘤特异性体液免疫应答，产生了大量

抗体，还激活了被认为是人体抗肿瘤免疫要点细胞的

CD8+T

细胞:16

］，这无疑是肿瘤

DNA

疫苗的一大优势

.而且因为

DNA

疫苗分子进入人体后才开始其抗原蛋白的合成表达，所以

DNA

疫苗能够模拟病毒感染的自然过程，合成蛋白被降解加工，作为内源性分子由

MHC

并穹肿犹岢矢鳦

D8+T

细胞，激活强有力的细胞免疫应答，较之肿瘤抗原肽

进入人体经APC加工提呈给CD4+T细胞，再激活体液免疫要有效得多.同时，携带肿瘤抗原基因的质粒DNA可长远在宿主细胞内控制表达肿瘤抗原蛋白，所以拥有长远连续的收效，有望使机体获取长远的抗肿瘤免疫功能.Niethammer等［17］用携带编码癌胚抗原(carcinoembryonicantigen,CEA)基因的沙门氏菌感染小鼠，结合抗体喻L2交融蛋白，观察到MHC并竦谋泶铮大量CD8+T细胞被激活，100%的小鼠皮下肿瘤完满除掉，75%的小鼠肺转移获取控制.CD2，CD25，CD28以及CD48CD80水平的明显上调表示CTL和负责抗原提呈的DCs在接受DNA疫苗的免疫刺激后获取了有效的激活.但是在临床研究中，DNA肿瘤疫苗没有达到令人满意的收效.Conry等［18］用表达CEA和HBV表面抗原的质粒DNA免疫17例结肠癌转移患者，未见明显的临床变化，患者产生针对CEA的淋巴细胞增殖但未检测到CEA特异性抗体.尔后，人们对DNA疫苗做了一系列改进，主要从递送系统和免疫佐剂双方面增强质粒DNA的免疫原性.基因枪运载质粒DNA的效率远远高于一般注射器和生物注射器，在Trimble等［19］对此实行的比较中，基因枪运载质粒DNA的方法引诱出了最多的CD8+T细胞和最正确的抗肿瘤免疫反应.因为这种路子能直接转染组织局部的Langerhans细胞:20］,所以引诱免疫所需要的质粒DNA用量可大大减少，同时，免疫佐剂也被用于质粒DNA抗原基因的质粒

研究证明，将编码细胞因子、细菌毒素、蛋白佐剂的DNA与携带DNA有机交融后，能增强质粒DNA的免疫原性］21］.但是，Lima等］22］的研究发现，用CEA和GM睠SF交融DNA疫苗免疫小鼠后，高剂量组CEA惹起的特异性体液和细胞免疫获取大大激活，但同时也产生了大量抗GM睠SF的自己抗体，而用单独的CEADN疫苗免疫小鼠，肿瘤生长被完满控制.这提示肿瘤抗原基因和细胞因子基因的交融疫苗在增强疫苗免疫效能的同时打破了机体对于细胞因子的免疫耐受,进而降低细胞因子的免疫佐剂功能,甚至可能对致敏宿主造成长远的损害［22］.除了质粒DNA外,病毒载体的DNA疫苗也进入了临床研究阶段.病毒载体的DNA疫苗有更强的激活固有免疫反应的水平，经过TLR依赖和非依赖路子募集和活化抗原特异性T细胞，同时病毒载体激活的炎症信号能够影响IFN1依赖的CD8+T细胞的局部扩增和免疫记忆的形成.最常用的病毒载体是重组腺病毒和重组痘病毒载体［23］，重组腺相关病毒、a病毒、口腔泡状病毒、单纯疱疹病毒还处于早期研究阶段.ATP依赖的抗原呈递相关转运蛋白(TAP1在抗原直接提呈给CD8+T细胞和外源性抗原在树突状细胞(DCS中交织提呈的过程中发挥重视要作用.因为TAP1在肿瘤细胞中表达极度低下，肿瘤细胞表面抗原的表达缺失造成其极易发生免疫逃逸.Lou等［24］给恶性黑色素瘤小鼠注射编码人TAP1的重组不复制腺病毒，引诱出了有效的抗肿瘤CTL反应，肿瘤浸润性的DCs细胞增加，记忆性T细胞亚类增加，动物存活期延长.而在此病的研究中，携带表达MAGE和MAGE迷你基因的重组ALVAC在30例黑色素瘤患者中仅有1例出现免疫反应，2例病情牢固［25］.这可能与患者血清中存有的抗病毒载体的抗体相关.2.5树突状细胞(dendriticcell,DCs)肿瘤疫苗DCs是体内最富强的专职抗原提呈细胞，它能够鉴别、捕获、加工、提呈抗原引开初始免疫反应.将TAA直接导入DCs使其发挥提呈抗原并激活T细胞的功能,成为肿瘤免疫治疗的有效路子.方法适用肿瘤细胞裂解产物、肿瘤抗原蛋白、肿瘤抗原多肽、合成肿瘤抗原肽冲击DCs细胞，或用肿瘤本源的RNA冲击DCs也能够将肿瘤细胞与DCs细胞实行交融，或用肿瘤抗原病毒载体转染DCs.近来几年来，热休克蛋白部乖肽复合物激活DCs引诱抗肿瘤免疫碰到了宽泛注重.HSP70-抗原肽复合物负载的DCs比单独用抗原肽或HSP负载的DCs能更有效地激活T细胞、控制肿瘤生长，而且HSP1助提呈肿瘤抗原时使用更小量的抗原肽［26］.Moran等［27］将委内瑞拉马脑炎病毒复制子转染DCs细胞，用其免疫过表达neu原癌基因蛋白的荷瘤小鼠，结果转基因高水平表达，DCs细胞成熟并分泌前炎症因子，引诱活化NEU特异性CD8+T细胞，产生抗NEU的IgG抗体.幽默的是，耗竭小鼠CD4+T细胞而非CD8+T后,T细胞完满失去了控制肿瘤生长的水平，提示CD4+T细胞在肿瘤生长控制中发挥了重要作用.肿瘤组织本源的RNA转染DCs被证明拥有富强的抗原性、更多的作用靶点和更高的安全性，经过一系列动物实验，当前已进入临床研究.Su等［28］将PSAmRN转染DCs免疫治疗转移性前列腺癌，检测了患者外周血PSA水平和癌细胞数量，证明疫苗可惹起有效的抗原特异性免疫反应，未见明显毒副作用.3问题与展望随着对肿瘤免疫体系研究的深入，肿瘤疫苗成为临床预防和治疗肿瘤有效方法的趋势日益明显.即使肿瘤疫苗的有效性在动物实验中获取了振奋人心的收效，但其在临床研究中的治疗结果还没有令人满意.如何搜寻和精选有效的肿