肿瘤免疫与免疫学检验

第二十七章肿瘤免疫与免疫学检验第一节肿瘤抗原肿瘤抗原是指在肿瘤发生、发展过程中新出现的或过度表达的抗原物质。机体产牛肿瘤抗原的可能机制为：①基因突变；②细胞癌变过程使原本不表达的某些基因被激活；③抗原合成过程的某些环节发生异常，如糖基化异常，导致蛋白质异常降解产物的产生；④胚胎时期抗原或分化抗原的异常、异位表达；⑤某些基因产物尤其是信号转导分子的过度表达；⑥外源性基因（如病毒基因）的表达。一、 根据肿瘤抗原的特异性分类（一） 肿瘤特异性抗原（TSA）TSA是肿瘤细胞所特有的新抗原，它只表达于肿瘤细胞，而不存在于正常组织细胞。如黑色素瘤相关排斥抗原（MARA）。（二） 肿瘤相关性抗原（TAA）TAA是指非肿瘤细胞所特有的，正常组织或细胞也可表达的抗原物质，但此类抗原在癌变细胞的表达水平远远超过正常细胞。如胚胎抗原、分化抗原和过度表达的癌基因产物等均属此类。二、 根据肿瘤抗原产生机制分类（一） 理化因素诱发的肿瘤抗原机体受到化学致癌剂或物理因素作用，使某些基因产生突变，诱发肿瘤发生。此类肿瘤抗原的特点是特异性强，但免疫原性弱。（二） 病毒诱发的肿瘤抗原能够诱发肿瘤的病毒，主要是DNA病毒和RNA病毒，尤其是反转录病毒。此类肿瘤抗原与化学、物理因素诱发的肿瘤抗原不同，它无种系、个体和器官特异性，但具有病毒特异性。由同一病毒诱发的肿瘤均表达相同的肿瘤抗原，且具有较强的免疫原性。由不同DNA病毒或RNA病毒诱导的肿瘤抗原，其分子结构和生物学特性各异，故亦称为病毒相关的肿瘤抗原。（三） 自发性肿瘤抗原自发性肿瘤是指迄今尚未阐明其发生机制的肿瘤，人类大部分肿瘤属于此类自发性肿瘤表达的抗原大部分可能为突变基因的产物。某些自发性肿瘤类似于理化因素诱发的肿瘤，具有各自独特的抗原性，彼此间很少或几乎不发生交叉反应；部分自发性肿瘤则类似于病毒诱发的肿瘤，具有共同的抗原特异性和免疫原性。（四） 正常细胞成分的异常表达1•分化抗原分化抗原是组织细胞在分化、发育的不同阶段表达或消失的正常分子。2过度表达的抗原胚胎抗原是在胚胎发育阶段由胚胎组织产生的正常成分，在胚胎后期减少，出生后由于基因被阻遏而逐渐消失，或仅微量表达，发育成熟的组织一般不表达。如甲胎蛋白（AFP）、癌胚抗原（CEA）等。细胞突变产生的独特型抗原第二节机体抗肿瘤的免疫学效应机制对于大多数免疫原性较强的肿瘤，特异性免疫应答起主要作用；对于免疫原性较弱的肿瘤，非特异性免疫应答可能具有更重要的意义。正常人体每天约有1011个细胞处于分裂中，其中发生突变的几率为10-9〜10-7。免疫系统能及时识别和清除突变的细胞，保护机体不发生肿瘤，此乃免疫监视。免疫缺陷病患者（如AIDS）免疫功能低下，其肿瘤发生率也升高。一、抗肿瘤的细胞免疫机制细胞免疫机制在机体抗肿瘤效应中发挥着最主要的作用，包括：（一）T细胞T细胞介导的细胞免疫在机体抗肿瘤效应中起重要作用CD4+T细胞肿瘤抗原特异性CD4+T细胞识别该复合物，并通过双信号的产生而被激活，分泌IL-2、IL-6、IFN-y和TNF等细胞因子，参与巨噬细胞、NK细胞和细胞毒性T细胞(CTL)的活化，进而发挥抗肿瘤作用。CD8+T细胞CD8+T细胞的杀伤活性在机体抗肿瘤效应中起关键作用。Y6+T细胞Y6+T细胞与CTL相似，可直接杀伤肿瘤细胞，但不受MHC限制。NK细胞NK细胞无需抗原致敏即可直接杀伤肿瘤细胞，且不受MHC限制，故NK细胞被视为机体抗肿瘤的第一道防线。NK细胞可非特异性识别和杀伤肿瘤细胞，其杀伤靶细胞的机制可能是：①释放穿孔素和颗粒酶引起靶细胞坏死或凋亡;②通过Fas/FasL途径诱导肿瘤细胞凋亡;③释放NK细胞毒性因子(NKCF)及TNF等可溶性介质，通过与肿瘤细胞表面相应受体结合而杀伤肿瘤细胞；④NK细胞表面的FcyR可与覆盖在瘤细胞表面抗体的Fc段结合，通过ADCC作用而杀伤瘤细胞；⑤释放IFN-y、ILT、IL-2等细胞因子，加强或扩大其抗瘤作用。巨噬细胞巨噬细胞(M©)也是机体抗肿瘤免疫中的重要效应细胞。巨噬细胞抗肿瘤的机制为：①ADCC作用；②通过非特异性膜受体直接与肿瘤细胞结合，发挥杀瘤效应;③通过M©介导的胞毒作用(MMC)直接杀伤肿瘤细胞，即激活的MQ可分泌TNF、蛋白水解酶、IFN及一氧化氮(NO)等细胞毒性分子，直接杀伤肿瘤细胞；④非特异性吞噬和杀伤肿瘤细胞；⑤肿瘤抗原激活T细胞，后者释放特异性巨噬细胞武装因子(SMAF)，激活MQ特异性杀伤肿瘤；⑥巨噬细胞的抗原提呈作用也参与T、B细胞的特异性抗肿瘤免疫应答。树突状细胞(DC)二、抗肿瘤的体液免疫机制补体的溶细胞效应抗体依赖的细胞介导的细胞毒效应抗体的免疫调理作用抗体封闭肿瘤细胞表面某些受体抗体干扰肿瘤细胞黏附作用第三节肿瘤免疫学检验一、肿瘤标志物(一)肿瘤标志物的概述肿瘤标志物的定义肿瘤标志物(TM)是指在肿瘤的发生和增殖过程中，由肿瘤细胞本身所产生的或者是由机体对肿瘤细胞反应而产生的，反映肿瘤存在和生长的一类物质，包括蛋白质、激素、酶(同工酶)、多胺及癌基因产物等。肿瘤抗原可以是肿瘤标志物，但肿瘤标志物不一定是肿瘤抗原。理想的肿瘤标志物应具有：①灵敏度高，用于早期发现，早期诊断；②特异性好，仅肿瘤患者为阳性;③具有器官特异性，能对肿瘤进行定位；④与病情严重程度、肿瘤大小或分期有关；⑤肿瘤标志物浓度增高或降低与治疗效果密切相关；⑥肿瘤治疗后肿瘤标志物浓度降低，肿瘤复发时明显升高；⑦预测肿瘤的预后，即肿瘤标志物浓度越高，预后越差，反之亦然。肿瘤标志物的分类胚胎抗原类：如AFP、CEA等。糖链抗原类：如CA125、CA15-3、CA19-9等。激素类：如小细胞肺癌可分泌促肾上腺皮质激素(ACTH)，患甲状腺髓样癌时降钙素升高，患绒毛膜细胞癌时hCG明显升高。酶和同工酶类：如患肝癌时GGT升高，患前列腺癌时PAP升高等。蛋白质类：B2微球蛋白、铁蛋白等在肿瘤发生时会升高；多发性骨髓瘤时本-周蛋白阳性，是临床常用的肿瘤标志物。癌基因产物类：癌基因表达的蛋白可作为肿瘤标志物，如ras基因蛋白、myc基因蛋白、p53抑癌基因蛋白等。影响血液和其他体液中肿瘤标志物浓度的因素肿瘤的大小和肿瘤细胞的数目。(2)肿瘤细胞合成和分泌肿瘤标志物的速度。(3)肿瘤组织的血液供应好坏。(4)肿瘤细胞是否有坏死和坏死的程度。(5)肿瘤细胞的分化程度和肿瘤的分期。(6)肿瘤细胞是否表达和合成肿瘤标志物。(7)肿瘤标志物在体内的降解和排泄速度。肿瘤标志物的临床应用高危人群的筛查。肿瘤的辅助诊断：如AFP对肝癌、PSA对前列腺癌、hCG对绒毛膜细胞癌、本-周蛋白对多发性骨髓瘤的诊断有重要参考价值。肿瘤治疗效果的评价肿瘤复发的监测和预后判断(二)常见肿瘤标志物胚胎抗原类肿瘤标志物甲胎蛋白(AFP):胎儿期产生，岀生后逐渐消失，成人血清中含量极低，参考值V20ug/L。AFP含量明显升高见于：原发性肝癌，常＞300ug/L病毒性肝炎与肝硬化，一般在300|jg/L以下；生殖系统肿瘤和胚胎性肿瘤，如睾丸癌、畸胎瘤等；妊娠：妇女妊娠3个月后，血清AFP含量开始升高，7〜8个月达到高峰，一般在400pg/L以下，分娩后3周恢复正常。若孕妇血清中AFP异常升高，应考虑有胎儿神经管缺损畸形的可能性。癌胚抗原(CEA):主要存在于成人癌组织以及胎儿的胃肠管组织中。正常情况下，血清CEAV5.0Mg/L。血清CEA升高主要见于：①结肠癌、直肠癌、胰腺癌、肺癌、乳腺癌、胃癌以及转移性肝癌等；②肠道息肉、憩室炎、结肠炎、肝硬化、肝炎、胰腺炎和肺部疾病等也可有不同程度的升高，但阳性的百分率较低；③某些吸烟者中略有升高。糖链抗原类肿瘤标志物癌抗原15-3(CA15-3):是一种乳腺癌相关抗原，参考值V28kU/L。对乳腺癌的诊断和术后随访监察有一定的价值。血清CA15-3升高主要见于：①乳腺癌：但早期阳性率较低，转移性乳腺癌阳性率可达80%；②其他恶性肿瘤：如肺癌、结肠癌、胰腺癌、卵巢癌、子宫颈癌、原发性肝癌等；③肝脏、胃肠道、肺、乳腺、卵巢等非恶性肿瘤疾病：阳性率较低。CA125：存在于上皮性卵巢癌组织和患者的血清中，参考值V35kU/L。血清CA125升高主要见于：①卵巢癌。手术和化疗有效者CA125水平很快下降，若有复发，CA125升高可先于临床症状出现。因此CA125是观察疗效、判断有无复发的良好指标。②其他非卵巢恶性肿瘤及非恶性肿瘤，如子宫内膜异位症、盆腔炎等也有一定的阳性率。③妊娠早期，CA125有升高。CA19-9：与胰腺癌、胆囊癌、结肠癌和胃癌相关的肿瘤标志物，又称胃肠癌相关抗原。胚胎期产生，正常人体组织中含量甚微。参考值V37kU/L。血清CA19-9升高主要见于：①胰腺癌、胆囊癌、胆管壶腹癌，明显升高，尤其是胰腺癌晚期患者，血清CA19-9浓度可达40万kU/L；②胃癌阳性率约为50%，结肠癌阳性率约为60%；③急性胰腺炎、肝硬化、肝炎等疾病，也有升高。酶类肿瘤标志物(1)前列腺特异性抗原(PSA):在前列腺癌时，血清中PSA含量升高。正常人血清内含量极微。临床上测定的总PSA(t-PSA)，包括血清中f-PSA和c-PSA。参考值：血清t-PSAV4.0pg/L,f-PSAV0.8pg/L,f-PSA/t-PSA＞25%。血清PSA升高见于：①前列腺癌，但部分前列腺癌患者不升高；②前列腺肥大，前列腺炎和泌尿生殖系统的疾病，也可见血清PSA水平升高。故当PSA在4.0〜10.0pg/L的灰区时，若t-PSA、f-PSA同时升高，而且f-PSA/t-PSA比值降低＜10%时，则要考虑前列腺癌可能。(2)神经元特异性烯醇化酶(NSE):此酶在正常人脑组织中含量最高，起源于神经内分泌细胞的肿瘤组织也有异常表达。也存在于正常红细胞中，标本溶血会影响测定结果，故采血时要避免溶血。参考值＜15pg/L。血清NSE升高见于：①小细胞肺癌(SCLC)，患者NSE水平明显高于非小细胞肺癌(NSCLC)；②神经母细胞瘤，患者NSE水平异常增高；③神经内分泌细胞肿瘤，血清NSE也可增高。NSE也存在于正常红细胞中，标本溶血会影响测定结果，因此采血时要特别注意避免溶血。a-L-岩藻糖苷酶测定(AFU):广泛分布于人体各种细胞的溶酶体内以及血液和体液中，参考值＜420pmol/L。血清AFU升高见于：①原发性肝癌，尤其小肝癌患者明显升高，AFU活性与AFP浓度无相关性。但两者联合检测有较好的互补作用。②其他恶性肿瘤、慢性肝炎、肝硬化患者也可有部分病例升高。③妊娠期间,AFU升高，分娩后迅速下降。激素类肿瘤标志物人绒毛膜促性腺激素(hCG):由胎盘滋养层细胞分泌，受孕后9〜13天即明显升高，是监测早孕的重要指标。参考值上限为5IU/L。血清hCG升高见于：①滋养层肿瘤和生殖细胞肿瘤，如葡萄胎、绒毛膜细胞癌、精原细胞睾丸癌等。②其他恶性肿瘤，如乳腺癌、胃肠道癌、肺癌、胰腺癌等也可见升高，但百分率较低。③良性疾病，如卵巢囊肿、子宫内膜异位症、肝硬化等hCG也可见增高。降钙素(CT):参考值V100ng/L。血清降钙素升高见于：①甲状腺髓样癌，其他肿瘤如肺癌、乳腺癌、胰腺癌等也见增高：②肾功能衰竭患者降钙素常升高。由于降钙素在血液中的半衰期短，约为10min,样本收集后应及时处理，冷冻保存。蛋白质类肿瘤标志物B2-微球蛋白(B2M):所有的有核细胞都有B2M，特别是淋巴细胞表面尤为丰富。参考值：血清＜2.4mg/L:尿＜320pg/L。血清B2-M升高见于：①恶性肿瘤，如肝癌、肺癌、胃癌等，血清B2M明显升高，尿中B2M也可增高；②肾脏疾病尿中B2M升高；③肾移植排斥反应时，尿中B2M升高；④免疫性疾病，如艾滋病等，血清中B2M升高。铁蛋白(Fer):是体内含铁最丰富的蛋白，主要在肝脏合成，其量的多少是判断体内是否缺铁的敏感指标。还与肿瘤有关。血清参考值：男性15〜200pg/L:女性12〜150pg/L。血清铁蛋白升高见于：①各种恶性肿瘤，如白血病、淋巴瘤等及乳腺癌复发或转移时；②各种炎症感染、急性心肌梗死、反复输血等情况，血液内铁蛋白增加；肝硬化、肝坏死及其他慢性肝病由于组织内铁蛋白释放增加，血液内铁蛋白也增加。③当铁蛋白＜12pg/L时即可诊断为缺铁，隐性缺铁时，一般生化指标往往正常，而铁蛋白已出现降低，因此铁蛋白也是诊断隐性缺铁性贫血的可靠指标。肿瘤标志物检测的注意事项标本釆集血液标本的正确采集和保存是肿瘤标志物测定结果准确的重要保证。肿瘤标志物检测的干扰因素（1）携带污染对检测结果的影响。（2）“钩状效应”对检测结果的影响。（3）嗜异性抗体对检测结果的影响。（四）肿瘤标志物的联合应用一种肿瘤可分泌多种肿瘤标志物，而不同的肿瘤或同种肿瘤的不同组织类型可有相同的肿瘤标志物而且在不同的肿瘤患者体内，肿瘤标志物的质和量变化也较大。因此，联合检测多种肿瘤标志物有利于提高检出的阳性率。二、肿瘤患者免疫功能状态的检测及临床意义肿瘤患者的免疫功能测定对了解病情、评价疗效、判断肿瘤的发生发展及预后有重要价值。一般而言,免疫功能正常者预后较好；晚期肿瘤或已有广泛转移者其免疫功能常明显降低；白血病缓解期发生免疫功能骤然降