机体的抗肿瘤免疫学机制#荟萃知识

1、机体的抗肿瘤免疫学机制,1,专业精制,免疫监视学说,Burnet 提出免疫监视学说 识别和破坏那些在临床上不能识别的原位肿瘤 当肿瘤生长超过免疫监视控制时，肿瘤细胞继续生长并形成肿瘤,2,专业精制,临床实验证据,免疫缺陷，尤其是细胞免疫缺陷者，其肿瘤发生率明显升高 幼儿期和老年期肿瘤发生率比其它年龄组高 经抗淋巴细胞血清处理或胸腺摘除的小鼠肿瘤发生率高,3,专业精制,局限性,免疫监视效应机制不仅仅有T细胞介导，还有其他机制。 肿瘤可能并不经常发生，如某些免疫低下人群肿瘤发生率并不高。,4,专业精制,机体免疫系统所有组分，特异的和非特异的, 体液和细胞免疫影响肿瘤的发生和发展 对于多数免疫原性较

2、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 一般认为，细胞免疫是抗肿瘤免疫的主要方式,机体的抗肿瘤免疫学机制,5,专业精制,细胞免疫机制： T细胞、 NK细胞、巨噬细胞、 T细胞、DC等 体液免疫机制： 抗体 细胞因子机制,机体的抗肿瘤免疫学机制,6,专业精制,1T细胞介导的抗肿瘤作用 （1）CD4+T细胞 （2）CD8+T细胞 （3）TCR+T细胞,7,专业精制,T细胞的增殖和分化,Th1 Th 效应T细胞 Th2 CTL 活化T细胞 记忆T细胞 多种细胞因子参与,8,专业精制,2 CD4+T细胞的增殖分化,IL-2+IL-2R,9,专业

3、精制,1T细胞介导的抗肿瘤作用 （1）CD4+T细胞 * CD4+Th1细胞被APC递呈的肿瘤抗原激活，辅助M、B细胞、NK细胞、CTL杀伤肿瘤细胞； * CD4+CTL具有MHC-II类分子限制的杀瘤作用； * 释放的细胞因子：IL-2、IFN-、TNF等直接或间接杀伤肿瘤细胞。,10,专业精制,CD4+Th1活化辅助其他免疫细胞,1、对巨噬细胞的作用分泌细胞因子 激活巨噬细胞 :IFN-、CD40L 诱生并募集巨噬细胞 : IL-3、GM-CSF、TNF、MCP-1,11,专业精制,活化的Th1细胞激活巨噬细胞,12,专业精制,淋巴细胞和单核/巨噬细胞聚集,13,专业精制,2、对T细胞的作

4、用 产生IL-2等CK，促进Th1、CTL等增值，扩大免疫效应 3、对NK细胞的作用 产生IL-2、INF-等，激活NK细胞 4、对B细胞的作用 释放IL-4、IL-5等，促进抗体生成 5、对中性粒细胞的作用 产生淋巴毒素、TNF-，活化中性粒细胞,14,专业精制,15,专业精制,（2）CD8+T细胞 (细胞毒性T淋巴细胞) 生物学特性： CD8+ Tc 细胞。 杀伤靶细胞作用受MHC-I 类抗原限制。CTL对靶细胞攻击首先需要TCR与靶细胞表面肽-MHC-I类分子复合物结合，同时还需要共刺激信号，在这两种信号作用下触发了CTL细胞杀伤靶细胞效应。,16,专业精制,17,专业精制,对某一个靶细

5、胞攻击后，CTL仍然保持完整并具有活性，能够继续攻击其它靶细胞。 CTL可分泌IFN-等细胞因子，增强其识别和杀伤靶细胞的功能。 CTL具有免疫记忆功能，在相同肿瘤抗原再次刺激后，能很快分化成效应细胞，并显示杀伤活性。,18,专业精制,TC的杀伤机制 （1）渗透性细胞溶解 活化CTL脱颗粒： 释放穿孔素(perforin) 靶细胞坏死 释放颗粒酶靶细胞凋亡(apoptosis) （2） Fas-FasL途径引起靶细胞凋亡 （3）其它效应机制（IFN-，TNF/）,19,专业精制,CTL的细胞毒效应机制：,渗透性细胞溶解：在CTL-靶细胞相互接触的区域形成密闭的袋，CTL细胞内的颗粒由高尔基体区

6、向接触区移动并释放颗粒内的穿孔素和颗粒酶（granzyme），穿孔素导致靶细胞膜形成许多跨膜小孔，颗粒酶通过这些小孔进入细胞，最终引起细胞肿胀、破裂。,20,专业精制,CTL释放穿孔素和颗粒酶诱导靶细胞坏死/凋亡,21,专业精制,CTL释放穿孔素在靶细胞膜上形成孔道（G=T细胞颗粒，Go=高尔基体，M=线粒体，N=核）,22,专业精制,细胞凋亡：即T细胞表达的Fas配体（FasL）与肿瘤细胞表达的 Fas受体结合，启动肿瘤细胞凋亡。,23,专业精制,TC表达FasL诱导靶细胞凋亡,活化的TC表达FasL AAAAAA,Fas-FasL相互作用诱导靶细胞凋亡,24,专业精制,25,专业精制,TC

7、杀伤靶细胞的过程,26,专业精制,27,专业精制,CTL杀伤具有高度的抗原特异性及严格的MHC限制性,28,专业精制,CTL连续杀伤靶细胞,CTL杀伤特点：抗原特异性、MHC限制性、高效性与连续性,29,专业精制,30,专业精制,31,专业精制,32,专业精制,（3）TCR+T细胞 主要分布于黏膜、上皮组织及外周血中 分泌细胞因子IL-2、IL-4、IL-5、GM-CSF和TNF-等杀瘤或抑瘤； 非MHC-I类限制的胞毒活性。 * 在IL-2作用下，+T细胞可以TIL或LAK形式杀伤肿瘤细胞,33,专业精制,源于骨髓淋巴样祖细胞， 分布在肝、脾、淋巴结和外周血，属大颗粒淋巴细胞（LGL）； 在

8、肿瘤早期起作用的效应细胞，是机体抗肿瘤的第一道防线 无特异性TCR、BCR；直接杀伤作用 表面受体：杀伤细胞活化受体（KAR） 杀伤细胞抑制受体（KIR）,2NK细胞介导的抗肿瘤效应,34,专业精制,35,专业精制,NK细胞抗肿瘤作用,36,专业精制,NK杀伤靶细胞的机制,释放穿孔素和颗粒酶 靶细胞溶解； 通过FasFasL途径 靶细胞凋亡； ADCC,37,专业精制,ADCC,38,专业精制,A NK cell (NK) attached to a target cell (TC),39,专业精制,释放细胞毒性物质： 活化的NK细胞能迅速分泌大量的细胞因子，如IFN-、 IFN-、 IL-2

9、、GM-CSF等，通过这些细胞因子发挥抗肿瘤作用，同时调节吞噬细胞的功能。 NK破坏肿瘤微血管系统，使其它效应细胞和因子渗入肿瘤组织，导致肿瘤出血坏死。,40,专业精制,无须抗原致敏即可直接杀伤靶细胞 不依赖于抗体和补体 非MHC限制性的直接杀瘤作用 NK细胞活性可被IFN、IL-2、TNF所加强。 NK细胞对不表达MHC类抗原的靶细胞杀伤作用更强，但抗瘤谱较窄。,NK细胞作用特点,41,专业精制,在IL-2作用下转化为LAK； NK细胞是血液和组织中非常有效的免疫监视细胞，它能够进入并破坏实体组织中的瘤细胞，还可以杀伤血流中游离的肿瘤细胞，抑制肿瘤转移。,42,专业精制,单核-吞噬细胞系统（

10、MPS）,前单核细胞-骨髓 单核细胞-外周血 巨噬细胞-组织中,3单核巨噬细胞介导的抗肿瘤效应,43,专业精制,骨 髓,血 液,组 织,多能干细胞,髓样干细胞,单核母细胞,前单核细胞,单核细胞,单核细胞,巨噬细胞 结缔组织：组织细胞 肺：肺泡巨噬细胞 肝：枯否细胞 脾与淋巴结：游走与固定巨噬细胞 浆膜腔：胸、腹腔巨噬细胞 神经组织：小胶质细胞 骨：破骨细胞 关节：滑膜A型细胞,单核吞噬细胞系统细胞的分化和分布,44,专业精制,实验证实，肿瘤灶中浸润的巨噬细胞与肿瘤的转移呈负相关关系 肿瘤组织周围有明显巨噬细胞浸润者，其扩散转移的发生率较低，预后较好 巨噬细胞浸润不显著者，肿瘤扩散转移率高，预后

11、较差 巨噬细胞对肿瘤细胞的杀伤有选择性，只杀伤肿瘤细胞而不杀伤正常细胞,45,专业精制,对肿瘤细胞的杀伤有选择性 杀伤作用与肿瘤抗原结构无关 与肿瘤细胞增殖周期无关 即使对化疗、放疗抵抗的肿瘤细胞仍然能被巨噬细胞所杀伤 只有激活的巨噬细胞才有抗肿瘤作用,单核巨噬细胞介导的抗肿瘤效应特点,46,专业精制,激活巨噬细胞的因子： 特异性的：SMAF（specific macrophage arming factor）、肿瘤抗原； 非特异性：BCG、短小棒状杆菌（CP）、内毒素、福氏佐剂及细胞因子（包括macrophage activated factor, MAF）等。,47,专业精制,活化巨噬细胞

12、，通过释放溶酶体酶和氧化代谢产物，如NO等直接杀伤肿瘤细胞 活化的巨噬细胞可释放TNF、IL-2、IFN-、CSF等直接作用于肿瘤细胞或调节抗肿瘤免疫应答 巨噬细胞表面有Fc受体，通过ADCC作用杀伤肿瘤细胞 处理和递呈肿瘤抗原，激活T细胞以产生特异性抗肿瘤免疫应答,巨噬细胞介导的抗肿瘤效应机制,48,专业精制,49,专业精制,4树突状细胞(dendritic cell, DC),DC是抗原呈递细胞。表面具有Ig的Fc受体（FcR）和补体受体（C3R），并能表达较高水平的MHC-I和MHC-类分子，以及共刺激分子B7-1和B7-2。 临床尝试用各种形式的瘤苗体外冲击致敏DC，以保证肿瘤抗原在体

13、外能被有效的摄取、加工和处理，再将致敏的DC回输，促进机体内T细胞充分活化，以诱导机体产生高水平的抗肿瘤免疫反应。,50,专业精制,(二)机体抗肿瘤的体液免疫学机制,补体的溶细胞效应：补体依赖的细胞毒作用（com-plement dependent cytotoxicity,CDC). 抗体与靶细胞上的抗原位点结合，抗体多属 IgG和IgM，激活补体反应，补体C8和C9通过经典途径引起细胞溶解。 这类抗体在溶解分散状态的悬浮肿瘤细胞或少量经血道转移的实体瘤细胞中起重要作用。如切除肿瘤后此抗体效价上升，则患者的预后较好。,51,专业精制,(二)机体抗肿瘤的体液免疫学机制,ADCC作用：这类抗体多

14、属 IgG，肿瘤形成2周内即可检出。一旦抗肿瘤IgG抗体的Fab段结合于肿瘤细胞的细胞膜，具有IgG Fc段受体的效应细胞，尤其是NK细胞和巨噬细胞，随即与覆盖有抗体的肿瘤细胞结合，导致细胞溶解。 抗体的免疫调理作用：抗瘤抗体IgG与吞噬细胞的FcR结合、补体的C3b与吞噬细胞的C3bR结合，发挥调理作用。,52,专业精制,抗体的封闭作用：如抗肿瘤抗原P185的抗体与瘤细胞表面的PI85结合，抑制肿瘤细胞增殖。 抗体干扰黏附作用：抗体可阻断瘤细胞与血管内皮细胞表面黏附分子间的相互作用，阻止肿瘤细胞生长、黏附和转移。,53,专业精制,54,专业精制,(三) 细胞因子的抗肿瘤作用,一、细胞因子概念

15、 细胞因子（cytokine, CK） 是由多种细胞，特别是活化的免疫细胞分泌的、介导细胞与细胞之间相互作用、具有多种生物学功能的小分子蛋白的统称。,55,专业精制,二、来源 广泛。主要由免疫细胞，尤其是激活的淋巴细胞和单核-巨噬细胞产生 基质细胞如血管内皮细胞、表皮细胞和成纤维细胞等也可产生 某些肿瘤细胞,56,专业精制,三、分类和命名 按其来源可分为 淋巴因子（lymphokine）和单核因子(monokine) 按其主要生物学功能分类 1. 白细胞介素（interleukin, IL) 2. 干扰素（interferon, IFN） 3. 肿瘤坏死因子（tumor necrosis fa

16、ctor, TNF） 4. 集落刺激因子（colony stimulating factor, CSF） 5. 生长因子（growth factor, GF） 6. 趋化因子（chemokine）,57,专业精制,细胞因子作用的主要特性,1、作用的多样性 2、作用的高效性 CK通过CK受体发挥效应，微量高效,58,专业精制,3、作用的局部性 自分泌 旁分泌 内分泌 4、作用的短暂性,自分泌 autocrine,内分泌 endocrine,血液循环,远距离作用,旁分泌 paracrine,作用于比邻细胞,细 胞 因 子 发 挥 作 用 的 三 种 方 式,作用于分泌细胞自身,59,专业精制,肥大

17、细胞,胸腺细胞,B,IL-4,多效性 pleiotropy,活化、增殖、分化,增殖,增殖,5、作用的复杂性,60,专业精制,IL-2、 IL-4、 IL-5,IL-4 + IL-5,B细胞,IL-4,IFN-g,拮抗性antagonism,重叠性 redundancy,协同性 synergy,均有刺激B细胞增殖的功能,更有效地诱导IgE类别转换,IL-4 阻断IFN-g 诱导类别转化的作用,B,B,B,61,专业精制,网络性,62,专业精制,细胞因子的抗肿瘤作用,增强和促进T细胞功能 增强NK细胞活性 增强单核吞噬细胞功能 促进B细胞功能B,白细胞介素抗肿瘤作用机制,63,专业精制,64,专业

18、精制,IL-1,g-IFN IL-4 IL-5 IL-6,Th1,Th1,APC,Mj,呈递抗原,抗原,活化T细胞（IL-2产生的前体细胞）,Th1,增殖分化 并分泌抗体,抗原刺激,分化,复制,IL-2反应细胞 （TH 或TC 细胞）,IL-2 的 生 物 学 作 用,65,专业精制,干扰素的抗肿瘤作用,IFN对多种肿瘤近期有良好疗效,如毛细胞白血病、慢性髓样白血病、淋巴瘤、Kaposi氏肉瘤、黑素瘤、皮肤瘤、肾肉瘤、神经胶质瘤和骨髓瘤等。,66,专业精制,干扰素的抗肿瘤作用机制,型干扰素：包括IFN-和IFN- 抑制肿瘤细胞增殖，阻止细胞由G0期进入G1期，下调c-Myc和c-Fos等细胞癌

19、基因的转录水平，以及下调某些生长因子受体如表皮生长因子受体的表达。 抑制肿瘤病毒增殖,67,专业精制, 增强NK细胞的细胞毒活性，加速 NK细胞的增殖，增加 NK细胞与靶细胞的粘合，提高NK细胞对IL-2的反应性等。 促进巨噬细胞的功能 调节细胞分化，促进幼稚T细胞向Thl细胞亚群分化。 增强肿瘤细胞MHC-I类抗原以及肿瘤细胞与免疫效应细胞之间的细胞粘附分子的表达。,68,专业精制,型干扰素： IFN-，主要的免疫调节效应： 增强APC MHC-类抗原表达及多种不同细胞的MHC-类抗原表达，因而促进Th细胞与APC以及CTL与靶细胞的识别和作用。 对NK细胞的激活效应比I型IFN更强。 通过

20、上调TNF受体的表达，增强TNF的抑癌作用。,69,专业精制,TNF的抗肿瘤作用,TNF由巨噬细胞和淋巴细胞产生。与靶细胞膜上TNF受体结合后发挥生物学效应。 TNF在体内、体外均能杀死某些肿瘤细胞，或抑制增殖作用。一般认为杀伤与肿瘤分化程度和组织来源无关，但对不同肿瘤细胞株的敏感性有很大的差异 。,70,专业精制,TNF的抗肿瘤作用机制,离体下TNF对肿瘤具有直接溶解及抗增殖作用，在体内可引起肿瘤坏死。 TNF与相应受体结合后向细胞内移，被靶细胞溶酶体摄取导致溶酶体稳定性降低，各种酶外泄，引起细胞溶解。也有认为TNF激活磷脂酶A2， 释放超氧化物而引起DNA断裂。TNF还可改变靶细胞糖代谢,使细胞内pH降低，导致细胞死亡。,