第二十二章 肿瘤免疫Tumor Immunology

• 肿瘤抗原• 免疫系统的抗肿瘤作用 • 肿瘤逃逸 机体免疫的机制• 免疫治疗的策略

• 肿瘤抗原• 免疫系统的抗肿瘤作用 • 肿瘤逃逸 机体免疫的机制• 免疫治疗的策略

肿瘤抗原Tumor Antigen 肿瘤抗原Tumor Antigen

•1909 年 Ehrlich 最早提出了免疫监视的构想。•在本世纪初有人发现把肿瘤移植同种动物后常常发生肿瘤消退现象。•1943 年 Gross 首次证明了用甲基胆蒽诱导的肉瘤可使小鼠免疫，但所用的实验动物还不算纯系动物。•1957 年 prehn 与 Main 用纯系小鼠证实了 Gross 的结论。•60 年代初， Thomas 和 Burnet 正式提出“免疫监视”这一理论。

•1909 年 Ehrlich 最早提出了免疫监视的构想。•在本世纪初有人发现把肿瘤移植同种动物后常常发生肿瘤消退现象。•1943 年 Gross 首次证明了用甲基胆蒽诱导的肉瘤可使小鼠免疫，但所用的实验动物还不算纯系动物。•1957 年 prehn 与 Main 用纯系小鼠证实了 Gross 的结论。•60 年代初， Thomas 和 Burnet 正式提出“免疫监视”这一理论。

•肿瘤抗原的种类•肿瘤抗原的种类• 1 、根据肿瘤抗原的特异性• （ 1 ）肿瘤特异性抗原（ tumor specific

antigen,TSA): 肿瘤细胞特有或只存在于某种肿瘤细胞而不存在于正常细胞的新抗原。

• (2) 肿瘤相关抗原（ tumor associated antigen,TAA) ：肿瘤细胞和正常细胞组织均可表达的抗原，只是含量在细胞癌变时明显增高。

• 1 、根据肿瘤抗原的特异性• （ 1 ）肿瘤特异性抗原（ tumor specific

antigen,TSA): 肿瘤细胞特有或只存在于某种肿瘤细胞而不存在于正常细胞的新抗原。

• (2) 肿瘤相关抗原（ tumor associated antigen,TAA) ：肿瘤细胞和正常细胞组织均可表达的抗原，只是含量在细胞癌变时明显增高。

（ 1 ）肿瘤特异性抗原 (tumor specific antigen,TSA)

A 化学和物理致癌剂诱导的肿瘤抗原 如：甲基胆蒽，紫外线等 B 病毒诱导的抗原 如： DNA 病毒中人乳头状瘤病毒， EB 病毒， 乙肝病毒等 ; RNA 病毒中 HTLV-1 病毒等。 C 沉默基因被激活 D 突变原癌基因编码的蛋白 如：突变的 ras （原癌基因）基因产物； P53 基因突变

(2) 肿瘤相关抗原（ tumor associated antigen,TAA)

A 癌胚抗原（ CEA ）

B 甲胎蛋白（ AFP ）

C 原癌基因编码的 TAA

•机体抗肿瘤的免疫效应机制• 1 、细胞免疫的抗肿瘤作用• （ 1 ） T 细胞的抗肿瘤作用 CD8+ 、 CD4+ 相互辅助作用及 T 细胞等。• （ 2 ） NK 细胞的抗肿瘤作用 ADCC 作用；直接杀伤；释放细胞因子等。• （ 3 ）巨噬细胞的抗肿瘤作用 ADCC ；直接杀伤；释放细胞因子等。 （ 4 ） DC 的抗肿瘤作用

（ 1 ） T 细胞的抗肿瘤作用 A ： T 细胞的抗肿瘤作用 CD8+ 识别特异性抗原，在 CD4+

的辅助作用下直接杀伤肿瘤细胞。

T cell

Tumor cell

perforin

Inactive procaspase

Actived caspase Dead

tumor cell

CTL 细胞释放穿孔素和颗粒酶杀伤肿瘤细胞机制

granzymeCD8+ T Cells

FasL

Fas

TNF

T cell

Tumor cell

Death domain

TNFR

Inactive procaspase Actived

caspase

Dead tumor cell

CTL 的 FasL 细胞毒作用

B CD4+T 细胞的抗肿瘤作用

• 辅助 CTL 的作用• 直接杀伤作用

C ： T 细胞抗肿瘤作用

双重作用

杀伤肿瘤机制与 NK 相似；可分泌多种 Th1 型细胞因子参与免疫调节及杀伤肿瘤。

通过分泌 IL-4 ， 10 、 TGF-抑制

NK 和 M 的抗肿瘤活性并可诱导 Tr 细胞的活性

（ 2 ） NK 细胞及 M 细胞的抗肿瘤作用

A 直接杀伤

B 通过 ADCC 作用

C 分泌细胞因子

+

—

MHC Ⅰ

ligands

刺激型受体

抑制型受体

NK 细胞 靶细胞

肿瘤细胞 巨噬细胞

补体受体

Fc 受体

肿瘤细胞被破坏 巨噬细胞

肿瘤 特异性抗体

肿 瘤 免 疫 （ ADCC ）

肿瘤 细胞死亡

NK 细胞

B / 浆细胞

肿瘤细胞

Fc 受体

Fc 受体

巨噬细胞

（ 3 ） DC 抗肿瘤作用

2 、体液免疫的抗肿瘤作用

双重作用

靶细胞

ADCC 作用

补体介导的溶解靶细胞

抗体分子在抗肿瘤免疫应答中的作用

引起细胞雕亡或生长抑制的信号

或封闭作用

3 、细胞因子的抗肿瘤作用• （ 1 ）细胞因子的直接杀伤作用

• （ 2 ）通过细胞因子网络激活免疫细胞

•肿瘤细胞逃逸免疫攻击的机制

• 1 、低表达 MHC 分子• 2 、缺乏共刺激分子或黏附分子• 3 、低或弱的免疫原性• 4 、肿瘤细胞分泌抑制因子诱发宿主免疫抑制• 5 、肿瘤抗原改变及其封闭作用• 6 、肿瘤细胞表达 FasL

五、免疫治疗的策略1 、调动和增强机体抗肿瘤免疫活性

2 、增强肿瘤细胞的免疫原性

3 、打破免疫系统对肿瘤的免疫耐受状态

肿瘤生物治疗是指通过生物工程的方法，增强机体的防御功能，以抑制或杀伤肿瘤细胞，使机体的内环境得以稳定、平衡的一种疗法。随着现代肿瘤免疫生物学和基因工程的飞跃发展，生物治疗的内函不断充实和更新。经过近一个世纪的探索，相继建立了肿瘤疫苗疗法、肿瘤非特异性免疫疗法、单抗免疫导向疗法、细胞因子疗法、过继细胞免疫疗法和现代肿瘤基因疗法。因此，现代生物治疗已成为继手术、化疗、放疗之后令人瞩目的临床肿瘤治疗的第四模式。

肿瘤生物治疗是指通过生物工程的方法，增强机体的防御功能，以抑制或杀伤肿瘤细胞，使机体的内环境得以稳定、平衡的一种疗法。随着现代肿瘤免疫生物学和基因工程的飞跃发展，生物治疗的内函不断充实和更新。经过近一个世纪的探索，相继建立了肿瘤疫苗疗法、肿瘤非特异性免疫疗法、单抗免疫导向疗法、细胞因子疗法、过继细胞免疫疗法和现代肿瘤基因疗法。因此，现代生物治疗已成为继手术、化疗、放疗之后令人瞩目的临床肿瘤治疗的第四模式。

六、目前肿瘤免疫治疗的尝试

1 、非特异免疫治疗

2 、被动免疫治疗

3 、主动免疫治疗

4 、免疫基因疗法与其它肿瘤基因疗法的联合应用

1 、增强非特异免疫功能

一、非特异性免疫治疗 （ 1）卡介苗（ BCG） BCG原是一种预防人类结核病的菌苗。 60年代Mathe报道化疗 BCG联合治疗小儿白血病取得较好疗效后引起广泛兴趣，主要用于治疗黑色素瘤、淋巴肉瘤、膀胱癌的治疗。 BCG的抗肿瘤作用主要是通过细胞免疫，促进单核巨噬细胞增生，增强 T细胞、 NK细胞免疫活性和多种细胞因子的释放。 （ 2）短小棒状杆菌 CP是一种革兰氏阳性厌氧杆菌，具有免疫佐剂的作用。 CP的抗肿瘤作用可能通过：激活巨噬细胞、增强溶酶体活性、诱导干扰素和提高NK细胞活性起抗肿瘤作用。 CP通过腔内注射对消除癌性胸水、腹水及瘤内注射对消除癌性胸水、腹水及瘤内注射（肺癌、乳腺癌、黑色素癌）治疗晚期肿瘤有一定效果。

（ 3）多糖类 临床常用的有香菇多糖、云芝多糖、灵芝多糖多抗甲素，这些制剂都是属于非特异性免疫刺激剂，能刺激单核巨噬细胞的增殖，增强 T细胞和 NK细胞的活性， Lentinan对小鼠肿瘤有明显的抑瘤作用，临床上主要用于消化道的肿瘤的辅助治疗。

（ 4）免疫组织和细胞提取物 这是 70年代兴起的免疫增强剂，主要有胸腺素、转移因子和免疫核糖核酸，这些制剂来源于免疫组织（胸腺、脾、淋巴结）和外周淋巴细胞，具有促进 T细胞分化成熟和增强 T细胞对抗原的应答反应，增强CTL和 NK细胞的活性，对 T细胞免疫功能低下的病者的免疫功能的恢复，以及协助突主抗病毒感染和抗肿瘤都有积极的作用。

2 、肿瘤的被动免疫治疗

（ 1 ）过继免疫疗法（ LAK 细胞疗法， TIL 过继免疫）

（ 2 ） Ig 分子及免疫放、化疗法

（ 3 ）细胞因子疗法

过继免疫治疗： LAK 细胞疗法

外周血

分离淋巴细胞

大量

IL-2

培养

诱导出对肿瘤具有杀伤作用的淋巴细胞

3-4天

免疫放化疗：免疫偶联物中常用的效应分子

类别 举 例

毒素

同位素

药物

酶

植物

微生物

线

线

线

烷剂

抗代谢药

蓖麻毒蛋白

铜绿假单胞外毒素（ PE ）、白喉毒（ DT ）211At, 212Bi

90Y, 32P

131I, 99Tc

苯丙酸氮芥等

甲氨蝶呤， 5-FU

羧肽酶 G ，胞嘧啶脱氨酶等

Ig 分子与同位素偶联

3 、主动免疫治疗（ 1 ）肿瘤细胞或其提取物单独或与佐剂一起使用．

（ 2 ）用肿瘤抗原致敏的 DC 或 DC 与肿瘤融合的细胞．

（３）肿瘤抗原

（４）抗原肽

（５）基因疫苗（将裸 DNA 直接注射到荷瘤动物或患者体内）

（６）遗传修饰的肿瘤细胞（转基因疗法）

用肿瘤抗原致敏的 DC 或 DC 与肿瘤融合的细胞

（ 1）瘤细胞异质化，将同种异体MHC抗原基因导入瘤细胞，使　　　瘤细胞表达同种异体原后，伴随产生抗肿瘤应答反应．

（ 2）通过基因导入的方法转染细胞，使其表达细胞因子后用　　　于免疫肿瘤宿主．

（ 3）将癌胚抗原基因插入重组病毒疫苗载体用于免疫病者．

（ 4）将肿瘤抗原基因与细胞因子基因融合，产生肿瘤抗原 -细　　　胞因子融合蛋白，用于免疫肿瘤患者。肿瘤免疫基本原理　　　系主动特异免疫，其效果与疫苗的特异性和免疫原性以及　　　宿主的应答反应能力有关，目前报道的各类型制剂仍未显　　　示出显著的效果。

（６）遗传修饰的肿瘤细胞（转基因疗法）

•所用的载体　　基因治疗载体应具备以下条件：①易于进入细胞；②在特异细胞或组织达到有规律的、充分的及持续的外源基因表达；③外源基因应含有或整合于基因组活化区内或能自主复制的构件。④整个过程应安全有效并具有选择性；⑤易于大量生产。

目前常用基因治疗载体可分为病毒载体和非病毒载体两类。

病毒性载体

非病毒载体导入方法

A 化学方法如磷酸钙等

B 物理方法如电穿孔，电休克等；脂质体。

•　基因修饰疗法的靶细胞

肿瘤细胞，效应细胞及成纤维细胞等。

４、细胞因子治疗　 γ－干扰素、 IL-2 和肿瘤坏死因子等。

　

•自杀基因（分子化疗）： 是通过在癌细胞中表达毒素基因使肿瘤细胞死亡，或将哺乳类动物不含有的药物基因（自杀基因）导入肿瘤内，该基因表达的产物可将无毒性的药物前体转化为有毒的药物，影响细胞 DNA 的合成。

常用的自杀基因：

A 单疱病毒胸腺嘧啶核苷激酶（ HSV-tK), 使 GCV （核苷酸类似物）转化为对 DNA 合成有毒性的三磷酸丙氧鸟苷。

B 大肠杆菌胞嘧啶脱氨基酶（ CD ），使无毒的 5-FC变成有毒的 5-FU ，抑制 mRNA 的合成。

反义寡核苷酸和核酶对象：癌基因或免疫抑制作用的细胞因子等。

mRNA

启动子

反义寡核苷酸

核酶 催化序列mRNA

mRNA