分子免疫学肿瘤免疫与免疫治疗

TumorImmunityTumorAntigenTumorImmunotherapy一、肿瘤抗原寻找和发现新型肿瘤抗原的技术得到了快速发展越来越多的肿瘤抗原在肿瘤的诊治中得到了应用寻找和发现新型肿瘤抗原的技术1.AutologousTyping：基本原理：患者血清通过补体介导杀伤肿瘤细胞最早采用的方法（PNAS，1978）效率低，仅发现了数种肿瘤抗原2.生化技术：洗脱纯化（HPLC）MHCI结合肽自体CTL克隆致敏肿瘤细胞杀伤得益于蛋白纯化技术的发展（Nature，1990）必须建CTL克隆，仅发现了数种肿瘤抗原3.以T细胞为基础的肿瘤抗原鉴定技术得益于基因文库技术的发展（Science，1991）需构建CTL克隆和肿瘤细胞株4.重组cDNA文库的血清学分析技术（SEREX）cDNA噬菌体表达文库受体菌转膜患者血清二抗阳性克隆建库筛库测序和分析SEREX的特点（PNAS，1995）克服了必须构建T细胞克隆的难题高效，迄今已经通过此方法发现了2000多种肿瘤抗原部分重要的肿瘤抗原及其产生机制产生机制肿瘤抗原肿瘤致癌病毒产物人乳头瘤病毒E6和E7蛋白宫颈癌EB病毒核抗原1（EBNA-1）蛋白EBV相关淋巴瘤、鼻咽癌猿猴空泡病毒40(SV40)T抗原SV40诱导的啮齿类动物肿瘤基因突变或（抑）癌基因产物突变的P53蛋白约50%人类肿瘤突变的Ras蛋白约10%人类肿瘤过表达的Her-2/neu乳腺癌等糖基化蛋白神经节苷脂GM2和GD2黑色素瘤正常组织中的隐蔽抗原黑色素瘤抗原(MAGE)-1、MAGE-3等黑色素瘤等色素分化抗原Gp100、MART黑色素瘤胚胎抗原癌胚抗原(CEA)结肠癌等多种肿瘤甲胎蛋白（AFP）肝癌分化抗原CD10、CD20B淋巴瘤前列腺特异抗原(PSA)前列腺癌二、肿瘤免疫和免疫逃逸机制免疫平衡状态正相调控负相调控肿瘤局部微环境内的抑制性细胞亚群调节性T细胞（regulatoryTcells,Treg）髓系来源的抑制性细胞(myeloid-derivedsuppressorcells,MDSCs）肿瘤相关巨噬细胞（tumor-associatedmacrophages,TAM）调节性NK细胞（regulatoryNKcells）调节性树突状细胞（regulatoryDC）1.肿瘤调节性T细胞tumorregulatoryTcells,Treg1975年提出抑制性T细胞可能在肿瘤的发生发展中发挥重要作用（Immunol.Commun.,1975,4,201–217）（1）Treg在肿瘤免疫中的作用研究历史1980年的实验研究首次报道了抑制性T细胞对抗肿瘤免疫功能的抑制作用（JExpMed.1980;151:69-80）1990首次获得抑制性T细胞克隆并明确提出体内存在抑制性T细胞对抗肿瘤免疫的抑制作用（JImmunol,1990,145,2359-64）1999年动物实验发现去除Treg能增强抗肿瘤免疫（JImmunol.1999;163:5211-8）2001年发现患者肿瘤局部Treg数量增多（CancerRes.2001;61:4766-72）2003年动物实验证明Treg在肿瘤局部占优势会促进肿瘤的生长（ProcNatlAcadSciUSA.2003;100(19):10902-6）2004年证明人类肿瘤局部Treg数量与肿瘤的进展和预后相关（NatMed.2004;10:942-9）2004年明确提出Treg在肿瘤免疫的调节中发挥着关键作用（JExpMed，2004，200：771-82）2004年证明人类肿瘤局部Treg通过细胞间的直接接触对效应T细胞的抑制作用（Immunity.2004;20:107-18）Treg对NK细胞的抑制Treg对NKT细胞的抑制2005年证明Treg对肿瘤免疫的抑制作用发生在肿瘤局部且逆转这种抑制作用即使对于晚期肿瘤也具有治疗作用（JExpMed，2005，201：779-91）2005年提出并证明存在肿瘤特异性Treg（JImmunol.2005;175:5058-66，Blood，2005，106：1008-11）2005年报道了靶向清除Treg临床应用项目（JClinInvest，2005：115：3623-33）2006年后Treg在肿瘤免疫和免疫治疗中的作用及其机制得到了深入研究（NatRevImmunol，2006，6：295-307，JImmunol.2007;178:2155-62）2007-2008年针对Treg的肿瘤治疗思路的改变（NatRevCancer，2007：880-7，JExpMed，2008，205：825-39）2009年Treg的作用得到进一步确认LiuZ,KimJH,FaloLDJr,YouZ.TumorregulatoryTcellspotentlyabrogateantitumorimmunity.JImmunol.2009May15;182(10):6160-7BeyerM,SchultzeJL.CurrPharmDes.RegulatoryTcells:majorplayersinthetumormicroenvironment.2009;15(16):1879-92（2）肿瘤Treg的产生机制一种肿瘤诱导的CD4+CD69+CD25-调节性T细胞发现和功能研究肿瘤诱导CD4+CD69+CD25-调节性T细胞产生CD4+CD69+CD25-T细胞抑制CD4T细胞反应JImmunol,2009（3）肿瘤Treg抑制作用的机制（4）针对肿瘤Treg的免疫治疗depletingmanaging非特异性Treg的清除（CD25mAb、IL-2+白喉毒素、foxp3mRNA转染DC等）特异性Treg的清除提高效应T细胞抗Treg的抑制作用的能力（A20-silencedDCs）阻断Treg的趋化和聚集抑制Treg的功能（针对STAT3、IL-10等）抑制Treg的分化控制Treg的分化方向控制Treg的功能联合生物治疗RechAJ,VonderheideRH.Clinicaluseofanti-CD25antibodydaclizumabtoenhanceimmuneresponsestotumorantigenvaccinationbytargetingregulatoryTcells.AnnNYAcadSci.2009Sep;1174:99-1062.肿瘤相关巨噬细胞（tumor-associatedmacrophages,TAM）巨噬细胞M是体内功能最为活跃的细胞之一表达数十种受体产生数十种酶分泌近百种生物活性产物巨噬细胞的特点巨噬细胞的来源肺：肺泡巨噬细胞肝：枯否（Kupffer）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型细胞不同部位的巨噬细胞与巨噬细胞功能相关的表面标志MHCII类分子FcR与CR趋化因子受体其他受体：如GM-CSF、M-CSF等的受体巨噬细胞的分泌产物种类实例补体C1～C9，B、D、I、H因子，C1抑制物凝血因子V、VⅡ、ⅠX、X因子，凝血酶原酶类各种中性蛋白酶，酸性水解酶，溶菌酶生物活性酯类花生四烯酸衍生物（前列腺素、白三烯等）激素样物质促肾上腺皮质激素，β内啡肽细胞因子IL-1、IL-3、IL-6，TFN-a,IFN-a,－β、FGF反应性中间产物活性氧、亚硝酸盐其他多种生长因子及刺激因子，嘌呤及嘧喧产物，各种结合蛋白、连接蛋白及酶抑制物、VitD3等restedMresponsiveMstimulatedMactivatedM病原体signalLFA-1MHC-II细胞增生趋化，杀菌提呈Ag，激活LC，Firstsignal:MAF/IFN-,MSFsecondsignal:LPS/IFN-,MSF,CK,12TheprocessofMactivation3BiologiceffectsBiologiceffectsofMrestedMresponsiveMstimulatedMactivatedMsuppressorM病原体signalLFA-1MHC-II细胞增生趋化，杀菌提呈Ag，激活LC，过度活化适度活化PGE抑制免疫功能杀瘤，杀菌Firstsignal:MAF/IFN-,MSFsecondsignal:LPS/IFN-,MSF,CK,123TheprocessofMactivation激活的巨噬细胞通过产生TNF及IL-1等效应因子直接或间接杀伤肿瘤细胞TAM通过产生肿瘤血管生长因子（tumorangiogenesisfactor,TAF）等机制促肿瘤生长和转移《国外医学：免疫学分册》.1990年第13卷第2期：60-65巨噬细胞的分型过敏性反应和寄生虫感染介导Th2型活化和免疫调控介导免疫调控，参与基质沉积和组织修复PaolaAllavena，AntonioSica，CeciliaGarlanda，AlbertoMantovani.TheYin-Yangoftumor-associatedmacrophagesinneoplasticprogressionandimmunesurveillance。ImmunologicalReviews2008.222:155–161（1）TAM的来源表达低水平MHC-II抗原呈递功能低下分泌高水平的免疫抑制性细胞因子如IL-10和TGF-β，炎症性细胞因子IL-12、IL-6、IL-1β、TNFα的产生显著低下产生较低水平的NO、ROIs等（2）TAM的功能特点TAM的功能作用具有时相性和组织特异性：在不同肿瘤组织、同种肿瘤的不同部位以及在同一肿瘤的不同发展阶段其功能亦有所不同。肿瘤组织内肿瘤间质肿瘤坏死缺氧区域正向负向（3）TAM的促瘤效应及相关机制三羧氨基喹啉氯膦酸盐小分子非肽类特异性CXCR4拮抗剂（4）针对TAM设计肿瘤治疗的策略和思路3.髓系来源的抑制性细胞(myeloid-derivedsuppressorcells,MDSCs)小鼠GR1+CD11b+DMSCs人CD14-CD11b+COX2（PTGS2）、PGE、SCF、M-CSF、IL-6、GM-CSF、VEGF扩增、募集活化IFN-γ、IL-4、IL-13、TGF-βMDSC的扩增、募集和活化Fas信号通过PGE2募集MDSC促进肺癌生长FassignalinlungcancerPGE2MDSCrecruitmentpromoteslungcancergrowthTregJImmunol.2009;182:3801-3808MDSCs促肿瘤效应穿孔素靶向MDSCs的肿瘤免疫治疗之一：促进MDSC的分化成熟全反式维甲酸（ATRA）、维生素D3靶向MDSCs的肿瘤免疫治疗之二：抑制MDSCs的扩增扩增、募集COX2（PTGS2）、PGE、SCF、M-CSF、IL-6、GM-CSF、VEGFVEGF特异性阻断性抗体如avastatin靶向MDSCs的肿瘤免疫治疗之三：阻断MDSCs的功能COX2抑制剂、磷酸二酯酶5抑制剂，如sildenafil，能够下调MDSCs的ARG1和iNOS的表达靶向MDSCs的肿瘤免疫治疗之四：剔除MDSCs某些化疗药物能够直接剔除MDSCs，如gemcitabine肿瘤局部微环境内的免疫抑制性因子IL-10、IL-6、IL-4、IL-13、IL-1β、TGF-β、GM-CSF、VEGF、SCF、M-CSF趋化因子如CCL2、CCL5、CCL12、CCL19、CCL20、CCL21等PGE2、iNOS、IDO及精氨酸酶CTLA-4CTLA-4）热休克蛋白（HSP）γδT肿瘤细胞产生的HSP能通过诱导肿瘤细胞产生趋化因子并活化树突状细胞而启动抗肿瘤免疫tumorHeatstressHSPsreleaseautocrinechemokineDCDCin