卡介苗免疫治療腫瘤的研究進展

1、卡介苗免疫治療腫瘤的研究進展         【關(guān)鍵詞】  卡介苗；腫瘤，細胞免疫；體液免疫近年來，分子生物學(xué)的迅猛發(fā)展使得腫瘤的免疫治療成為繼手術(shù)、放療及化療之后的第4種治療模式?？ń槊绯晒χ委煱螂装┑慕?jīng)驗，使得卡介苗成為腫瘤免疫治療的熱點，本文就卡介苗的抗腫瘤機制與研究進展作一綜述。  1  卡介苗治療腫瘤的歷史  卡介苗(Bacille Calmette-Guérin, BCG) 是強毒的牛型結(jié)核桿菌經(jīng)過13年傳種230代所得的減毒牛型結(jié)核桿菌懸液制成的活菌苗

2、,最早用于結(jié)核病的預(yù)防。直到1935 年, Holmgrea 首次報道用卡介苗治療癌癥。到了20世紀5060年代，曾有研究報道卡介苗對白血病、結(jié)腸癌、肝癌、肺癌和黑色素瘤等都有治療作用。1976 年Morales等首先報道將卡介苗用于治療膀胱癌。2002年，Bassi總結(jié)了1 496例患者的臨床研究資料，證明卡介苗治療膀胱原位癌的完全緩解率為60791。目前認為卡介苗治療膀胱癌是腫瘤免疫治療最為成功的范例之一。  2  卡介苗抗腫瘤機制  卡介苗治療腫瘤的確切機制尚不完全清楚，有研究證明卡介苗抗腫瘤是通過局部而起作用，但也有研究證明，機體完整的免疫系統(tǒng)是其發(fā)揮作用

3、所不可缺少的。Ratliff等2研究發(fā)現(xiàn)卡介苗在去除胸腺的大鼠體內(nèi)不能起到抗腫瘤作用， 所以認為卡介苗是通過激活機體免疫機能而起到抗腫瘤作用的。目前通常認為卡介苗抗腫瘤機制有4種。  2.1  卡介苗具有纖維連接蛋白(fibronectin，F(xiàn)N)受體  卡介苗具有高親和力的FN受體,FN是一種大分子非膠原蛋白,存在于血漿和各種體液、細胞表面及基質(zhì)中。卡介苗通過FN結(jié)合在膀胱壁上,這是卡介苗發(fā)揮抗腫瘤免疫效應(yīng)所必需的第一步。當(dāng)正常上皮被完整破壞時,基膜及黏膜下層暴露, 卡介苗上的FN受體與局部損傷處膀胱壁表面的FN結(jié)合,從而啟動了機體免疫反應(yīng)來殺滅腫瘤細胞。全身或

4、膀胱內(nèi)使用改變纖維蛋白穩(wěn)定性的藥物可影響卡介苗與膀胱壁的結(jié)合及卡介苗灌注治療效果。卡介苗與腫瘤或黏膜上皮細胞FN結(jié)合,不僅是卡介苗黏附的分子生物學(xué)基礎(chǔ),也是卡介苗介導(dǎo)局部細胞免疫和直接細胞毒作用的中心環(huán)節(jié)。  2.2  卡介苗對腫瘤細胞的直接作用  卡介苗不僅可以誘導(dǎo)腫瘤細胞表達能激發(fā)特異性免疫應(yīng)答的抗原腫瘤相關(guān)抗原和交叉反應(yīng)抗原（如熱休克蛋白）,還可誘導(dǎo)腫瘤細胞表達黏附分子(如ICAM-1)和Fas受體,從而增強免疫活性效應(yīng)細胞與腫瘤細胞的結(jié)合3，通過Fas-fasl和穿孔素等作用使腫瘤凋亡或死亡。在膀胱腔內(nèi)灌注卡介苗治療后,腫瘤細胞可以表達主要組織相容性復(fù)合體

5、-類分子（MHC-）4, MHC-可通過與巨噬細胞的結(jié)合,激活CD4+T細胞。卡介苗可以促進腫瘤細胞HLA-DR抗原的表達，從而增強腫瘤細胞的免疫原性,提高腫瘤細胞對免疫細胞的易感性、免疫細胞的識別與殺傷活性。Ikeda等5報道, 卡介苗可誘導(dǎo)鼠膀胱癌細胞株MBT-2和人膀胱癌細胞株T24，T28等增加表面抗原MHC-II，CD1，CD80和I2CAM-1等分子的表達,而且卡介苗作用過的MBF-2 細胞能刺激經(jīng)卡介苗激活的淋巴細胞產(chǎn)生IL-2和IFN-。膀胱內(nèi)灌注卡介苗后,可誘導(dǎo)腫瘤細胞產(chǎn)生IL-1，IL-6，IL-8，IL-2，IL-12，INF-等細胞因子,發(fā)揮直接抗腫瘤作用、免疫細胞網(wǎng)絡(luò)

6、調(diào)節(jié)效應(yīng)和放大免疫細胞抗腫瘤活性。此外卡介苗可以增強膀胱黏膜上皮細胞和腫瘤細胞B7抗原的表達。B7屬于共刺激因子中的一種,在腫瘤抗原作為第一信號、共刺激因子作為第二信號的刺激下,T淋巴細胞活化、增殖,產(chǎn)生細胞因子,并激活NK細胞,提高了卡介苗局部抗腫瘤的免疫效應(yīng)?？ń槊绲陌诔煞挚梢约せ頣LRs(Toll-like receptors)鐘樣蛋白受體,該受體屬于人類IL-1受體家族,有9個亞型。在人類膀胱癌上皮細胞株和人類尿路感染模型上皮細胞也檢測到TLRs-2和TLRs-4的表達, 卡介苗的胞壁成分激活腫瘤細胞表面的TLRs-2 和TLRs-4,使腫瘤細胞產(chǎn)生細胞因子和表面分子,如INF-，I

7、L-8，IL-2，IL-12，GM-CSF，ICAM-1，B7.1，B7.2等,這些少量的細胞因子和分子可以促進Th0細胞向Th1細胞轉(zhuǎn)化。李響等6報道,經(jīng)卡介苗刺激誘導(dǎo)后,人膀胱癌細胞株TLR-2和TLR-4分子的表達水平增強,且經(jīng)卡介苗刺激后,T24細胞的培養(yǎng)上清液中IL-12水平升高,并且與卡介苗呈劑量效應(yīng)關(guān)系。IL-12的分泌增加與TLR-2和TLR-4表達水平的增強有量效關(guān)系,兩者具有一致性,而卡介苗刺激后人膀胱癌細胞株培養(yǎng)上清液中IL-4的分泌量并無明顯增加。  2.3  卡介苗對專職抗原提呈細胞的作用  樹突狀細胞(DC)是目前發(fā)現(xiàn)的最有效的抗原提呈

8、細胞,未成熟的DC可以通過吞噬顆粒物質(zhì)經(jīng)加工處理后由MHC-類分子呈遞給CD8+T,細胞由MHC-類分子呈遞給CD4+T細胞。在抗原提呈這一反應(yīng)過程中,卡介苗感染細胞的強烈抗原信號可誘導(dǎo)大量免疫細胞趨向卡介苗抗原部位,在免疫細胞識別、吞噬與清除卡介苗感染細胞的同時其自身進一步被卡介苗抗原激活,使相關(guān)靜止的NK細胞直接或通過細胞因子激活，后者可直接殺傷多種變異細胞。DC吞噬活化的分枝桿菌后可促進成熟，可分泌炎性細胞因子并上調(diào)其表面和MHC-類分子的表達。因此，非成熟DC通過攝取卡介苗顯示出潛在的抗原提呈能力。新的研究表明,卡介苗的細胞壁骨架(BCG-CSW)可介導(dǎo)人成熟的樹突狀細胞(DC)表面的

9、CD40,CD80,CD83,CD86表達增高,其效果同TNF-,熱滅活卡介苗后刺激結(jié)果相似7?？ń槊鐭嵝菘说鞍?0（HSP70）是卡介苗細胞質(zhì)的重要成分之一，可以使DC誘導(dǎo)同種異體淋巴細胞轉(zhuǎn)化能力增強，淋巴細胞增殖加快，從而促進DC成熟，增強其抗原提呈能力8。  2.4  卡介苗對抗腫瘤效應(yīng)細胞的作用         卡介苗多糖核酸(BCG-PSN) 是從卡介苗的核酸還原糖等有效活性成分中提取制成,它除去了原卡介苗中異種蛋白成分,保留了卡介苗的免疫調(diào)節(jié)作用。實驗證明BCG-PSN可以激活淋巴細

10、胞,抑制IL-4 的產(chǎn)生，促進INF-的產(chǎn)生,使處于平衡狀態(tài)的Th1/Th2向Th1轉(zhuǎn)化15 。CPG序列(CPGmotif) 是卡介苗菌DNA所含的非甲基化胞嘧啶鳥嘌呤二核苷酸序列，通過激活NK細胞、巨噬細胞和DC細胞來發(fā)揮抗腫瘤活性16 。CPG-ODNS是具有CPG序列的寡核苷酸,同樣具有調(diào)節(jié)Th1型細胞免疫反應(yīng)的功能,并且在不同的腫瘤模型中證實了其抗腫瘤活性。蘇昀等17用CpG-ODN 2006在體外刺激HPBMCs產(chǎn)生了高水平的IL-12 。  5  以卡介苗為主的聯(lián)合治療  聯(lián)合用藥是為了克服以往單用免疫藥物或化學(xué)藥物療效不佳的缺點,從而進一步降低腫瘤

11、術(shù)后復(fù)發(fā)的一種新的治療方法。近年來卡介苗的聯(lián)合治療已成為又一熱點，人們發(fā)現(xiàn)用某些毒副反應(yīng)小的抗癌藥物和小劑量的卡介苗聯(lián)合治療腫瘤，不僅可以取得類似或更好的療效，而且大大減輕了其副反應(yīng)。  卡介苗膀胱灌注時加用IL-2可提高后者膀胱內(nèi)濃度，而且IL-2可以增強卡介苗的免疫作用，同時減少卡介苗的用量及并發(fā)癥的發(fā)生。李偉東等18用卡介苗加IL-2行膀胱灌注來治療膀胱腫瘤,發(fā)現(xiàn)其復(fù)發(fā)率及副反應(yīng)發(fā)生率明顯低于單用卡介苗。臨床上單獨應(yīng)用IFN-有效率和復(fù)發(fā)率兩項指標不如卡介苗,但毒副作用小。杜信毅等19聯(lián)合應(yīng)用IFN-和卡介苗，對56例淺表性膀胱癌術(shù)后患者行膀胱灌注，平均隨訪26.8月，發(fā)現(xiàn)復(fù)發(fā)

12、率僅為7。  細胞化療藥物是通過細胞毒性來抑制和破壞腫瘤細胞DNA，RNA及蛋白質(zhì)合成,而卡介苗能提高機體對腫瘤細胞的免疫力,并通過各種免疫細胞因子攻擊殺傷腫瘤細胞，兩者作用機制不同,可相互取長補短。Lamm等20對膀胱癌術(shù)后患者分別應(yīng)用卡介苗或絲裂霉素進行膀胱灌注治療，平均隨訪27個月，377例腫瘤患者復(fù)發(fā)率分別為19.4%和32.6%。譚政等21用吡揉比星聯(lián)合卡介苗對膀胱癌術(shù)后患者行膀胱灌注，平均隨訪11個月，發(fā)現(xiàn)其復(fù)發(fā)率僅為7.7%。  6  重組卡介苗的研究  重組卡介苗（rBCG）是應(yīng)用基因工程技術(shù)，將卡介苗改造成具有攜帶和表達外源基因的能力。

13、近年來,各國學(xué)者致力于從事重組卡介苗的研究,使卡介苗能夠高效表達IL-2，TNF，IFN等細胞因子,以求進一步提高卡介苗的抗腫瘤活性,同時降低其毒副作用。rBCG對膀胱癌、黑色素瘤、腎癌、肺癌等都顯示出較好的療效。臨床研究表明,重組卡介苗的高效低劑量可以降低毒性,同時對以前卡介苗治療失敗的病例,仍可以選擇重組卡介苗治療22。 Dhar等23報道用rBCG表達結(jié)核桿菌的抗原Ag85B,可以提高Th1 型細胞免疫反應(yīng),并且可以通過rBCG來提高表達抗原,降低活卡介苗的劑量,提高其免疫效果,降低副反應(yīng)。Anold等24構(gòu)建了可分泌IFN-的重組卡介苗,并做體內(nèi)外實驗檢測其免疫刺激能力。體外實驗表明,

14、重組卡介苗可以上調(diào)MB49細胞MHC-分子的表達。重組卡介苗體內(nèi)灌注后,CD4+T細胞及IL-2,IL-4均較野生型有明顯升高,較低劑量的重組卡介苗可以顯著提高膀胱癌患者生存率。  隨著研究的深入,卡介苗的免疫調(diào)節(jié)機理將得到更充分的揭示。分子生物學(xué)、生物工程、免疫學(xué)基礎(chǔ)理論的發(fā)展,為卡介苗治療腫瘤奠定了堅實的基礎(chǔ)。不久的將來,具有良好抗腫瘤效果,又無副作用的卡介苗生物制劑將成為腫瘤免疫治療的一種新途徑?！緟⒖嘉墨I】  1 Bassi P. BCG therapy of high risk superficial bladder cancerJJ Surg Oncol，200

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