胶质瘤的免疫治疗研究进展综述.doc

胶质瘤的免疫治疗研究进展刘海龙摘要 胶质瘤是神经系统最常见的恶性肿瘤，由于其较高恶性程度，尤其是三期和四期胶质瘤，以及高复发率，其治疗方式若单纯依靠手术治疗，则很大程度上难以完全切除，甚至不能切除。免疫治疗在对抑制肿瘤细胞生长、诱发肿瘤细胞凋亡等方面起到了重要作用，主要的免疫疗法包括使用重组细胞因子、单克隆抗体、分子疫苗、过继性淋巴细胞等。免疫治疗辅助手术等其他治疗方式，可明显抑制肿瘤细胞生长，减缓其他治疗方式的毒副作用，延长患者生存期。关键词 胶质瘤 免疫治疗胶质瘤起源于神经上皮组织，占颅内肿瘤的4050%，是神经系统最常见的恶性肿瘤。分为星形胶质细胞瘤、少突胶质细胞瘤、室管膜瘤、髓母细胞瘤、多形性胶质细胞瘤等。根据北京神经外科研究所统计，胶质瘤的综合发病年龄在3040岁范围内，以大脑半球胶质瘤最为多见。根据Knudso的“二次打击”学说，目前虽对胶质瘤的发病原因缺乏完全清楚的认识，但认为诱发肿瘤的因素包括遗传因素、物理因素、化学因素、生物因素等的综合作用。临床表现以颅内压增高症状以及局灶性症状和体征为主，如头痛、呕吐、运动障碍、感觉障碍等。随着医学的发展和人们对胶质瘤认识的深入，对其治疗已经由原来单纯依靠手术治疗发展为如今的以手术治疗为主的综合治疗，包括手术、化疗、放疗、基因治疗、免疫治疗、中医中药治疗、心理治疗等。目前，人们逐渐认识到胶质瘤的发病与患者的免疫力低下有关，故对于胶质瘤的免疫治疗关注程度日益加深。胶质瘤的免疫治疗主要是通过增强机体自身免疫，来达到防御肿瘤和杀伤肿瘤的目的，被称为是继手术、放疗、化疗之后的第四种治疗模式，具有特异性强、毒副反应轻、长期记忆等特点。人体免疫系统主要包括非特异性免疫和特异性免疫两大类，而特异性免疫主要通过细胞核体液免疫发挥作用。其中巨噬细胞、CD8+T淋巴细胞对肿瘤的监测和杀伤起到了重要作用。免疫治疗则主要是通过调控非特异性免疫中的巨噬细胞和特异性免疫中的CD8+T淋巴细胞起作用，包括重组细胞因子、单克隆抗体、分子疫苗、过继性淋巴细胞、树突状细胞等几种方法。一、 细胞因子细胞因子是肿瘤免疫治疗的核心，胶质瘤细胞本身即可分泌多种细胞因子如IL-2、TGF-10、PGE-2等，这些细胞因子协同或拮抗，相互作用构成细胞因子网络，促使肿瘤细胞发生、发展、复发和转移等。目前，研究人员希望可以通过一种或者几种细胞因子作用于人体，发挥其自身的细胞毒作用或辅助特异性免疫作用，达到杀伤肿瘤的目的。细胞因子治疗胶质瘤的作用机制主要有：1）辅助特异性细胞毒性T细胞反应；2）增强NK细胞的溶解细胞作用；3）刺激T细胞、NK细胞分泌IFN-；4）血管形成抑制剂；5）增强肿瘤细胞MHC抗原表达，从而增强肿瘤细胞免疫原性；6）抑制部分细胞因子对免疫系统的调节；7）抑制肿瘤细胞增长，诱导分化。目前，经常使用的细胞因子主要有干扰素、肿瘤坏死因子、表皮生长因子等。Ohno等人和Ogbomo等人主要对EGFRv展开研究，发现胶质瘤细胞表面特异性表达3C10/CD3，EGFRv可以渗透到肿瘤内部作用于肿瘤细胞，明显延缓胶质瘤细胞的生长。干扰素在治疗胶质瘤中的作用已被多数研究人员重视，部分使用IFN-，部分使用IFN-。田道锋、郭宗泽和李光宗等人主要对IFN-进行了研究。田道锋等人将MSCs-hIFN-瘤内注射观察荷瘤鼠的临床表现和生存时间，使用MRI显示肿瘤大小，幷体外培养C6胶质瘤组织病理学检查和肿瘤组织IFN-免疫组化染色，结果发现体外培养C6细胞的生长受到不同程度的抑制，体内发现注射MSCs-hIFN-可以使肿瘤体积明显缩小。郭宗泽等人则使用IFN-基因转染胶质瘤来探讨其对胶质瘤的生长抑制和诱导凋亡作用，结果示IFN-基因转染可以明显抑制肿瘤细胞增殖，转染后48h和72h对肿瘤生长的抑制率达到37.3%和46.0%。IFN-基因转染还可以诱导肿瘤细胞凋亡，转然后48h和72h肿瘤细胞凋亡率达到31.7%和48.2%。李光宗等人通过建立阳离子脂质体介导IFN-基因转染也同样发现其可以抑制人胶质瘤的生长。王雪峰、邓怀慈、张晓智和刘晓谦等人主要对IFN-进行了较为深入的研究。王雪峰等人通过逆转录病毒将IFN-基因导入大鼠胶质瘤细胞制成PA317IFN-细胞株，幷瘤内注射，观察大鼠的生存期后，结果发现治疗组的大鼠平均生存期约为对照组的2倍。除单独使用一种细胞因子治疗胶质瘤外，研究人员逐渐尝试将多种细胞因子联合使用，如邓怀慈等人将全反式维甲酸与IFN-联合使用，其协同抑制人胶质瘤细胞系SHG-44恶性表型幷可诱导肿瘤细胞凋亡；刘晓谦等人将IL-4与IFN-基因联合使用，王玉宝等人将肿瘤坏死因子与干扰素联合使用治疗胶质瘤，也同样发现两者具有明显系统作用。虽然使用细胞因子治疗胶质瘤已经取得一定进展，但仍然存在着关键问题尚未解决，如体外实验虽然显示了明显的抗瘤效应，但是体内毒副作用明显却限制了其应用；使用细胞因子的剂量也较难掌握，剂量过小则难以受到成效，剂量过大则易导致血管源性脑水肿。通过对前人实验及经验的总结，可以看出未来使用细胞因子治疗胶质瘤主要应沿着两个方向继续发展：1）应更加提倡多种细胞因子联合应用；2）目前多使用细胞因子全身静脉给药，而颅内或瘤内局部用药效果更优。二、 单克隆抗体单克隆抗体可以通过多种机制治疗胶质瘤，主要有：1）未经修饰的单抗通过效应细胞如巨噬细胞或补体杀伤胶质瘤细胞；2）拮抗肿瘤细胞因子如EGF-等发挥作用；3）利用单抗特异性结合靶点的特异性将抗癌药物、药物前体、毒素或放射性核素特异导向瘤体起到杀伤作用。其中，以单抗为特异性载体，以化疗药物、生物毒素和放射性核素为“生物弹头”是单抗抗肿瘤的最常用免疫疗法。因为单抗能够特异性的识别和结合肿瘤细胞幷将其携带的生物弹头作用在肿瘤细胞上，起到杀伤肿瘤细胞作用。通常生物弹头主要使用光动力、放射性核素、化疗药物等。詹奇等人将VCAM-1单克隆抗体与光动力联合治疗胶质瘤，发现光动力联合抗VCAM-1抗体组、光动力组、抗VCAM-1抗体组的抑瘤率分别为80.7%，67.2%和54.6%。傅相平等人将单抗与放射性核素131I交联对胶质瘤内放免治疗，结果示单抗与131I交联后靶向于肿瘤细胞核，并将负载的放射性核素输送到肿瘤细胞内，由内向外摧毁肿瘤。陈剑等人将顺铂与单抗Anti-uPAR交联抑制胶质瘤的增殖和uPAR蛋白的表达。除此之外，还有学者单独使用单抗治疗胶质瘤。王晓澎、游潮等人体外培养U251细胞分为对照组、低剂量组和高剂量组，分别加入不同剂量的CD147/HAB18G单抗封闭细胞表面的CD147分子，并用免疫荧光法检测各组细胞膜上MCT1表达分布改变，结果示相对对照组低剂量组和高剂量组其细胞膜有效表达均减少，CD147/HAB18G单抗通过干扰CD147对MCT1表达的引导使胶质瘤细胞膜上MCT1有效成分分布减少，从而抑制肿瘤生长。虽然单克隆抗体交联生物弹头能够抑制胶质瘤细胞生长，但是由于鼠抗免疫原性强，限制了其在临床中的应用。除此之外，如使用免疫毒素，其进入瘤体较少，弥散性差，非特异性结合正常组织，被快速清除。三、 分子疫苗分子疫苗是将肿瘤细胞或其合成的抗原肽制成肿瘤疫苗，保持其抗原性，诱发宿主特异性的体液免疫或细胞免疫，从而通过患者自身杀灭肿瘤细胞。国内外对分子疫苗的研究主要集中在致敏树突状细胞、高免疫原性胶质瘤细胞疫苗、卡介苗等。目前，树突状细胞被认为是最具应用前景的肿瘤疫苗。研究人员多使用树突状细胞作为载体，将从胶质瘤中提取的抗原肽负载到树突状细胞上制备肿瘤疫苗，如赵丽波等人使用从胶质瘤中提取的热休克蛋白-肿瘤肽提取物（HSP-PC），卜宁等人使用胶质瘤释放的exosomes负载到树突状细胞上，花玮等人则使用胶质瘤干细胞抗原肽。复旦大学附属华山医院花玮等人选取了5例复发胶质瘤患者，每周一次皮下接种DC疫苗，共三次，联合替莫唑胺化疗，结果示5例胶质瘤标本中均含有不同比率的CD133+细胞，DC疫苗接种后患者无明显不良反应，联合化疗能延长患者生存期。另外，Ueda等人将从胶质瘤细胞或胶质瘤干细胞中提取的SOX6作为抗原肽致敏CTLs，并将其注射到荷瘤鼠中，结果示SOX6分子疫苗使HLA-A24或HLA-A2阳性的胶质瘤患者肿瘤生长受到抑制。除使用抗原肽、热休克蛋白等，董超等人则通过溶瘤病毒新城疫病毒的溶瘤作用，提高免疫细胞杀伤肿瘤作用。新城疫病毒（NDV）其2HN基金表达产物能够吸附唾液酸（SA）的受体和有神经氨酸酶（NA）催化的唾液酸裂解，其所具有的神经氨酸酶活性，可以去除肿瘤细胞表面的唾液酸，从而增强机体的免疫识别能力。目前的研究多数是以树突状细胞作为载体，将一些具有抗原活性的物质负载其上。未来的研究更应该突破仅有树突状细胞的局限，进而研究病毒，如新城疫病毒、逆转录病毒等修饰自体瘤细胞。四、 过继性免疫治疗过继性免疫治疗，又称为被动免疫疗法，是取对肿瘤有免疫作用的供者淋巴细胞转输给肿瘤患者，或取患者自身的免疫细胞体外活化、增殖后，再输入患者体内，使其在患者体内发挥抗肿瘤作用。常见的有CTL（细胞毒性T淋巴细胞）、CIK（细胞因子诱导的杀伤细胞）、NK细胞、巨噬细胞、LAK（淋巴因子激活的杀伤细胞）和TIL（肿瘤浸润性淋巴细胞）等都在杀伤肿瘤细胞中起作用。目前，研究人员多使用患者自身的免疫细胞，通过细胞因子在体外活化，再回输入患者体内。如张春、常贺等人使用CD3与IL-2协同诱导PBMC，罗俊生等人先后使用PHA、CD3与IL-2以及人身皂苷、CD3与IL-2协同诱导PBMC，结果都显示多种细胞因子同时应用具有协同效应，能够使CD3AK细胞成为较CD3AK细胞增值能力、杀伤活性更强的免疫效应细胞。王启宏等人通过体外培养人胚胎胸腺细胞（ETC）表面抗原的转变，比较不同源LAK细胞、活化ETC联合对TJ905细胞的体外作用效果，发现单独ETC在体外对胶质瘤细胞无抑制作用，而不同源LAK细胞核活化ETC联合对TJ905人脑胶质瘤细胞具有杀伤作用。严欣江等人将IL-13受体2抗原肽致敏DC-CIK细胞，幷将其与U251细胞共培养24小时后，检测其对U251细胞杀伤率。在2007年，青岛大学附属医院神经外科宫安静等人就对DC诱导的CTLs与CIK及LAK细胞对胶质瘤的杀伤作用作一比较，发现从人外周血中诱导出的DC负载胶质瘤抗原后，激活的CTLs在体外对胶质瘤细胞能产生高效而特异的杀伤作用，明显强于CIK细胞和LAK细胞。使用过继性免疫治疗方法治疗胶质瘤关键是获得足够的杀伤活性强的免疫活性细胞。目前主要使用的LAK细胞、CIK细胞等静脉注射或局部应用，因其数量有限、杀伤活性低下等缺陷限制了其在临床中的应用与发展。使用多种细胞因子协同诱导，或将过继性淋巴细胞与其他免疫疗法如细胞因子、单克隆抗体等联合使用治疗胶质瘤已成趋势，但如何尽量在体外获得足够数量、足够杀伤力的过继性免疫细胞，仍然是未来需要重点关注的课题。五、 树突状细胞细胞免疫介导的免疫应答在机体抗肿瘤过程中起到了重要作用，T细胞的致敏、激活和扩增均依赖于抗原提呈细胞（APC）提呈相应的抗原肽幷提供共刺激信号，而树突状细胞则是目前发现的功能最强的抗原提呈细胞。其具有其他抗原提呈细胞所不具有的特性：1）能高水平的表达MHC类分子；2）具有表达、摄取、转运抗原的特殊膜受体；3）能有效摄取和处理抗原，然后迁移至T细胞区域，具有一个成熟化的过程；4）活化未致敏的T细胞；5）抗原提呈效率高，用少量的抗原和少量的树突状细胞可激活T细胞。树突状细胞在胶质瘤的治疗中也发挥了重要作用。Liau等人利用酸洗脱方法从胶质瘤细胞中提取出肿瘤抗原肽，从小鼠骨髓中分离干细胞再经过体外GM-CSF和IL-4的刺激，扩增得到树突状细胞，在体外以肿瘤抗原肽冲击树突状细胞，随后回输到小鼠体内，可显著延长小鼠生存期。免疫组化实验证明，与对照组相比，CD8+和CD4+T细胞在病灶周围及病灶中明显增多。Yu等人应用树突状疫苗治疗胶质瘤患者，7例患者接受治疗。其中，4例接种后显示CTL活性增强，2例在接种前后均显示CTL活性增强。Okada等人将自体胶质瘤细胞冲击的树突状细胞回输于患者体内，结果发现CD8+T细胞在病灶周围及病灶中明显增多。国内，研究人员使用多种发放来致敏树突状细胞制备疫苗，如花玮和宫安静等人使用从胶质瘤干细胞中提取的抗原肽，吴立权等使用加温处理的U251细胞，苗壮等人使用凋亡胶质瘤细胞与T淋巴细胞、树突状细胞共培养，俞建波等人则使用的是G422胶质母细胞瘤RNA致敏树突状细胞。将致敏DC注入体内，发现DC疫苗的CTL活性明显增强，DC细胞对荷瘤鼠有明显的免疫抑制作用，能够延长动物生存期。树突状细胞应用于胶质瘤的免疫治疗仍然存在着许多问题，如1）树突状细胞数量的扩增比较缓慢；2）功能维持不甚持久；3）与肿瘤抗原肽结合难以持久；4）免疫逃避。这些问题都将成为未来研究的重要方向。首先，对于胶质瘤的几种免疫治疗方法，如细胞因子、树突状细胞等，仍是单纯使用以求达到疗效，未来应更加注重多种方法的联合使用，如细胞因子协同过继性淋巴细胞治疗，争取创造多种免疫疗法的协同作用；其次，目前不论是分子疫苗还是过继性淋巴细胞，多数是通过静脉给药，往往因不易或无法通过血脑屏障疗效不甚显著而毒副作用较为明显，未来可以探讨局部应用免疫疗法；再次，目前只是局限于将免疫治疗方法用于肿瘤发病或复发患者，未来更应注重筛查胶质瘤高危患者，将细胞因子或分子疫苗等用于预防其发生或延缓其发生，真正起到“疫苗”作用。目前，针对胶质瘤的治疗方式仍然以手术治疗为首选，但因其高复发率，以及尤其三期、四期高恶性程度，单纯手术治疗远远不能达到理想效果。随着人们对免疫学、分子生物学研究的深入，以及基因工程、细胞生物工程技术的发展，胶质瘤的免疫治疗日趋成为备受关注的课题。参考文献1、 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