临床医学论文-卡介苗免疫治疗肿瘤的研究进展.doc

临床医学论文.卡介苗免疫治疗肿瘤的研究进展【关键词】 卡介苗；肿瘤，细胞免疫；体液免疫近年来，分子生物学的迅猛发展使得肿瘤的免疫治疗成为继手术、放疗及化 疗之后的第4种治疗模式卡介苗成功治疗膀胱癌的经验，使得卡介苗成为肿瘤 免疫治疗的热点，本文就卡介苗的抗肿瘤机制与研究进展作一综述O1卡介苗治疗肿瘤的历史卡介苗(Bacille Calmette-Guerin, BCG)是强毒的牛型结核杆菌经过13年传种230代所得的减毒牛型结核杆菌悬液制成的活菌苗,最早用于结核病的预 防直到1935年,Holmgrca首次报道用卡介苗治疗癌症到了 20世纪50〜60 年代，曾有研究报道卡介苗对白血病、结肠癌、肝癌、肺癌和黑色素瘤等都有治 疗作用1976年Morales等首先报道将卡介苗用于治疗膀胱癌2002年，Bassi 总结了 1 496例患者的临床研究资料，证明卡介苗治疗膀胱原位癌的完全缓解率 为60%〜79% [1] o目前认为卡介苗治疗膀胱癌是肿瘤免疫治疗最为成功的范 例之一2卡介苗抗肿瘤机制卡介苗治疗肿瘤的确切机制尚不完全清楚，有研究证明卡介苗抗肿瘤是通过 局部而起作用，但也有研究证明，机体完整的免疫系统是其发挥作用所不可缺少 的。

Ratliff等[2]研究发现卡介苗在去除胸腺的大鼠体内不能起到抗肿瘤作 用，所以认为卡介苗是通过激活机体免疫机能而起到抗肿瘤作用的目前通常 认为卡介苗抗肿瘤机制有4利、2.1卡介苗具有纤维连接蛋白（fibronectin, FN）受体卡介苗具有高亲和力的FN受体,FN是一种大分子非胶原蛋白，存在于血浆和 各种体液、细胞表面及基质中卡介苗通过FN结合在膀胱壁上，这是卡介苗发挥 抗肿瘤免疫效应所必需的第-一步当正常上皮被完整破坏时，基膜及黏膜下层暴 露，卡介苗上的FN受体与局部损伤处膀胱壁表面的FN结合，从而启动了机体免 疫反应来杀灭肿瘤细胞全身或膀胱内使用改变纤维蛋白稳定性的药物可影响卡 介苗与膀胱壁的结合及卡介苗灌注治疗效果卡介苗与肿瘤或黏膜上皮细胞FN 结合，不仅是卡介苗黏附的分子生物学基础,也是卡介苗介导局部细胞免疫和直 接细胞毒作用的中心环节2.2卡介苗对肿瘤细胞的直接作用卡介苗不仅可以诱导肿瘤细胞表达能激发特异性免疫应答的抗原——肿瘤 相关抗原和交叉反应抗原（如热休克蛋白），还可诱导肿瘤细胞表达黏附分子（如 ICAM-1）和Fas受体，从而增强免疫活性效应细胞与肿瘤细胞的结合[3],通过 Fas-fasl和穿孔素等作用使肿瘤凋亡或死亡。

在膀胱腔内灌注卡介苗治疗后，肿 瘤细胞可以表达主要组织兼容性复合体-11类分子（MHC-11） [4] , MHC-11可通 过与巨噬细胞的结合，激活CD4+T细胞卡介苗可以促进肿瘤细胞HLA-DR抗原的 表达，从而增强肿瘤细胞的免疫原性，提高肿瘤细胞对免疫细胞的易感性、免疫 细胞的识别与杀伤活性o Ikeda等[5]报道，卡介苗可诱导鼠膀胱癌细胞株MBT-2 和人膀胱癌细胞株T24, T28等增加表面抗原MHC-Ib CD1, CD80和12CAM-1等 分子的表达，而且卡介菌作用过的MBF-2细胞能刺激经卡介苗激活的淋巴细胞 产生IL・2和IFN- Y -膀胱内灌注卡介苗后，可诱导肿瘤细胞产生TL-1, TL-6, IL-8, IL-2, IL-12, INF-y等细胞因子,发挥直接抗肿瘤作用、免疫细胞网络调 节效应和放大免疫细胞抗肿瘤活性此外卡介苗可以增强膀胱黏膜上皮细胞和肿 瘤细胞B7抗原的表达B7属于共刺激因子中的一种,在肿瘤抗原作为第一信号、 共刺激因子作为第二信号的刺激下,T淋巴细胞活化、增殖,产生细胞因子，并激 活NK细胞，提高了卡介苗局部抗肿瘤的免疫效应卡介苗的胞壁成分可以激活 TLRs(Toll-like receptors)钟样蛋白受体，该受体属于人类IL・1受体家族，有9 个亚型。

在人类膀胱癌上皮细胞株和人类尿路感染模型上皮细胞也检测到 TLRs.2和TLRs-4的表达，卡介苗的胞壁成分激活肿瘤细胞表面的TLRs-2和 TLRs-4,使肿瘤细胞产生细胞因子和表面分子，如INF-v, IL-8, IL-2, IL-12, GM-CSF, ICAM-1, B7.1, B7.2等，这些少量的细胞因子和分子可以促进ThO细胞 向Thl细胞转化李响等［6］报道,经卡介苗刺激诱导后，人膀胱癌细胞株TLR.2 和TLR-4分子的表达水平增强，且经卡介苗刺激后,T24细胞的培养上清液中 IL.12水平升高，并且与卡介苗呈剂量效应关系IL.12的分泌增加与TLR-2和 TLR・4表达水平的增强有量效关系，两者具有一致性，而卡介苗刺激后人膀胱癌 细胞株培养上清液中IL・4的分泌量并无明显增加2.3卡介苗对专职抗原提呈细胞的作用树突状细胞(DC)是目前发现的最有效的抗原提呈细胞，未成熟的DC可以通 过吞噬颗粒物质经加工处理后由MHC・1类分子呈递给CD8+T,细胞由MHC-11类分 子呈递给CD4+T细胞在抗原提呈这一反应过程中，卡介苗感染细胞的强烈抗原 信号可诱导大量免疫细胞趋向卡介苗抗原部位，在免疫细胞识别、吞噬与清除卡 介苗感染细胞的同时其自身进一步被卡介苗抗原激活,使相关静止的NK细胞直 接或通过细胞因子激活，后者可直接杀伤多种变异细胞。

DC吞噬活化的分枝杆 菌后可促进成熟，可分泌炎性细胞因子并上调其表面和MHC・I类分子的表达 因此，非成熟DC通过摄取卡介苗显示出潜在的抗原提呈能力新的研究表明， 卡介苗的细胞壁骨架(BCGCSW)可介导人成熟的树突状细胞(DC)表面的 CD40,CD80,CD83,CD86表达增高，其效果同TNF・Q ,热灭活卡介苗后刺激结果相 似［7］卡介苗热休克蛋白70(HSP70)是卡介苗细胞质的重要成分之一，可 以使DC诱导同种异体淋巴细胞转化能力增强，淋巴细胞增殖加快，从而促进DC 成熟，增强其抗原提呈能力［8］ o2.4卡介苗对•抗肿瘤效应细胞的作用2.4.1卡介苗对T细胞的作用 抗肿瘤免疫是以细胞免疫为主，卡介苗主 要活化的是CD4+和CD8+的细胞毒性T细胞卡介苗和肿瘤细胞的特异性免疫反 应，使ThO细胞向Thl型细胞转化，诱导T细胞活化和增殖,介导细胞免疫反应 卡介苗灌注膀胱后，专职抗原提呈细胞和肿瘤细胞上表达的MHC-I或MHC-11类 分子增高，T细胞受体TCR和CD3复合物识别之，并在共刺激分子B7.1和B7.2 的参与下活化T细胞李晓强等［9］以卡介苗为佐剂用膀胱肿瘤可溶性抗原诱 导人外周血单个核细胞成为细胞毒性T细胞，并用其对膀胱癌切除术后患者进行 膀胱腔内灌注，发现患者外周血CD3+,CD4+T细胞亚群的比例增加显着，血清及 尿液中IL-2,IFN,1NF水平较治疗前明显提高。

卡介菌还能激活T细胞产生一氧 化氮(NO)并促进合成酶(NOS)的表达增加，卡介苗灌注4周后膀胱组织一氧化氮 合成酶的表达明显增加，尿中NO水平比灌注前增加45%, ［ft NO对肿瘤细胞具有直 接的细胞毒作用2.4.2卡介苗对NK细胞的作用 卡介苗可以直接通过TLRs激活NK细胞， 也可以通过激活单核细胞释放细胞因子IL・12和IFN・a而诱导激活NK细胞［10］, 使其直接对肿瘤细胞进行杀伤NK细胞通过识别肿瘤抗原与靶细胞结合,结合后 微管插入细胞膜，释放NK细胞溶瘤因子(NKCF),NK细胞还可通过多次接触多个肿 瘤细胞放大杀伤效应卡介苗抗肿瘤是个复杂的免疫过程，除以上的细胞免疫途径，还激活了体液 免疫途径研究发现卡介苗灌注膀胱后膀胱壁有B淋巴细胞浸润，提示体液免疫 反应机制可能包括在其中，但由于卡介苗灌注后浸润的淋巴细胞太少及持续时间 较短，通常认为处于次要地位此外还认为卡介苗可克服膀胱肿瘤的免疫逃避3卡介苗治疗的副反应由于卡介苗是活菌制剂，因此有其特有的副反应,其并发症包括高热、血尿、 肝炎,有的患者出现全身各系统并发症，表现为体温＞39.5 C持续超过12 h；体 温＞38.5 C持续超过48 h；肺炎；肝炎；泌尿生殖系统以外的器官衰竭，而且 穿刺活组织检查证实为肉芽肿性炎症、脓毒血症、循环系统衰竭、急性呼吸窘迫 综合征、播散性血管内凝血［11］ o Librenjak等［12］报道,80例肿瘤患者接 受卡介苗腔内灌注治疗后，有90%患者有中度血尿、发热和尿路刺激症状。

这些 严重并发症的发生限制了卡介苗的广泛应用4卡介苗抗肿瘤有效成分由于毒副作用较大，人们开始从卡介苗里分离有效成分来替代卡介苗BCG-CW是从卡介苗提纯的卡介苗细胞壁，腹腔注射BCG-CW可以明显提高荷瘤小 鼠NK细胞的杀伤性，且能促进胸腺细胞的增殖能力［13］ o胞壁酰二肽(MDP)是 卡介苗细胞壁骨架中具有免疫活性的最小结构单位，有很强的免疫调节功能，而 罗莫肽(romurtide,RM)是新发现的MDP衍生物，其免疫活性比MDP更高,可以 诱导人外周血单个核细胞(HPBMCs)分泌高水平的IL-12和GM-CSF,而对Th2型 细胞因子TL-4产生的影响很小［14］-卡介苗多糖核酸(BCG.PSN)是从卡介苗的核酸还原糖等有效活性成分中提 取制成，它除去了原卡介苗中异种蛋白成分，保留了卡介苗的免疫调节作用实验 证明BCGPSN可以激活淋巴细胞，抑制IL・4的产生，促进INF- Y的产生，使处于 平衡状态的Thl/Th2向Thl转化［15］ CPG序列(CPGmotif)是卡介苗菌DNA 所含的非甲基化胞n密嚏鸟嚎吟二核甘酸序列，通过激活NK细胞、巨噬细胞和DC 细胞来发挥抗肿瘤活性［16］ o CPG・0DNS是具有CPG序列的寡核昔酸,同样具 有调节Thl型细胞免疫反应的功能，并且在不同的肿瘤模型中证实了其抗肿瘤活 性。

苏的等［17］用CpG-ODN 2006在体外刺激HPBMCs产生了高水平的IL-125以卡介苗为主的联合治疗联合用药是为了克服以往单用免疫药物或化学药物疗效不佳的缺点,从而进 一步降低肿瘤术后复发的一种新的治疗方法近年来卡介苗的联合治疗已成为乂 一热点，人们发现用某些毒副反应小的抗癌药物和小剂量的卡介苗联合治疗肿 瘤，不仅可以取得类似或更好的疗效，而且大大减轻了其副反应卡介苗膀胱灌注时加用IL-2可提高后者膀胱内浓度，而且IL・2可以增强卡 介苗的免疫作用，同时减少卡介苗的用量及并发症的发生李伟东等［18］用卡 介苗加IL.2行膀胱灌注来治疗膀胱肿瘤，发现其复发率及副反应发生率明显低 于单用卡介苗临床上单独应用IFN・a有效率和复发率两项指标不如卡介苗，但 毒副作用小杜信毅等［19］联合应用IFN-a和卡介苗,对56例浅表性膀胱癌 术后患者行膀胱灌注，平均随访26.8月，发现复发率仅为7%细胞化疗药物是通过细胞毒性来抑制和破坏肿瘤细胞DNA, RNA及蛋白质合 成，而卡介苗能提高机体对肿瘤细胞的免疫力，并通过各种免疫细胞因子攻击杀 伤肿瘤细胞，两者作用机制不同，可相互取长补短Lamm等［20］对膀胱癌术后 患者分别应用卡介苗或丝裂霉素进行膀胱灌注治疗，平均随访27个月，377例 肿瘤患者复发率分别为19.4%和32.6%。

谭政等［21］用此揉比星联合卡介苗对 膀胱癌术后患者行膀胱灌注，平均随访11个月，发现其复发率仅为7.7%6重组卡介苗的研究重组卡介苗(rBCG)是应用基因工程技术，将卡介苗改造成具有携带和表达 外源基因的能力近年来，各国学者致力于从事重组卡介苗的研究，使卡介苗能够 高效表达IL-2, TNF, IFN等细胞因子，以求进一步提高卡介苗的抗肿瘤活性，同 时降低其毒副作用o rBCG对膀胱癌、黑色素瘤、肾癌、肺癌等都显示出较好的 疗效临床研究表明，重组卡介苗的高效低剂量可以降低毒性，同时对•以前卡介苗 治疗失败的病例,仍可以选择重组卡介苗治疗［22］ o Dhar等［23］报道用rB。