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移植物抗白血病效应的研究进展

2022-07-29
来源:求医网
中华内科杂志2000年第39卷第6期

孙玉英奚永志孔繁华

关键词:移植物抗白血病(graft-versus-leukemia, gVL)

移植物抗白血病(graft-versus-leukemia, GVL)效应是指与异基因造血干/祖细胞移植密切相关的移植物抗白血病功能,它的产生与移植前进行的放、化疗等预处理方案并无关联。GVL的临床意义在于它能有效地防止异基因造血干/祖细胞移植后白血病的复发,从而显著延长白血病的缓解期。目前研究者们已探索出几种诱导GVL的策略,然而如何在既有效诱导GVL的同时又减少和(或)防止移植物抗宿主病(GVHD)的发生,则是当今迫切需要解决的关键问题。

一、GVL与GVHD的关系

GVL与GVHD既相互依存又相互独立。不伴有急性GVHD(aGVHD)的移植患者存活率较高,同时伴有aGVHD和慢性GVHD(cGVHD)者生存率最高。去除T淋巴细胞骨髓移植患者的GVHD发生率及强度均降低,而白血病复发率及移植物排斥率显著增高。因此,GVL效应与GVHD紧密相关并依赖于T淋巴细胞。但是GVHD反应的强度与GVL效应的大小并不呈正相关,重度GVHD所具有的GVL效应常被非白血病性死亡所抵消。某些情况下GVL效应也可独立出现,如骨髓移植后复发的病人在接受供体淋巴细胞输入(DLI)后可获得缓解而不伴有GVHD的发生;去除T细胞的骨髓移植复发率在不发生GVHD的病人中较低等。近来发现白细胞介素-11(IL-11)可以抑制CD4+T细胞介导的GVHD,而不抑制CD4+及CD8+T细胞介导的GVL效应[1]。角质细胞生长因子(KGF)同样可以减轻骨髓移植小鼠GVHD的严重程度及病死率,同时保留了GVL效应[2]。上述两种因子可以将GVHD与GVL效应分开。

尽管GVL的发生机制目前尚不清楚,但GVL与GVHD均由供体T淋巴细胞识别主要或次要组织相容性抗原引起。GVL是与异基因骨髓移植相伴而生的,GVL的发生可能与供体T淋巴细胞识别白血病特异性抗原有关。

二、 GVL效应的诱导

1. IL-2诱导GVL效应:IL-2是T细胞自分泌或旁分泌的T细胞生长因子,自体骨髓在体外与IL-2共同培养,可产生一系列具有抗肿瘤活性的杀伤细胞和细胞因子,它们单独或协同作用于白血病细胞,产生GVL效应。在小鼠模型中[3],自体骨髓移植(ABMT)加IL-2可诱导GVL效应来排斥移植的肿瘤细胞,有趣的是同基因骨髓与IL-2体外培养继之以IL-2治疗的方案,在生存率及抑制白血病复发方面均优于未处理的骨髓。因此,IL-2可用于行ABMT的白血病及淋巴瘤病人来增强自体GVHD以诱导GVL。在异基因骨髓移植(Allo-BMT)中也有类似现象[4]。Allo-BMT加IL-2可以抑制AKR/J小鼠的自发性白血病。在这些实验中,尽管NK细胞活性增强,但GVHD并未增加。

相对而言,自体外周血干细胞移植(PBSCT)的造血与免疫学功能恢复强于BMT,但其主要缺点是复发率较高,缺乏自体反应性T细胞克隆及GVHD发生率低是其主要原因。研究发现IL-2可减少自体PBSCT后的复发。对同种异体PBSCT的研究发现:IL-2引发的重度GVHD的发生率低于期望值、增进植入、诱导移植耐受、抑制GVHD,而不抑制GVL效应、通过GVHD反应性CD4+T细胞来改变细胞因子产量等,IL-2将有效地增加GVL效应,但同时必须严密监视GVHD的发生。

此外,IL-12、γ干扰素(INF-γ)及肿瘤坏死因子(TNF)也具有促进GVL效应的作用。IL-12具有促进I型T辅助(Th1)细胞分化、激活细胞毒性T细胞和NK细胞,激发抗肿瘤免疫的功能。加入外源性IL-12可能减弱IL-2的GVHD保护作用,IL-12抑制与GVHD相关的T细胞扩增,从而明显推迟临床GVHD的发生。在MHC完全相合的Allo-BMT小鼠(A/J→B10)模型中[5],行BMT的同时单独注射IL-12可明显阻止CD4+T细胞介导的aGVHD的发生,而保留了CD8+T细胞介导的GVL效应;IL-12还可诱导INF-γ的产生,当用INF-γ抗体封闭时,GVL效应及抑制GVHD的作用减弱;INF-γ可通过一氧化氮(NO)途径来抑制T细胞对有丝分裂原的增殖反应,INF-γ还有选择性抑制Ph+细胞的作用。TNF是一类能直接造成肿瘤细胞死亡的细胞因子,并能增强IL-2的表达,促进激活T细胞的增殖,增强巨噬细胞的吞噬活性,强化NK细胞的细胞毒效应,以及与IL-2协同刺激T细胞产生INF。由于IL-2、IL-12可共同引起高水平的INF-γ、TNF-α及NO,故二者不宜同时使用。

2.环孢素A(CsA)诱导的GVL效应:同基因GVHD可介导GVL效应,在自体或同基因骨髓移植中GVHD的自然发生率为5%~10%,当使用CsA时其发生率显著增加,这是由于宿主胸腺髓质中的上皮细胞因X线照射及CsA抑制而减少,MHC-II类抗原表达下降,使得识别自体细胞上MHC-II类抗原的自体反应性T细胞的克隆剔除机制阻抑,从而导致GVHD。将获得同基因GVHD宿主鼠的T细胞转输次级宿主鼠可引起同基因 gVHD,由此可见,T细胞受体的改变是介导同基因GVHD的直接原因。同基因GVHD包括aGVHD和cGVHD,与Allo-BMT中的GVHD相似,CD4+、CD8+T细胞是引发同基因GVHD所必需的,任何其一都不能单独引发同基因GVHD。CsA能诱导ABMT大鼠的同基因GVHD。相反,在小鼠中却很难诱导同基因GVHD,由于小鼠骨髓细胞中有大量的自体调节性T细胞。加大CsA剂量和长期((6周)使用将使诱导同基因GVHD变得很容易。

CsA诱导自体骨髓移植病人的GVL效应并不显著。最近,INF-α和CsA被联合用来提高肿瘤细胞上MHC-II类抗原的表达,以诱导自体GVHD的发生。IL-2与CsA的组合可能是人体中诱导GVL较有希望的方法。

FK506与CsA有相似的作用机制,免疫抑制作用比CsA强100倍。FK506更能增强NK及LAK的活性,但是诱导同基因GVHD的能力并不强。FK506与IL-2或其他药物联合应用可能有助于诱导同基因GVHD。

近来,Linomide也被用来诱导GVL效应,它能增强T细胞、NK细胞和单个核细胞的功能,对小鼠黑色素瘤的生长与转移有重要影响。有人对行ABMT的急性粒细胞白血病(AML)病人进行了Linomide治疗,CD56+CD3-和CD16+NK细胞数增多,而且对K562及Daudi细胞的细胞毒活性增强,同时体内TNF-α、INF-γ和IL-1的水平增高。

3.供体淋巴细胞输入:DLI疗法是人体GVL效应的直接证据。到目前为止,惟一确认的GVL靶抗原是次要组织相容性抗原(MHC)。DLI具有GVL效应是由Kolb等[6]首先发现,并由Cullis等[7]证实。他们发现慢性粒细胞白血病(CML)病人继Allo-BMT之后进行DLI治疗可获得长期的造血和细胞遗传学上的缓解。CML复发病人对DLI的应答率为60%-73%,大多数应答者可获得分子水平的缓解,即检测不到CML特异性BCR-ABL mRNA的转录。从DLI到分子水平的缓解约为10.5个月,复发的不同时相对DLI疗效有直接影响。分子或细胞遗传学上的复发对DLI有较好的应答性,而造血水平上的复发应答程度较低,这可以通过体外DLI与IL-2共同培养而克服。在急性白血病中,AML的缓解率约为29%;对急性淋巴细胞白血病(ALL)的报道不一。在骨髓瘤及淋巴瘤病人中,DLI有望成为治疗复发的有效方法。

DLI最严重的伴发症是严重的骨髓发育不全和(或)GVHD。在减少重度GVHD的同时保存GVL效应,可以采取以下几种措施:(1)减少供体淋巴细胞的数量,建立量效曲线,寻找最佳T细胞量;(2)选择性去除细胞毒性/抑制性CD8+T淋巴细胞可以减少GVHD的发生;(3)用单纯疱疹病毒胸腺激酶基因(HSK-TK)与另一种细胞选择性标记基因共同转导供体T细胞,使得这种基因工程T细胞对ganciclovir非常敏感,因此,在发挥GVL效应的同时极大地减少GVHD的发生。Choudhury等[8]发现CML病人的树突状细胞可用来提高自体CD8+T细胞克隆对肿瘤细胞的特异性免疫应答。Zeis等[9]将白血病细胞免疫小鼠,用获得的白血病特异性T细胞转输给行Allo-BMT的小鼠,其微小残留病(MRD)消失,而且未引发GVHD。这表明在体外可以诱导产生同种限制性、特异性识别白细胞抗原的CTL克隆,这些克隆将诱导GVL效应而不引发GVH反应。

三、 GVL中的效应细胞

大量资料表明Thy1+Lyt2+或Lyt2+T细胞、CD4+、CD8+T细胞以及NK和LAK细胞在GVL中起重要作用。白血病细胞上的MHC-I类分子与CD8+T细胞功能有关;MHC-II分子起到启动免疫应答和CD4+T细胞靶抗原的作用,反应性CD4+T细胞可以杀伤白血病细胞[10]。异基因CD4+CTL细胞可以直接溶解靶细胞或间接激活细胞因子,如INF-γ、TNF-α、粒-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)等诱导GVHD,由于这些CD4+CTL细胞识别白血病细胞受体,它们可能同时参与GVL效应。自身反应性T细胞是诱导自体GVHD所必需的。在CsA治疗的大鼠中,Vβ8.5+和Vβ 10+ T细胞在诱导同基因GVHD中起重要作用,Vβ8.5+T细胞具有细胞溶解活性,Vβ 10+ T细胞则没有这种活性[12]。Jiang等[11]发现在进行Allo-BMT的CML病人中,识别CML细胞的同种反应性T<