[选定] 肿瘤学, 免疫学

国外医学临床生物学化学与检验学分册 1999年第20卷第3期

第三军医大学免疫学教研室（重庆 400038）贾正才^* 综述 吴玉章 审校

摘 要 肿瘤治疗性疫苗与其它治疗肿瘤的方法不同，它通过激活机体自身的免疫系统来达到治疗的目的,从而具有高度特异性。近年来，肿瘤的治疗性疫苗，尤其是肿瘤细胞疫苗、基因工程疫苗、多肽疫苗和基因疫苗的研究，都取得了可喜的进展。其激活机体的特异性CTLs、产生抗肿瘤的保护性免疫应答的作用在动物实验中已得到肯定；多种疫苗已进入临床试验阶段，是一种有着广阔应用前景的肿瘤免疫治疗方法。

关键词 肿瘤；免疫治疗；疫苗

本世纪50年代，动物研究就提示免疫系统有可能被诱导而抑制肿瘤的生长。用移植肿瘤免疫动物后，被免疫的动物不仅能排斥再次移植的肿瘤，而且在其体内能产生细胞毒性T淋巴细胞（CTL），这种淋巴细胞能与肿瘤细胞结合并破坏之。在随后的20年中，研究者们对激活CTL的信号进行大量的研究。本世纪70年代，Harold hewitt发现人体自发产生肿瘤的不能诱导前述在动物身上所见到的那种免疫应答，因而认为前述在动物身上所观察到的肿瘤的抑制只不过是宿主对移植物的排斥的结果。由于当时并未在人类肿瘤上找到激活CTL的信号，因此肿瘤免疫失去了对研究者们的吸引力。本世纪80年代随着杂交瘤技术的建立，单克隆抗体的制备、细胞克隆、细胞系的建立、大鼠小鼠的同源株的建立得以实现。因此可进行正常组织和肿瘤组织的移植，而不发生排斥。基于这些模型，作为激活CTL的信号的肿瘤特异性抗原最终被陆续鉴定。另一方面，抗原呈递、T细胞抗原识别的研究也取得了迅速的发展，尤其是对CTL细胞抗原识别及其在肿瘤免疫排斥中的分子机制有了更深入的认识。这两方面进展推动了肿瘤的治疗性疫苗的研究。

1 肿瘤细胞疫苗

肿瘤细胞能表达独特的抗原。这些抗原为正常机体内不存在的（如某些病毒抗原、突变基因表达产物等），或在胚胎时期表达但在成熟机体却不表达的抗原。对于机体的免疫系统来说，肿瘤的这些独特抗原属“外来物”，它们能为免疫系统所识别，并能激活免疫系统。早在本世纪初，人们就开始用经照射或病毒感染的肿瘤细胞或其溶破产物作为免疫原探讨其对荷瘤机体的治疗效果，但由于肿瘤细胞免疫原性弱，缓解率极低。后来，用来自病人自身肿瘤的完整肿瘤细胞注射，或用同种异体的完整肿瘤细胞或体外培养的细胞溶破产物注射，加以BCG或明矾等传统佐剂，或用半抗原修饰肿瘤细胞^[1，2]，进行临床研究，都能诱导特异性的CTLs，但总的效果仍不甚理想，只有个别病人的肿瘤消退或稳定期延长。

随着肿瘤免疫学和分子生物学的发展，基因工程技术被引入细胞疫苗的研究。人们用逆转录病毒、腺病毒等载体将外源基因导入肿瘤细胞内，以提高其免疫原性。目前，引种疫苗的研究已进入临床Ⅰ期。转染的外源基因主要有MHC基因、B7分子基因、细胞因子基因、粘附分子基因等。细胞因子的运用很多，如IL-2、IL-3、IL-4、IL-6、IL-7、TNF-α、IFN-γ、GM-CSF等。虽然用细胞进行免疫，不需鉴定其肿瘤特异性抗原，但其免疫原性弱、特异性差的缺点至今仍无法克服。

2 基因工程疫苗

基因工程疫苗是利用重组DNA技术建立的疫苗。此种疫苗的研究主要沿着两个方向进行。其一，是用目标基因（如编码肿瘤特异性抗原的基因）取代作为载体的病毒的某些基因，使病毒带上目标基因，制成重组病毒。目前，用作载体的病毒主要有牛痘病毒和腺病毒。目标基因有癌基因、胚胎抗原基因、突变基因等，而研究最多的是CEA。CEA表达于约50%的乳腺癌细胞、70%的非小细胞肺癌和大部分结肠、胃、胰腺的肿瘤，可见其分布比较广泛。因此，用针对CEA的疫苗免疫机体后能产生针对许多相应个体的抗肿瘤作用，可克服一种疫苗仅对一种瘤起作用和局限性。但由于CEA的免疫原性弱，单用CEA的效果很不理想。牛痘病毒本身具有免疫原性，能作为佐剂提高抗原的免疫效果。用CEA的cDNA与牛痘病毒制成重组病毒（表达人CEA，rV-CEA）对26例成人乳腺癌病人的临床Ⅰ期研究表明，此种疫苗不仅能激发能与表达CEA的自身细胞反应的CTLs,而且能使其中4人的病情稳定，其中2人病情稳定达6个月以上^[3]。细胞因子为一种免疫调节因子。细胞因子IL-2与重组CEA牛痘病毒联合免疫能明显增强特异性T细胞反应，并能使60%-70%的荷结肠癌（CEA⁺）小鼠肿瘤完全消退，延长无瘤生存期^[4]。以鸟痘病毒为载体，制成的重组病毒（ALVAC-CEA），能明显增强其诱导免疫应答的能力；如先以rV-CEA免疫，再以ALVAC-CEA增强免疫，则效果更加明显^[5]。MUC1也颇受人们的重视，含MUC1基因的重组牛痘病毒能诱导抗MUC1的免疫应答；将MUC1和B7的基因一起导入牛痘病毒，则其诱导的免疫应答更强，能抑制小鼠肿瘤的生长^[6]。

基因工程疫苗的另一方向是以细胞因子作为佐剂，用其基因转染肿瘤细胞，以克服肿瘤细胞疫苗呈递抗原不足缺点，使肿瘤细胞以类似于抗原呈递细胞（APC）的方式把抗原直接呈递给T细胞，从而增强免疫效果。近年来，研究较多的细胞因子有IL-1、IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-12、TNF-α、GM-CSF、IFN-γ等^[7，8，9]。

3 多肽疫苗

细胞免疫在肿瘤免疫排斥中起关键作用。T细胞识别的抗原为与细胞表面的MHCⅠ类或Ⅱ类分子结合的肽,其长度约为8-12个氨基酸。而作为杀伤肿瘤细胞的主要效应细胞CTLs则识别与MHCⅠ类分子结合的内源性肽。已有证据表明，合成肽能直接与MHCⅠ类分子结合，而不需要APC的加工、处理；它和天然的内源性肽在激活免疫系统方面具有着同等效力。多肽疫苗已成为目前抗恶性肿瘤的一项新策略，也是目前研究最多的肿瘤治疗性疫苗。研究较多的有①gp100：来源于gp100的肽的G9₁₅₄（KTWGQYWQV）、G9₂₀₉（ITDQVPFSV）、G9₂₈₀（YLEPGPVTA）均能诱导抗原特异性的CTLs。为了提高gp100多肽的抗原性，Parkhurst等对gp100的3个多肽G9进行了修饰（修饰后的多肽分别成为G9₁₅₄^2M、G9₂₀₉^IF2L、G9₂₈₀^9V）。修饰后的多肽与HLA-A^*0201的亲和力显著增强，用之致敏来自HLA-A2⁺的黑色素瘤病人的外周血淋巴细胞（PBL），能明显增强诱导特异性CTLs的能力；诱导的CTLs既能识别未修饰的G9，也能识别修饰后的G9；但也发现未修饰的G9不识别的现象，其机理未知，有待进一步的分析。②CEA：采用与上述相似的方法，Zaremba等^[11]对CEA的肽的CAP1的部分氨基酸残基进行替换，得到肽CAP1-6D。CAP1-6D不仅能在体外致敏CEA特异的CTLs，其效力为CAP1的10²-10³倍，在体内诱导CEA特异的CTLs（CAP1却不能）；而且所致敏的CTLs同样能识别CAP1。更为重要的是，这些CTLs能溶破同源的表达CEA的人类肿瘤。③MAGE-2：1994年由De smet等^[12]鉴定。MAGE-2广泛存在于黑色素瘤、喉癌、肺癌、肉瘤等多种肿瘤；除睾丸外，不存在于正常组织。在MAGE-2中，已发现有三段多肽能与MHGⅠ类分子在37℃下形成稳定复合物，其中至少有两个被HLA-A^*0201加工、呈递，成为多肽疫苗研究的新候选者^[13]。④P21^WAF1：将P21^WAF1的肽与内源化肽融合能抑制肿瘤的生长^[14]。⑤HER2/neu：来源于HER2/neu的肽在体外能致敏特异的CLTs,在小鼠体内也能诱导特异的CTLS,且能抑制肿瘤的生长^[15]。此外，广泛存在黑色素瘤、肺癌、膀胱癌等多种肿瘤中的MAGE-1、MAGE-3、BAGE、GAGE的抗原已分别于1992-1995年间陆续被鉴定,它们的抗原肽和呈递相应肽的HLA也已明确。

树突状细胞（DC）作为专职的抗原呈递细胞，其在肿瘤免疫排斥方面的作用越来越受到人们的重视，已成为肿瘤治疗性疫苗研究领域的一个新热点。在体内，DC能促进CTL应答，是一种极具有吸引力的多肽疫苗佐剂。来自OVA的多肽OVA_257-264（SIINFEKL）是一种强的CTL表位。用人工合成的OVA多肽与来自小鼠骨髓的DC（经GM-CSF和IL-4处理后）一起孵育，然后用以免疫小鼠。结果发现，与多肽一起孵育过的DC在体内能诱导抗原特异性的CTLs。这种CTL能溶破转染了OVA的黑色素瘤细胞和胸腺癌细胞，而对未转染OVA的黑色素瘤和胸腺癌细胞却没有溶破作用；用之免疫后的小鼠能抑制转染了OVA的低免疫原性的黑色素细胞的局部生长，使小鼠获得抵抗其致死性攻击的能力，与单用多肽免疫相比，此种方法有诱导更强的抗肿瘤效果。有趣的是，用肽孵育的DC免疫后的小鼠，不仅能抵抗转染了OVA的黑色素瘤的致死性攻击，得以存活，而且存活后的小鼠也产生了抗未转染OVA的黑色素瘤细胞的作用^[16]。这就为我们用多肽疫苗来治疗肿瘤特异性抗原未知的肿瘤病人提供了一个新思路。新近有研究报道^[17]，用MAGE-3和Melan a/MART-1的多价疫苗免疫病人，能获得既识别MAGE-3又识别Melan A/MART-1的CTLs。

与肿瘤细胞疫苗、基因工程疫苗等传统疫苗相比，多肽疫苗有特异性高、安全、能方便地合成所设计的多肽、能大量合成高纯度的、具高度可重复性的肽等优点，因而已成为肿瘤治疗性疫苗研究的热点，是一种具有广阔应用前景的肿瘤免疫治疗方法。

4 基因疫苗

基因疫苗，也有人称之基因免疫，此概念仅仅在五六年前才由Johnston第一次提出，但其发展异常<