細胞因子、樹突狀細胞在抗腫瘤中的作用*

殷 殷 于愛蓮

(泰山醫(yī)學(xué)院，山東 泰安 271016)

細胞因子(cytokine)是由免疫原、絲裂原或其他因子刺激細胞所產(chǎn)生的低分子量可溶性蛋白質(zhì)，為生物信息分子，具有調(diào)節(jié)固有免疫和適應(yīng)性免疫應(yīng)答，促進造血，以及刺激細胞活化、增殖和分化等功能，同時能誘導(dǎo)長期的抗腫瘤免疫或消除已形成的腫瘤。近幾十年來，隨著分子生物學(xué)技術(shù)的不斷成熟，使基因治療成為臨床治療中不可忽視的新方法。腫瘤的基因治療中，細胞因子基因治療可望成為一種更為安全、有效的新方法?，F(xiàn)今很多細胞因子已能通過體外克隆得到，具有抗癌作用的細胞因子的藥物也已經(jīng)面世，有的正在或?qū)⒁媸?。細胞因子基因治療腫瘤作為免疫基因治療[1]，是生物治療的新領(lǐng)域，也是目前腫瘤綜合治療中不可或缺的一部分。

1 細胞因子

1.1細胞因子的種類和特性P根據(jù)結(jié)構(gòu)和功能，細胞因子可分為六大類：①白細胞介素(IL)；②干擾素(IFN)；③腫瘤壞死因子(TNF)；④集落刺激因子(CSF)；⑤趨化因子(chemokine)；⑥生長因子(GF)。細胞因子主要由淋巴細胞、單核巨噬細胞等產(chǎn)生，有些腫瘤細胞也可產(chǎn)生某些細胞因子?；蚬こ碳夹g(shù)體外克隆大規(guī)模產(chǎn)生重組的細胞因子純品，在其產(chǎn)量、純度、成本等指標(biāo)上均優(yōu)于天然的細胞因子。細胞因子的檢測方法已有明確專著介紹[2]，種類雖多，但具有一些共同特點：1.多為小分子(8～30kD)多肽。2.在較低濃度下即有生物學(xué)活性。3.通過結(jié)合細胞表面高親和力受體發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)。4.以自分泌、旁分泌或內(nèi)分泌形式發(fā)揮作用。5.具有多效性、重疊性、拮抗性或協(xié)同性。眾多細胞因子在體內(nèi)相互促進或相互制約，形成十分復(fù)雜的細胞因子調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)。細胞因子發(fā)生異常，包括增多、減少、分布異常或其網(wǎng)絡(luò)傳導(dǎo)失衡均都與疾病密切關(guān)系，研究細胞因子的作用機制和相互之間的作用與腫瘤關(guān)系，找出與某種腫瘤病關(guān)系密切的相關(guān)因子，對腫瘤病的診斷、治療有著十分重要的意義。

1.2與腫瘤相關(guān)的細胞因子

干擾素(IFN):

是人類發(fā)現(xiàn)的第一個細胞因子，按抗原不同可分為IFN a、IFNB和IFNy三種類型。由于IFNa、IFNB和IFNY之間受體不同，故有協(xié)同作用，可以聯(lián)合應(yīng)用，可以提高療效。IFN具有抗病毒、抗腫瘤和免疫調(diào)節(jié)等作用，活化NK細胞的細胞毒作用殺傷腫瘤細胞，還具有直接抗細胞增殖作用和抗血管生成作用，因此IFN已廣泛用于腫瘤的治療中。目前IFN主要用于毛細胞性白血病(HCL)、慢性骨髓性白血病(CML)[3]、腎癌、惡性黑色素瘤[4]、多發(fā)性骨髓瘤和低度惡性淋巴瘤、肺癌。很多臨床資料均顯示IFN聯(lián)合化療可提高化療的效果，1995年以來，國際肺癌協(xié)會建議用化療聯(lián)合IFN治療小細胞肺癌(SCLC)，可獲得較好的緩解率和生存期。

白細胞介素(IL):

在細胞間相互作用、免疫調(diào)節(jié)、造血以及炎癥過程中起重要調(diào)節(jié)作用，其中IL-1、IL-2、IL-4、IL-6、IL7、IL11、IL-12、IL-18、IL-23、IL-24與腫瘤有密切關(guān)系。IL-2是最早用于臨床治療的白細胞介素，臨床上幾乎將IL-2用于各種腫瘤的治療。但IL-2并非對所有的腫瘤均有效。目前IL-2治療的瘤種主要是惡性胸腹水、腎癌和惡性黑色素瘤，同時在化療時加用可以提高化療的療效。IL-12被認為是最強大的具有抗瘤作用的細胞因子之一。IL-12真核表達質(zhì)粒注射于肌肉內(nèi)，發(fā)現(xiàn)可以明顯抑制惡性黑色素瘤B16、F10的肺轉(zhuǎn)移[5]。IL-12基因在體外轉(zhuǎn)導(dǎo)自體或異體的纖維母細胞或腫瘤細胞制備成瘤苗，然后回輸，同樣顯示出強大的抗瘤效應(yīng)[6]。還有IL-4基因治療肺癌病人以及惡性黑色素瘤。

腫瘤壞死因子(TNF)：

有殺傷腫瘤細胞，免疫調(diào)節(jié)、參與發(fā)熱和炎癥的發(fā)生等作用，也可與IL-2聯(lián)合治療腫瘤，目前認為全身用藥的療效不及局部用藥，后者如病灶內(nèi)注射，局部濃度高且副作用也較輕。近年來已采用TNF基因治療開始對黑素瘤等腫瘤進行臨床驗證。值得重視的TNF又與臨床某些疾病的發(fā)生有關(guān)，例如感染性休克，惡液質(zhì)。有研究[7]將含人腫瘤壞死因子(TNF-α)cDNA的質(zhì)粒型真核細胞載體(pSVK3 -tufα)，用磷酸鈣法導(dǎo)入肝癌細胞SMMC-7721 中，觀察TNFα的表達水平。24 h開始分泌TNFα(50 U·ml -1)，48 ～72 h 達最高值(90 U·ml -1)，96 h 后下降(40 U·ml -1)，表明應(yīng)用TNFα基因轉(zhuǎn)移進行肝癌的基因治療是有意義的。

集落因子(CSF)：

刺激多功能造血肝細胞和不同發(fā)育階段的造血祖細胞增殖、分化。G(粒細胞)-CSF、 GM(粒細胞、巨噬細胞)-CSF，多用于放、化療所引起的骨髓抑制于骨髓移植和外周干細胞移植后或化療后骨髓抑制嚴(yán)重者。

趨化因子(CCK)：

趨化作用；上調(diào)整合素的表達、活化白細胞；促進細胞脫顆粒和生物活性物質(zhì)釋放；調(diào)節(jié)血管生成；生長因子活性，促進細胞增殖。越來越多的相關(guān)研究表明，它們與腫瘤的血管生成、生長、擴散、轉(zhuǎn)移和治療都有著密切的關(guān)系。研究提示[8]，SDF-1/CXCR4在肝細胞癌發(fā)病機制中發(fā)揮重要作用，使用CXCR4受體抑制劑可以抑制肝癌細胞的生長、遷移和浸潤。

2 .樹突狀細胞

2.1樹突狀細胞特性

樹突狀細胞(dendritic cell，DC)是機體功能最強的專職抗原遞呈細胞(antigen presenting cells，APC)，它能高效地攝取、加工處理和遞呈抗原，未成熟DC具有較強的遷移能力，成熟DC能有效激活初始型T細胞，處于啟動、調(diào)控、并維持免疫應(yīng)答的中心環(huán)節(jié)。 DC與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展有著密切關(guān)系，大部分實體瘤內(nèi)浸潤的DC數(shù)量多則患者預(yù)后好。有效的抗腫瘤免疫反應(yīng)的核心是它表面高水平的表達MHC-Ⅰ 和MHC-Ⅱ 分子，不但可以提呈腫瘤抗原多肽，同時還高表達CD40、CD80、CD86 等共刺激分子，提供T 細胞激活所必需的第二信號，同時與T 細胞共培養(yǎng)后，可大量分泌IL-12，產(chǎn)生以CD8+ T細胞為主體的細胞免疫應(yīng)答，這也是DC作為免疫治療手段的基礎(chǔ)[9]。

2.2樹突狀細胞與同源細胞因子誘導(dǎo)的殺傷細胞(CIK)

CIK(cytokine-induced killer，多種細胞因子誘導(dǎo)的殺傷細胞)，是將人外周血單個核細胞在體外用多種細胞因子(如抗CD3單克隆抗體、TNF-α、IL-2和IFN-γ等)共同培養(yǎng)一段時間后獲得的一群異質(zhì)細胞。由于該種細胞同時表達CD3+和CD56+兩種膜蛋白分子,故又被稱為NK細胞樣T淋巴細胞,兼具有T淋巴細胞強大的抗瘤活性和NK細胞的非MHC限制性殺瘤優(yōu)點。因此,應(yīng)用CIK細胞被認為是新一代抗腫瘤過繼細胞免疫治療的首選方案。在腫瘤的治療中發(fā)現(xiàn)許多腫瘤細胞會產(chǎn)生對免疫效應(yīng)細胞的抵抗，可能與腫瘤患者功能性的DC 缺乏有關(guān)。有研究證實DC 與CIK 細胞共培養(yǎng)后，相關(guān)細胞群中CD3、CD56 雙陽性和CD8 細胞含量明顯升高[10]，同時抗原肽沖擊可增加DC 表面CD80、CD86 和HLA-DR 分子表達， 促進DC 的成熟[11]。

3. DC和CIK協(xié)同抗腫瘤的應(yīng)用

免疫治療是除手術(shù)、化療、放療外重要的腫瘤治療手段之一，是采用生物、免疫和靶向治療的方法激發(fā)機體自身的免疫保護機制，改變原已存在的免疫失衡及自身免疫缺陷，恢復(fù)機體平衡調(diào)控，增強機體對腫瘤細胞的限制和殺傷力，最終使腫瘤患者獲得自身抗腫瘤作用。過繼免疫治療分為特異性和非特異性兩類，前者是將腫瘤浸潤性淋巴細胞(tumor infiltrating lymphocyte, TIL)體外細胞因子白介素-2(IL-2)活化后復(fù)輸；后者則以外周血單核細胞或脾細胞經(jīng)IL-2 活化后復(fù)輸，淋巴因子激活殺傷細(lymphokine activated killer，LAK)和細胞因子誘導(dǎo)的殺傷細胞(cytokine-induced killer， CIK) 為此種治療手段的代表CIK細胞又被認為是新一代抗腫瘤過繼細胞免疫治療的首選方案。

3.1DC和CIK的協(xié)同作用

CIK細胞可分泌包括IL-4和IFN-Y在內(nèi)的多種細胞因子，同時具有較淋巴因子激活的殺傷細胞(LAK)及腫瘤浸潤淋巴細胞(TIL)更高的增殖能力和更強的殺瘤活性，其高殺瘤活性與CD3+CD56+雙陽性細胞的高增殖有關(guān)，而CD3+CD56+的高表達依賴于IL-2或IL-12的存在[12]。有研究證明[13]，CIK細胞和DC共培養(yǎng)能顯著增加樹突狀細胞和共刺激分子遞呈抗原的特異性，此外，兩者共育還能促進樹突狀細胞IL-12的分泌和CIK細胞的細胞毒性，而IL-12攝取阻斷則會減弱CIK細胞的細胞毒性。CIK細胞和DC聯(lián)合起來治療惡性腫瘤，同時有助于解除部分腫瘤患者T細胞的免疫功能，從而發(fā)揮協(xié)同抗腫瘤作用。

3.2DC和CIK的聯(lián)合應(yīng)用

Zhu等[14,15]將慢性粒細胞白血病(CML)來源的DC與CIK共同培養(yǎng)，用乳酸脫氫酶釋放法檢測其對自身CML細胞，K562細胞和Raji細胞的殺傷活性。結(jié)果表明，CIK與CML-DC共培養(yǎng)組對自身CML細胞毒活性比CIK組明顯強，CIK與CLA(細胞凍融抗原)致敏CML-DC具有最強的殺傷活性且具有一定的特異性。張錦英[16]等利用抗原負載DC 細胞刺激CIK 細胞治療進展期胃癌25 例，束永前等[17]引用CIK 細胞與DC 細胞聯(lián)合治療各類晚期實體腫瘤患者40 例，鞏新建[18]等用CIK細胞DC 細胞治療110 例進展期胃癌術(shù)后患者，細胞免疫治療組生存率明顯高于普通化療組，患者生活質(zhì)量改善也較化療組明顯。

4. 討 論

腫瘤的發(fā)生、發(fā)展以及預(yù)后與DC的關(guān)系非常密切。體內(nèi)DC數(shù)量、功能狀態(tài)直接影響腫瘤患者的免疫耐受與免疫激活。以DC為基礎(chǔ)的腫瘤免疫治療已成為腫瘤治療研究領(lǐng)域的一大熱點。CIK細胞又被認為是新一代抗腫瘤過繼細胞免疫治療的首選，根據(jù)一些動物實驗和有關(guān)文獻資料表明，DC 與CIK 的共培養(yǎng)能是二者互相促進共同成熟[19]，具有較高的殺傷活性和大得多的增殖能力，同時它能釋放出更多的細胞因子，因而具有更高的殺瘤活性，這為腫瘤的過繼免疫治療提供了更多、更具抑瘤活性的免疫效應(yīng)細胞。盡管有些研究已經(jīng)得到了鼓舞人心的結(jié)果[20,21]，但目前用CIK聯(lián)合DC治療惡性腫瘤的臨床試驗病例還不多。尤其是在國內(nèi)，有些臨床研究還是剛剛開始，確切療效還需進一步評價，細胞因子作用樹突狀細胞及同源細胞因子誘導(dǎo)殺傷細胞在腫瘤治療的道路上仍很漫長。

[1] 何三光，宋茂民，沈魁. 胰腺癌的基因診斷及基因治療的研究現(xiàn)狀[J]. 實用腫瘤學(xué)雜志，1999，13(4 )：309 -311.

[2] 孫衛(wèi)民，王惠琴.細胞因子研究方法學(xué)[M].北京：人民衛(wèi)生出版社，.999K."233.

[3] Hehlmann R，Berger U，Pfimnann M，et a1．Randomized comparison of interferon alpha and hydroxyurea with hydroxyurea monotherapy in chronic myeloid leukemia(CML-studyⅡ)：prolongation of survival by the combination of interferon alpha and hydroxyurea[J]．Leukemia，2003，17：1529．1537．

[4] Finger PT，Sedeek RW，Chin KJ．Topical Interferon Alfa in the Treatment of Conjunetival Melanoma and Primary Acquired Melanosis Complex[J]．Am J Ophthalmol，2007．[5] Schultz J ，Pavlovic J ，Strack B，et al. Long-lasting antimetastatic efficiency of interleukin 12-encoding plasmid DNA[J ]. Hum Gene Ther ，1999 ，10(3)：407 -417 .

[6] Rodolfo M，Zilocchi C，Cappetti B，et al. Cytotoxic T lymphocyte response agai nst non-immunoselected tumor antigens predicts the outcome of gene therapy wit h IL-12-transduced tumor cell vacci ne[J ]. Gene Ther ，1999 ，6(5 )：865 -872 .

[7] 馮學(xué)勝，湯釗猷，鄭仲承，等. 人原發(fā)性肝癌基因治療的實驗研究[J ]. 中華腫瘤雜志，1995 ，17(3 )：167 -169 .

[8] Sutton A，F(xiàn)riand V,Brule-Donneger S，et al.Stromal cell-derived factor-1/chemokine(C-X-C motif)ligand 12 stimulates human hepatoma cell growth,migration,and invasion[J ].Mol Cancer Res,2007,5(1):21-33.

[9] Schmidt-Wolf I, Lefterova P, Johnston V, et al. Propagation of large numbers of T cells with natural killer cells markers[J]. Br J Haemtol, 1994, 87(3): 453-458.

[10] Mehta B, Schmidt-Wolf I, Weissmann I, et al, Two pathways of exocytosis of cytoplasmic granule contents and target cell killing by cytokine-induced CD3CD56 killer cells[J]. Blood, 1995, 86(9): 3493-3499.

[11] M?rten A, Sch?ttker B, Ziske C, et al. Increase of immunostimulatory effect of dendritic cells by pulsing with CA 19-9 protein[J]. J Immunother, 2000, 23(4): 464-472.

[12] Zoll B，Lefterova P，Csipai M，et al．Generation of cytokine2induced killer cells using exogenous interleukin-2，-7 or-12[J]．Cancer Immunel Immunothor，1998；47(4)：221-226．

[13] Angena M．Sabing R，Marie LT，et al．Enhanced lytic activity of cytokine induced killer cells against multiple myeloma cells after coculture with idiotype-pulsed dendritic cells[J]．Haem-ato1ngica，2001，86(10)：1 029-1 037．

[14] Zhu HH，Xu KL，Pan XY，et al．Specific anti-leukemic cell effect mediated by dendritic cells pulsed with chronic myelogenous leukem ialysate antigen in vitro[J]．Zhongguo Shi Yan Xue Ye Xue Za Zhi，2003，11(3)：278-281．

[15] LinnYC．HuiKM．Cytokineindueed killer call：NK-like T cells with cytotolytic specificity against leukemia[J]．Leuk Lymphoma，2003，44(9)：1457-1462．

[16] 張錦英, 束永前, 黃普文, 等. 抗原負載樹突狀細胞刺激因子誘導(dǎo)的殺傷細治療晚期胃癌的臨床觀察[J]. 中國生化藥物雜志, 2005, 26(6): 336-338.

[17] 束永前, 張錦英, 黃普文, 等. 細胞因子誘導(dǎo)的殺傷細胞與樹突狀細胞聯(lián)合治療晚期實體腫瘤40 例臨床分析[J]. 南京醫(yī)科大學(xué)學(xué)報, 2005, 25 (10): 747-749.

[18] 鞏新建, 劉軍權(quán), 李璽, 等. 進展期胃癌術(shù)后自身CIK 細胞和樹突狀細胞聯(lián)合治療的臨床觀察[J]. 中國腫瘤臨床中國腫瘤臨床, 2007, 34: 803-806.

[19] Marten A, Schottker B, Ziske C, et al. Increase of the immunostimulatory effectof dendritic cells by pulsing with CA 19-9 protein[J]．J Immunol, 2000, 23(4): 464-472.

[20] 鄧琦,白雪,李玉明. 樹突狀細胞、細胞因子誘導(dǎo)的殺傷細胞用于急性白血病治療的研究[J].天津醫(yī)藥, 2010,38(11):967-970.

[21] 潘馳，黃建瑾. 干擾素抗腫瘤個性化標(biāo)記物研究進展[J].中國腫瘤臨床, 2012,39(5):292-295.