人外周血γδT細(xì)胞免疫治療裸鼠皮下人肝癌細(xì)胞移植瘤的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究①

夏 莉 遲艷飛 李曉峰 王 娟 劉柏林 韓桂紅 劉龑航 劉玉俠

(吉林省人民醫(yī)院，長春130021)

人外周血γδT細(xì)胞免疫治療裸鼠皮下人肝癌細(xì)胞移植瘤的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究①

夏 莉 遲艷飛 李曉峰 王 娟 劉柏林 韓桂紅 劉龑航 劉玉俠②

(吉林省人民醫(yī)院，長春130021)

目的：研究不同劑量的人外周血γδT細(xì)胞對裸鼠人肝癌細(xì)胞(SMMC-7721)移植瘤模型的免疫治療作用。方法：①用人肝癌細(xì)胞株SMMC-7721接種BALB/c裸鼠皮下,建立肝癌裸鼠模型。②從健康人外周血中提取單核細(xì)胞，體外特異性擴(kuò)增γδT細(xì)胞。③將已建立的肝癌裸鼠模型隨機(jī)分為5組,陽性對照組為5-氟尿嘧啶(5-Fu)，陰性對照組為生理鹽水，治療組用不同劑量的γδT細(xì)胞(1×105、5×105及25×105)分別注入裸鼠尾靜脈，陽性對照組用5-Fu裸鼠腹腔注射，陰性對照組用生理鹽水裸鼠尾靜脈注射。觀察不同劑量的γδT細(xì)胞對腫瘤的抑制效果，包括治療前后的體重、食物攝取量及生長狀況等，并與陽性對照組和陰性對照組比較腫瘤體積(TV)、相對腫瘤體積(RTV)和相對腫瘤增殖率[T/C(%)]變化。結(jié)果：不同劑量的γδT細(xì)胞對裸鼠移植瘤的生長有不同程度的抑制，RTV與生理鹽水陰性對照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；與5-Fu陽性對照組比較，TV增長明顯低于5-Fu陽性對照組，RTV各劑量組抑制程度相似，均略高于5-Fu陽性對照組，T/C(%)各劑量組比5-Fu對照組的相對腫瘤增殖率稍低，但無顯著性差異。結(jié)論：人外周血γδT細(xì)胞對肝癌裸鼠移植瘤具有顯著的抑瘤作用,為建立肝癌免疫治療新方法提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

裸鼠；肝腫瘤模型；γδT細(xì)胞；免疫療法

我國是肝癌高發(fā)國家，肝癌發(fā)病人數(shù)占全球的55%，多發(fā)生在肝炎或肝硬化的基礎(chǔ)上，造成肝臟的儲(chǔ)備及再生功能降低。肝癌治療最好的方法仍是手術(shù)治療，但由于臨床所見肝癌多已進(jìn)入中晚期，能夠?qū)嵤└涡郧谐g(shù)的肝癌只是少數(shù)。

為了尋找有效的肝癌治療方法，我們研究用特異激發(fā)和擴(kuò)增γδT細(xì)胞的方法，探討γδT細(xì)胞對原發(fā)性肝癌的治療作用，為肝癌的治療提供一種有效的免疫治療方法和手段。

目前，腫瘤的免疫治療在惡性腫瘤的治療中發(fā)揮著重要作用，而T淋巴細(xì)胞是免疫治療腫瘤的主要細(xì)胞，T細(xì)胞可以依據(jù)其表面受體的不同表達(dá)而分為兩類αβT細(xì)胞和γδT細(xì)胞。在抗腫瘤免疫中，由于γδT細(xì)胞對腫瘤抗原的識(shí)別不受MHC限制，而且不需要特異的抗原遞呈作用，且對多種腫瘤細(xì)胞具有細(xì)胞毒活性。所以，本研究選擇γδT細(xì)胞作為抗肝癌作用的效應(yīng)細(xì)胞，通過體外特異性誘導(dǎo)培養(yǎng)，將不同劑量的γδT細(xì)胞作用于已建立的肝癌裸鼠模型，通過體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，研究其對人肝癌免疫治療作用。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 儀器 CO2培養(yǎng)箱，德國；Olympus顯微鏡，日本；SORVALL離心機(jī)，美國；BECKMAN流式細(xì)胞儀，美國；酶標(biāo)儀RS-23EL，Switch。

1.1.2 試劑 IMDM、MTT Sigma公司；胎牛血清:杭州四季青生物工程材料有限公司；PE anti-human γ/δT Cell Receptor(B1):BioLegend公司；anti-human TCRγ/δ:Biolegend公司；InterluekinⅡ(IL-2):PeproTech公司；淋巴細(xì)胞分離液:中國科學(xué)院血液學(xué)研究所；5-氟尿嘧啶(5-Fu):250 mg/10 ml，天津金耀氨基酸有限公司生產(chǎn)，批號(hào):1102241。

1.1.3 瘤株 人肝癌細(xì)胞瘤株SMMC-7721由吉林省腫瘤防治研究所提供。

1.1.4 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 BALB/c雄性裸鼠50只,6～8周齡，體重20～25 g(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院動(dòng)物中心，合格證號(hào)：0232052)，飼養(yǎng)于SPF級(jí)無菌飼養(yǎng)室，自由攝取食物和水。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 γδT細(xì)胞的體外培養(yǎng)及鑒定 參考文獻(xiàn)[1]。

1.2.2 SMMC-7721人肝癌荷瘤裸鼠模型的建立 將對數(shù)期的SMMC-7721細(xì)胞經(jīng)0.25%-EDTA胰酶消化細(xì)胞重懸、計(jì)數(shù)后,調(diào)整細(xì)胞濃度制備5×106個(gè)/ml的細(xì)胞懸液。選健康活潑BALB/c雄性裸鼠50只，體重20～25 g，于每只裸鼠皮膚消毒后用 1 ml注射器于左側(cè)大腿上方皮下接種細(xì)胞懸液0.1 ml，注射局部出現(xiàn)明顯皮丘。接種第12天即可見直徑為2～3 mm的腫瘤。以腫瘤生長至2～3 mm為成瘤標(biāo)準(zhǔn)，接種成瘤率100%。治療前各組裸鼠飲食行為均表現(xiàn)正常。

1.2.3 裸鼠體內(nèi)抑瘤實(shí)驗(yàn)

1.2.3.1 實(shí)驗(yàn)分組與給藥 實(shí)驗(yàn)分組：根據(jù)所注射的γδT細(xì)胞數(shù)量分組，每組10只裸鼠。每一個(gè)試驗(yàn)組根據(jù)所注射的細(xì)胞數(shù)量，分為低劑量、中劑量及高劑量組。①生理鹽水陰性對照組(A組)：正常BALB/c雄性裸鼠10只，除正常飲食外，尾靜脈注射生理鹽水。注射頻率為第1～5天和第8～12天，注射生理鹽水0.2 ml。②γδT細(xì)胞低劑量組(B組)：正常BALB/c雄性裸鼠10只，除正常飲食外，尾靜脈注射γδT細(xì)胞1×105，注射頻率同生理鹽水注射相同，注射細(xì)胞液0.2 ml。③γδT細(xì)胞中劑量組(C組)：正常BALB/c雄性裸鼠10只，除正常飲食外，尾靜脈注射γδT細(xì)胞5×105，注射頻率同生理鹽水注射相同，注射細(xì)胞液0.2 ml 。④γδT細(xì)胞高劑量組(D組)：正常BALB/c雄性裸鼠10只，除正常飲食外，尾靜脈注射γδT細(xì)胞25×105，注射頻率同生理鹽水注射相同，注射細(xì)胞液0.2 ml 。⑤5-Fu陽性對照組(E組)：正常BALB/c雄性裸鼠10只，除正常飲食外，每日腹腔注射5-Fu 10 mg/kg，連續(xù)10 d。各組均自抑制成瘤試驗(yàn)第30天，脫頸處死裸鼠。

1.2.3.2 注射γδT細(xì)胞劑量的確定[2]是以60 kg的成人為基準(zhǔn)，γδT細(xì)胞在臨床預(yù)期使用劑量為1×109～1×1010個(gè)細(xì)胞(約1.6×107～1.6×108個(gè)細(xì)胞/kg)。把臨床預(yù)期劑量中的最大劑量設(shè)定為注射劑量時(shí)，以裸鼠體重20 g為基準(zhǔn)，其臨床預(yù)期劑量相當(dāng)于5×105～5×106個(gè)細(xì)胞/只。以臨床預(yù)期劑量中的5×105個(gè)細(xì)胞/只作為中劑量，按5倍數(shù)量計(jì)算，設(shè)定了1×105、5×105及 25×105個(gè)細(xì)胞/只(0.2 ml)的注射劑量。

1.2.4 觀察及評估項(xiàng)目

1.2.4.1 一般癥狀的觀察 注射期間，觀察一般狀態(tài)的變化、運(yùn)動(dòng)性、外觀等的一般癥狀，每周至少觀察5次并掌握是否有死亡動(dòng)物。

1.2.4.2 體重的測量 試驗(yàn)動(dòng)物的體重，在分組及注射期間，每周測量5次。

1.2.4.3 腫瘤的體積 注射期間，每周5次使用測徑器測量腫瘤的長軸及短軸，并計(jì)算測量的腫瘤體積，每次測量瘤徑后計(jì)算腫瘤體積(mean tumor volume，TV)、相對腫瘤體積(relative tumor volume,RTV)和相對腫瘤增殖率[T/C(%)]，計(jì)算公式如下：(1)TV(mm3)=AB2/2，其中A、B分別表示腫瘤的長和寬;(2)RTV=Vt/V0，其中V0為分組給藥時(shí)(即d0)所測得的腫瘤體積，Vt為每一次測量時(shí)的腫瘤體積；(3)T/C(%)=TRTV/CRTV×100%，其中TRTV為治療組的RTV，CRTV為陰性對照組的RTV。療效評價(jià)標(biāo)準(zhǔn):T/C>60%為無效，T/C≤60%，并經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)處理P<0.05為有效。

2 結(jié)果

2.1 一般癥狀 在注射試驗(yàn)物質(zhì)的期間，除生理鹽水組有1只裸鼠第12天死亡外，其余裸鼠沒有發(fā)現(xiàn)特異的癥狀。

2.2 體重的測量 各組裸鼠在治療期間體重均有不同程度的下降(表1)。裸鼠體重變化圖見圖1。由圖1可知，除γδT(1×105)組下降比其余組略明顯外，其余各組裸鼠體重變化趨勢和程度基本一致。

2.3 瘤體積 裸鼠瘤體積生長情況見表2。腫瘤體積生長曲線見圖2。由圖2可知，各組裸鼠給藥后前5 d腫瘤生長情況基本沒有差別；在給藥后第5天開始，5-Fu(10 mg/kg)組裸鼠與生理鹽水對照組的裸鼠腫瘤體積增長趨勢一致，曲線上升明顯；注射不同濃度γδT細(xì)胞液的各組裸鼠的腫瘤體積增長趨勢一致，曲線明顯低于生理鹽水組和5-Fu對照組。

2.4 RTV(相對腫瘤體積)值的測量 經(jīng)測量裸鼠瘤體積與第1天給藥時(shí)瘤體積，根據(jù)公式計(jì)算得到RTV值，結(jié)果見表3。由表3可知，與生理鹽水陰性對照組相比，γδT細(xì)胞液各劑量組和5-Fu組均在第10至15天開始有顯著差異，即腫瘤體積得到明顯抑制，γδT細(xì)胞各劑量組抑制程度相似，均略高于5-Fu組。

2.5 相對腫瘤增殖率[T/C(%)] 經(jīng)計(jì)算各實(shí)驗(yàn)組裸鼠相對腫瘤增殖率見表4。經(jīng)SPSS統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果可知，受試的γδT細(xì)胞液各劑量組與5-Fu陽性對照組的T/C(%)之間無顯著差異。給裸鼠注射不同濃度γδT細(xì)胞液后的第10～15天，腫瘤生長抑制療效顯著。注射γδT細(xì)胞液的各劑量組比5-Fu陽性對照組的相對腫瘤增殖率稍低，但無顯著性差異。

DaysoftreatmentAgroupBgroupCgroupDgroupEgroupd5-1.9±3.3-2.9±3.1-5.3±2.21)2)-1.9±3.9-2.0±1.6d10-4.0±6.0-7.9±2.51)2)-5.3±2.4-2.3±5.9-2.8±2.6d15-10.1±9.4-14.3±5.82)-10.4±4.5-10.8±6.0-8.6±4.4d19-14.9±30.4-11.5±7.7-6.9±6.5-6.7±7.7-7.5±6.6d25-12.8±32.0-7.8±10.0-1.3±5.7-2.1±9.40.7±7.2d29-15.5±31.1-7.5±9.8-4.8±4.5-3.1±9.2-2.9±8.2

Note：Compared with A group，1)P<0.05;compared with E group，2)P<0.05.

DaysoftreatmentAgroupBgroupCgroupDgroupEgroupd145.04±29.4459.93±47.3965.85±43.0053.46±35.2653.32±34.38d565.07±44.4960.20±22.1968.12±39.8358.95±42.4669.89±31.12d10118.00±107.3567.08±24.0773.83±37.2476.04±43.73110.25±71.86d15151.17±138.87 67.42±30.741)83.12±60.30 74.36±58.411)126.08±81.79d19171.53±133.07135.10±80.56151.24±109.39126.79±97.55189.75±102.77d25203.56±174.00154.51±112.65175.49±126.34168.79±174.71202.12±110.28d29282.77±268.08155.60±93.66165.97±121.67169.37±150.48246.94±141.87

Note：Compared with A group，1)P<0.05;compared with E group，2)P<0.05.

TimeAgroupBgroupCgroupDgroupEgroupd51.76±1.301.42±0.711.23±0.581.40±0.811.35±0.62d105.95±9.691.61±1.011)1.51±1.091)1.50±0.551)2.01±1.291)d158.12±13.741.59±1.121)1.36±0.571)1.63±1.041)2.20±1.061)d199.35±22.072.95±1.762.44±1.282.25±0.883.50±1.78d2510.43±25.003.23±2.052.94±1.482.54±1.483.70±1.79d2921.51±58.383.38±2.072.71±1.332.67±1.604.48±2.15

Note：Compared with A group，1)P<0.05;compared with E group，2)P<0.05.

圖1 各實(shí)驗(yàn)組裸鼠體重變化Fig.1 Weight change of each experimental group nude mice

圖2 各實(shí)驗(yàn)組裸鼠腫瘤體積生長變化圖Fig.2 Tumor volume growth and change graph of each experimental group nude mice

圖3 各實(shí)驗(yàn)組裸鼠瘤體大小Fig.3 Tumor size of each experimental group nude miceNote: 1.A group，tumor size 10 mm×9 mm;2.E group，tumor size 9 mm×9 mm;3.B group，tumor size 7.5 mm×7.5 mm;4.C group,tumor size 7.0 mm×7.0 mm;5.D group，tumor size 7.0 mm×6.8 mm.

表4 各實(shí)驗(yàn)組裸鼠相對腫瘤增殖率[T/C(%)]

Tab.4 Relative tumor proliferation rate of each experim-ental group[T/C(%)]

TimeafterinjectionBgroupCgroupDgroupEgroupd580.769.979.576.7d1027.11)25.41)25.21)33.81)d1519.61)16.71)20.11)27.11)d1931.626.124.137.4d2531.028.224.435.5d2915.712.612.420.8

Note:1) represents the treatment is effective.

3 討論

細(xì)胞免疫治療已經(jīng)在多種腫瘤中顯示出有效性[3-5]。γδT細(xì)胞是機(jī)體的一種免疫細(xì)胞，主要以非MHC限制方式識(shí)別抗原，可以分泌多種細(xì)胞因子誘發(fā)獲得性免疫反應(yīng)，被認(rèn)為是聯(lián)系機(jī)體固有免疫和適應(yīng)性免疫的一種非傳統(tǒng)T細(xì)胞，在機(jī)體的抗感染、抗腫瘤等方面發(fā)揮重要作用[6，7]。研究表明，γδT細(xì)胞對包括肝細(xì)胞癌、大腸癌、肺癌、前列腺癌在內(nèi)的多種類型的腫瘤細(xì)胞都表現(xiàn)出較強(qiáng)的細(xì)胞毒性[8，9]。

康寧等[10]研究結(jié)果表明：體外擴(kuò)增的γδT細(xì)胞在腫瘤組織中的分布取決于腫瘤局部CCR5和CXCR3配體分子的表達(dá)情況，高表達(dá)這些趨化因子的腫瘤可以作為γδT細(xì)胞過繼免疫治療的適應(yīng)證。李華等[11]報(bào)道γδT細(xì)胞對宮頸癌細(xì)胞體外殺傷作用，發(fā)現(xiàn)體外培養(yǎng)的γδT細(xì)胞具有明顯的殺傷宮頸癌細(xì)胞株SiHa和HeLa細(xì)胞的能力。

本實(shí)驗(yàn)通過不同劑量的γδT細(xì)胞，以5-Fu為陽性對照，以生理鹽水為陰性對照，研究其對裸鼠人肝癌細(xì)胞SMMC-7721移植瘤模型的免疫治療作用。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：靜脈注射γδT細(xì)胞有明顯腫瘤抑制作用，效果比5-Fu強(qiáng)。生理鹽水陰性對照組有1只裸鼠死亡，5-Fu陽性對照組、γδT細(xì)胞的低劑量、中劑量及高劑量組無死亡動(dòng)物。綜上所述，人外周血γδT細(xì)胞對肝癌裸鼠移植瘤具有顯著的抑瘤作用,為肝癌免疫治療提供了一種新的治療方法。

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[收稿2016-08-23 修回2016-10-13]

(編輯 張曉舟)

Immunotherapy experimental study of γδT cells from human peripheral blood on human liver cell nude mouse xenograft in vivo

XIALi,CHIYan-Fei,LIXiao-Feng,WANGJuan,LIUBai-Lin,HANGui-Hong,LIUYan-Hang,LIUYu-Xia.

People′sHospitalofJilinProvince,Changchun130021,China

Objective:To study the immunotherapy effects of different doses of human peripheral blood γδT cells on human hepatoma cells (SMMC-7721) xenograft model.Methods: (1)The nude mouse model of liver cancer was established by inoculated BALB/c mouse subcutaneous with human hepatoma cell line (SMMC-7721).(2)The mononuclear cells in healthy human were extracted from peripheral blood,and specific amplification γδT cells in vitro.(3) The nude mouse model divided into 5 groups by random.The positive control group was 5-Fu,negative control group was normal saline(NS).The treatment group was injected different doses of γδT cells(1×105,5×105and 25×105)by nude mice tail vein.The positive control group injected 5-Fu by enterocoelia,negative control group injected NS by tail veins.The inhibition effect of different dose γδT cells on tumor was observed,including weight，food intake and growth conditions,etc.and the changes of tumor volume (TV)，relative tumor volume (RTV)and relative tumor appreciation rate[T/C(%)] were compared with positive control group and negative control group.Results: Different dose of γδT cells had different degree of inhibition on nude mouse xenograft growth.RTV compared with saline negative control group was statistically significant (P<0.05).Compared with the positive control group of 5-Fu,the TV growth was significantly lower than the 5-Fu,degree of inhibition was similar in RTV each dose group,and all slightly higher than the 5-Fu positive control group.The each dose group of T/C (%)was slightly lower than the relative tumor proliferation rate of the control group of 5-Fu,but had no significant difference.Conclusion: The γδT cells from peripheral blood had significant inhibitory effect on nude mice transplanted liver tumor and it may be used as a new treatment for liver cancer immunotherapy provide experimental data.

Nude mice;Liver tumor model;γδT cell;Immunotherapy

10.3969/j.issn.1000-484X.2017.05.014

①本文受吉林省科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(20160101197JC)資助。

夏 莉(1960年-)，女，醫(yī)學(xué)碩士，科主任，主任醫(yī)師，教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事肝癌、胃癌、肺癌等研究工作，E-mail：15843076550@139.com。

R392.12

A

1000-484X(2017)05-0702-05

②通訊作者，E-mail：lyxia620126@163.com，吉林省腫瘤防治研究所，長春130012。