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1、白血病的免疫治疗研究进展童春容免疫系统的抗白血病作用在异基因造血干细胞移植(allo-HSCT)得到很好的证实。allo-HSCT治疗白血病的成功除了大剂量放化疗的作用外,移植物中免疫细胞的抗白血病(GVL)作用也是主要机理之一,allo-HSCT的白血病复发率明显低于自体及同基因造血干细胞移植(auto-HSCT 或Syn-HSCT);去除移植物中的T细胞再进行 allo-HSCT,白血病复发率明显高于未去T细胞者;allo-HSCT后白血病复发的患者再输入同一供者的T淋巴细胞可使部分患者缓解。近20多年来,随着对抗肿瘤免疫机制了解的深入,肿瘤免疫治疗又进入一新的高潮,很多免疫治疗方法已经进
2、入临床试验,虽然仍处于探索阶段,但一些方法已经显示其良好的前景。由于白血病的检测标记较多,标本易于获取,监测治疗效果较容易,因此已经成为探索肿瘤免疫治疗的很好研究对象。一 正常免疫系统简述 正常免疫系统分为天然免疫系统和特异性免疫系统。免疫系统的功能主要是识别外来的病原及自身突变或死亡的细胞,将其清除。天然免疫系统与特异性免疫系统的区别见表1。表1(参考LD Powell& LG Baum)特点天然免疫系统特异性免疫系统反应时间数小时至数天5天表达结构性抗原刺激后形成累及的基因102-1031010-1014抗原暴露后重塑无有克隆性反应无有参与的免疫器官、组织、细胞等Mo、M、N、Eo、Ba、
3、NK、NKT、T、DC、表皮细胞T、BMo: 单核细胞;M:巨噬细胞;N:嗜中性粒细胞;Eo: 嗜酸性粒细胞;Ba:嗜碱性粒细胞;NK:自然杀伤细胞;NKT:自然杀伤性T细胞:DC: 树突细胞(一)天然免疫细胞天然免疫细胞具有探测微生物的病原相关特征分子(PAMPs)受体,称为特征分子识别受体(PRRs) 不需要提前与其接触就可以识别它,并启动效应功能将其清除。Toll样受体家族(TLRs)是PRRs中最重要受体,在哺乳动物体内有12种TLRs,每种特异性识别不同的PAMPs。细菌脂多糖(LPS)为细菌膜的内毒素,是一种原生态的PAMP,被TLR4特异性识别。其它的PAMPs包括细菌鞭毛蛋白、
4、脂蛋白、革兰氏阳性细菌的脂膜酸;肽聚糖及各种核酸常来自病毒,如双链RNA(dsRNA) 或未甲基化的CpGDNA也为PAMPs。1 吞噬细胞 吞噬主要包括嗜中性粒细胞、巨噬细胞,树突细胞。中性粒细胞及巨噬细胞一般没有抗肿瘤作用,肿瘤细胞一般缺乏激活这些免疫细胞的危险信号,但细菌或其它微生物可激活这些天然免疫细胞。吞噬细胞被激活后除了杀伤病原或靶细胞外,还可向病原或靶细胞所在的组织释放杀菌或抑菌分子及细胞因子,如溶菌酶、乳铁蛋白、过氧化酶(MPO)、抗微生物多肽、一氧化氮、超氧化物自由基、肿瘤坏死因子(TNF)、干扰素(IFN)、白介素(IL)、趋化因子等,这些分子在杀伤病原的同时可启动局部的炎
5、症反应,包括血管扩张、内皮细胞激活、使更多的天然免疫细胞及T、B细胞聚集到抗原部位,使细胞成熟为有功能的抗原递呈细胞(APC),从而激活抗原特异性T、B细胞反应。抗原递呈细胞(APC)包括各种吞噬细胞、树突细胞(DC)等,DC是功能最强的APC。 因此天然免疫系统和特异性免疫系统有密切的关系。2. NK细胞NK细胞是CD3-/CD56+细胞,占血液淋巴细胞的10%-15%,来源于骨髓的CD34+造血干细胞,是天然免疫系统的关键细胞,其发育需要IL15。根据CD56表达的强度可将NK细胞分为CD56dim及CD56brightNK细胞,前者占血液NK细胞的80-90%,具有强的细胞毒活性;后者激
6、活后产生多种细胞因子及趋化因子,如IFN、TNF、GM-CSF、IL10等加强免疫反应。CD56dimNK细胞溶解靶细胞至少通过3个途径:释放颗粒酶和穿孔素;细胞因子如IFN、TNF、GM-CSF等诱导Fas配体(FasL)及肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体(TRAIL);通过CD16分子(FcRIII受体)介导抗体依赖的细胞毒活性(ADCC)。目前认为CD56brightNK细胞是更早期的NK细胞,而CD56dimNK细胞是终末期的效应NK细胞。Nguyen S等(2009 )比较了11例接受部分去T细胞(pTCD)及10例完全去T细胞(eTCD )半相合allo-HSCT后的NK 细胞;接受
7、pTCD患者的疗效比eTCD的好,前者的CD3-CD56bright及 NKG2A+ NK 细胞及对患者白血病原始细胞的细胞毒活性比后者明显低,提示T细胞对NK细胞的分化起关键作用。NK细胞表面的一些受体可以识别非己的分子,快速启动抗病毒及抗肿瘤反应。 NK细胞接触靶细胞是否能被激活是激活及抑制性信号综合作用的结果。NK细胞主要通过三类受体识别靶细胞:杀伤细胞免疫球蛋白样受体(KIRs)、C型植物血凝素受体(CTLR)、自然细胞毒受体(NKRs)。这些受体的功能很复杂,不同的KIR的配体是不同位点的MHC分子,已证实有15种KIRs,其配体是MHC-I类分子。KIR是一种跨膜蛋白,部分在胞浆内
8、,胞浆内长的KIR 称为KIRL,为抑制性受体;胞浆内短的KIR为刺激性受体,称为KIRS。一般来说,每个NK细胞都表达MHC-I类分子及某种KIR,当靶细胞上缺乏KIR的MHC分子配体时, NK细胞被激活从而杀伤靶细胞。 CTLR的共同亚单位是CD94,其配体是NKG2A、NKG2C、NKG2E、NKG2F;NKG2D也是CTLR的配体,但不是CD94的配体; CD94/NKG2A为抑制性信号,调节CD8+细胞的抗病毒反应;其它 CTLR几乎均为激活性受体,与配体结合后介导对靶细胞的杀伤;NKG2D 也是一种激活性配体,在NK、 T及CD8+ T细胞上都有表达,当病毒或恶性靶细胞表达MHC相
9、关的热休克蛋白(MIC)时,NKG2D识别该分子从而杀伤靶细胞。一些恶性肿瘤细胞可以通过下调NKG2D或释放可溶性UL16结合蛋白(ULBP)来逃避NK细胞的杀伤。NKR有三种,NKp46、NKp30仅在NK细胞上表达,NKp44在 NK及 T细胞上经IL2激活后表达;NKR识别病毒上的血凝素或血凝素-神经氨(糖)酸苷酶后激活NK细胞杀伤靶细胞。NK细胞的抗白血病作用在allo-HSCT后得到证实。Allo-HSCT的GVL效应主要由T细胞及NK细胞介导,对去T的allo-HSCT来说, NK是GVL的主要效应细胞。 Allo-HSCT后NK细胞功能的成熟是移植后免疫重建及移植疗效的关键之一(
10、Nguyen S等, 2009)。一些研究显示KIR与配体相合性影响半相合、HLA相合非血缘及同胞allo-HSCT的结果,特别是对AML、MDS的疗效好(Savani B N等, 2009)。Willemze R 等(2009)检测了218例CR期接受了无关供者脐带血移植(UCBT)的患者,其中AML94例,ALL 124例;HLA-A、B 或-DRB1 相合者21例,不相合者197例;结果显示KIR与配体不相合者无白血病生存率(LFS)更高; AML患者KIR-配体不相合及相合者的2年LFS率分别为73%、38% (P=0.012), 复发率分别为5 %、36% (P=0.005)。HLA
11、 12/12 完全相合非血缘allo-HSCT移植后, KIR2DS2/ HLA-C1C2 患者的AGVHD (IIIV) 更低(P=0.027) (Ludajic K等,2009)。Sobecks RM等 (2007) 检测了60例AML接受去T细胞的HLA相合同胞allo-HSCT的供者KIR及受者HLA位点,结果显示HLA-Cw C1/C2杂合子者的生存率明显比C1纯合子及C2纯合子的低(分别为5.8、43.5月,P=0.018),复发率更高(分别为47、31%, P=0.048);C1/C2杂合子与血小板延迟植入有关, 特别是同时表达 HLA-Bw4 患者 (P0.003)。Tripl
12、ett B M等(2009)检测了59 例接受非血缘allo-HSCT的抑制性及激活性NKR;Allo-HSCT后NK细胞功能重建快者生存期更长,复发率更低;患者表达HLA-C2其供者缺乏KIR2DS1者生存率最高。Pende D等(2009)分析了21例供受者KIRs不相合半相合allo-HSCT的结果,结果显示供者来源的NK细胞在移植后具有抗白血病作用并维持至移植后期;供者KIR2DL1(+) NK 细胞具有更好的抗白血病活性,而KIR2DL2/3(+) NK细胞对HLA-C2的白血病作用较差。一般的研究显示NK细胞抗AML的作用更强。Feuchtinger T等(2009)研究了285个
13、NK细胞克隆对儿童B-ALL的作用,结果显示79%的NK细胞克隆对表达MHC-I低水平的B-ALL原始细胞有杀伤作用, 而对表达MHC-I分子水平高的ALL细胞差;NK细胞杀伤B-ALL细胞活性主要受 CD158a, CD158b, CD158e KIRs 的影响,对不表达这三种KIR或仅表达一种KIR且没有其配体的B-ALL细胞,NK细胞克隆的杀伤性更强(P=0.0005) 。因此可选择某些患者采用供者NK细胞治疗。3. NKT细胞 NKT细胞具有T及NK细胞的标志、受体,如CD16、CD56、CD161或 NKR-P1及TCR。原型NKT又被称为恒定NKT细胞(iNKT),表达半恒定的T细
14、胞抗原受体(TCR),特异性识别MHC-I样蛋白CD1d递呈的糖脂抗原,虽然NKT细胞表达体细胞DNA重排产生的TCR,但它与其它天然免疫细胞的PRRs相似,而且不能产生对抗原的记忆反应。 NKT细胞激活后产生Th1类(IFN、TNF)及Th2类细胞因子(IL4、IL13),这些细胞因子可进一步影响其它免疫细胞包括NK、DC、T细胞增殖及激活,产生多种免疫反应,如免疫损伤、免疫抑制、防止损伤性自体免疫反应、抗感染、抗肿瘤作用。NKT细胞激活后的作用似乎有矛盾之处。动物研究显示,CD1d限制性NKT细胞可以分为两类, V14J18+(I型)及V14J18-(II型)NKT 细胞。II型NKT主要
15、起到免疫抑制作用,而I型NKT有抗病毒、抗肿瘤作用,这一发现解释了NKT细胞的两面性作用。半乳糖酰基鞘氨醇 (-GalCer)是海洋中海藻类生物中提取的CD1d天然配体,与CD1d结合可激活大多数NKT细胞,且主要为I型NKT细胞。NKT细胞具有IL21的受体,IL21与IL2、IL15联合可刺激NKT细胞增殖,与-GalCer联合效果更好;IL-21 也可增强CD3/CD28 单克隆抗体对NKT的激活作用;激活后的NKT细胞比CD4+细胞产生更高水平的IL21。动物试验显示,NKT细胞的数量及功能与某些类型的癌症有关, a-GalCer刺激的NKT 细胞在体外可通过激活NK细胞及IL2杀伤或
16、抑制肿瘤细胞的生长;在动物体内应用-GalCer可介导肿瘤的消退。4. T细胞大多数T细胞的TCR由链组成,称为 T细胞,少部分T细胞的TCR由链组成,称为T细胞。T细胞是CD3+/CD4-/CD8-细胞,主要见于胸腺、肠道、脾脏红髓、皮肤,在呼吸道、生殖道也较多见,在血液中占淋巴细胞的1-10%。T细胞是介于天然免疫系统及特异性免疫系统之间的细胞,表达NKG2D,与压力诱导的MHC-I相关分子结合后被激活。T细胞的激活需要NKG2D及TCR。越来越多的证据显示T细胞除了有抗病毒、细菌作用外,还有很强的抗多种恶性肿瘤的作用。T细胞的TCR识别微生物和肿瘤产生的非多肽磷脂抗原 (PAgs)溶解靶细胞;也可通过抗PAgs 抗体介导的ADCC效应杀伤靶细胞;T 细胞还可通过粘附分子、LFA-1、链接素、