胶质瘤免疫治疗探究进展综述
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胶质瘤的免疫治疗研究进展
刘海龙
摘要胶质瘤是神经系统最常见的恶性肿瘤,由于其较高恶性程度,尤其是三期和四期胶质瘤,以及高复发率,其治疗方式若单纯依靠手术治疗,则很大程度上难以完全切除,甚至不能切除。免疫治疗在对抑制肿瘤细胞生长、诱发肿瘤细胞凋亡等方面起到了重要作用,主要的免疫疗法包括使用重组细胞因子、单克隆抗体、分子疫苗、过继性淋巴细胞等。免疫治疗辅助手术等其他治疗方式,可明显抑制肿瘤细胞生长,减缓其他治疗方式的毒副作用,延长患者生存期。
关键词胶质瘤免疫治疗
胶质瘤起源于神经上皮组织,占颅内肿瘤的40—50%,是神经系统最常见的恶性肿瘤。分为星形胶质细胞瘤、少突胶质细胞瘤、室管膜瘤、髓母细胞瘤、多形性胶质细胞瘤等。根据北京神经外科研究所统计,胶质瘤的综合发病年龄在30—40岁范围内,以大脑半球胶质瘤最为多见。根据Knudso的“二次打击”学说,目前虽对胶质瘤的发病原因缺乏完全清楚的认识,但认为诱发肿瘤的因素包括遗传因素、物理因素、化学因素、生物因素等的综合作用。临床表现以颅内压增高症状以及局灶性症状和体征为主,如头痛、呕吐、运动障碍、感觉障碍等。随着医学的发展和人们对胶质瘤认识的深入,对其治疗已经由原来单纯依靠手术治疗发展为如今的以手术治疗为主的综合治疗,包括手术、化疗、放疗、基因治疗、免疫治疗、中医中药治疗、心理治疗等。
目前,人们逐渐认识到胶质瘤的发病与患者的免疫力低下有关,故对于胶质瘤的免疫治疗关注程度日益加深。胶质瘤的免疫治疗主要是通过增强机体自身免疫,来达到防御肿瘤和杀伤肿瘤的目的,被称为是继手术、放疗、化疗之后的第四种治疗模式,具有特异性强、毒副反应轻、长期记忆等特点。人体免疫系统主要包括非特异性免疫和特异性免疫两大类,而特异性免疫主要通过细胞核体液免疫发挥作用。其中巨噬细胞、CD8+T淋巴细胞对肿瘤的监测和杀伤起到了重要作用。免疫治疗则主要是通过调控非特异性免疫中的巨噬细胞和特异性免疫中的CD8+T淋巴细胞起作用,包括重组细胞因子、单克隆抗体、分子疫苗、过继性淋巴细胞、树突状细胞等几种方法。
一、细胞因子
细胞因子是肿瘤免疫治疗的核心,胶质瘤细胞本身即可分泌多种细胞因子如IL-2、TGF-10、PGE-2等,这些细胞因子协同或拮抗,相互作用构成细胞因子网络,促使肿瘤细胞发生、发展、复发和转移等。目前,研究人员希望可以通过一种或者几种细胞因子作用于人体,发挥其自身的细胞毒作用或辅助特异性免疫作用,达到杀伤肿瘤的目的。
细胞因子治疗胶质瘤的作用机制主要有:1)辅助特异性细胞毒性T细胞反应;2)增强NK细胞的溶解细胞作用;3)刺激T细胞、NK细胞分泌IFN-γ;4)血管形成抑制剂;5)增强肿瘤细胞MHC抗原表达,从而增强肿瘤细胞免疫原性;6)抑制部分细胞因子对免疫系统的调节;7)抑制肿瘤细胞增长,诱导分化。
目前,经常使用的细胞因子主要有干扰素、肿瘤坏死因子、表皮生长因子等。Ohno等人和Ogbomo等人主要对EGFRvⅢ展开研究,发现胶质瘤细胞表面特异性表达3C10/CD3ζ,EGFRvⅢ可以渗透到肿瘤内部作用于肿瘤细胞,明显延缓胶质瘤细胞的生长。干扰素在治疗胶质瘤中的作用已被多数研究人员重视,部分使用IFN-β,部分使用IFN-γ。田道锋、郭宗泽和李光宗等人主要对IFN-β进行了研究。田道锋等人将MSCs-hIFN-β瘤内注射观察荷瘤鼠的临床表现和生存时间,使用MRI显示肿瘤大小,幷体外培养C6胶质瘤组织病理学检查和肿瘤组织IFN-β免疫组化染色,结果发现体外培养C6细胞的生长受到不同程度的抑制,体内发现注射MSCs-hIFN-β可以使肿瘤体积明显缩小。郭宗泽等人则使用IFN-
β基因转染胶质瘤来探讨其对胶质瘤的生长抑制和诱导凋亡作用,结果示IFN-β基因转染可以明显抑制肿瘤细胞增殖,转染后48h和72h对肿瘤生长的抑制率达到37.3%和46.0%。IFN-β基因转染还可以诱导肿瘤细胞凋亡,转然后48h和72h肿瘤细胞凋亡率达到31.7%和48.2%。李光宗等人通过建立阳离子脂质体介导IFN-β基因转染也同样发现其可以抑制人胶质瘤的生长。王雪峰、邓怀慈、张晓智和刘晓谦等人主要对IFN-γ进行了较为深入的研究。王雪峰等人通过逆转录病毒将IFN-γ基因导入大鼠胶质瘤细胞制成PA317IFN-γ细胞株,幷瘤内注射,观察大鼠的生存期后,结果发现治疗组的大鼠平均生存期约为对照组的2倍。除单独使用一种细胞因子治疗胶质瘤外,研究人员逐渐尝试将多种细胞因子联合使用,如邓怀慈等人将全反式维甲酸与IFN-γ联合使用,其协同抑制人胶质瘤细胞系SHG-44恶性表型幷可诱导肿瘤细胞凋亡;刘晓谦等人将IL-4与IFN-γ基因联合使用,王玉宝等人将肿瘤坏死因子与干扰素联合使用治疗胶质瘤,也同样发现两者具有明显系统作用。
虽然使用细胞因子治疗胶质瘤已经取得一定进展,但仍然存在着关键问题尚未解决,如体外实验虽然显示了明显的抗瘤效应,但是体内毒副作用明显却限制了其应用;使用细胞因子的剂量也较难掌握,剂量过小则难以受到成效,剂量过大则易导致血管源性脑水肿。通过对前人实验及经验的总结,可以看出未来使用细胞因子治疗胶质瘤主要应沿着两个方向继续发展:1)应更加提倡多种细胞因子联合应用;2)目前多使用细胞因子全身静脉给药,而颅内或瘤内局部用药效果更优。
二、单克隆抗体
单克隆抗体可以通过多种机制治疗胶质瘤,主要有:1)未经修饰的单抗通过效应细胞如巨噬细胞或补体杀伤胶质瘤细胞;2)拮抗肿瘤细胞因子如EGF-Β等发挥作用;3)利用单抗特异性结合靶点的特异性将抗癌药物、药物前体、毒素或放射性核素特异导向瘤体起到杀伤作用。其中,以单抗为特异性载体,以化疗药物、生物毒素和放射性核素为“生物弹头”是单抗抗肿瘤的最常用免疫疗法。因为单抗能够特异性的识别和结合肿瘤细胞幷将其携带的生物弹头作用在肿瘤细胞上,起到杀伤肿瘤细胞作用。
通常生物弹头主要使用光动力、放射性核素、化疗药物等。詹奇等人将VCAM-1单克隆抗体与光动力联合治疗胶质瘤,发现光动力联合抗VCAM-1抗体组、光动力组、抗VCAM-1抗体组的抑瘤率分别为80.7%,67.2%和54.6%。傅相平等人将单抗与放射性核素131I交联对胶质瘤内放免治疗,结果示单抗与131I交联后靶向于肿瘤细胞核,并将负载的放射性核素输送到肿瘤细胞内,由内向外摧毁肿瘤。陈剑等人将顺铂与单抗Anti-uPAR交联抑制胶质瘤的增殖和uPAR蛋白的表达。除此之外,还有学者单独使用单抗治疗胶质瘤。王晓澎、游潮等人体外培养U251细胞分为对照组、低剂量组和高剂量组,分别加入不同剂量的CD147/HAB18G单抗封闭细胞表面的CD147分子,并用免疫荧光法检测各组细胞膜上MCT1表达分布改变,结果示相对对照组低剂量组和高剂量组其细胞膜有效表达均减少,CD147/HAB18G单抗通过干扰CD147对MCT1表达的引导使胶质瘤细胞膜上MCT1有效成分分布减少,从而抑制肿瘤生长。
虽然单克隆抗体交联生物弹头能够抑制胶质瘤细胞生长,但是由于鼠抗免疫原性强,限制了其在临床中的应用。除此之外,如使用免疫毒素,其进入瘤体较少,弥散性差,非特异性结合正常组织,被快速清除。
三、分子疫苗
分子疫苗是将肿瘤细胞或其合成的抗原肽制成肿瘤疫苗,保持其抗原性,诱发宿主特异性的体液免疫或细胞免疫,从而通过患者自身杀灭肿瘤细胞。国内外对分子疫苗的研究主要集中在致敏树突状细胞、高免疫原性胶质瘤细胞疫苗、卡介苗等。
目前,树突状细胞被认为是最具应用前景的肿瘤疫苗。研究人员多使用树突状细胞作为载体,将从胶质瘤中提取的抗原肽负载到树突状细胞上制备肿瘤疫苗,如赵丽波等人使用