四、 T细胞识别与共刺激分子

　　T细胞通过T细胞受体TCR和CD3复合物对抗原进行识别。T细胞所识别的是MHC I或II类分子和被呈递抗原肽的复合物。单纯的抗原肽是不能直接被T细胞识别。由MHC I呈递抗原肽时，其a3功能区与T细胞表面的CD8分子相互作用，CD8分子同时还与部分a2功能区结合。由MHC II呈递抗原肽时，其a2和b2功能区还与T细胞表面的CD4分子相互作用。

　　T细胞识别机制另一个重要的进展是共刺激分子的研究。T细胞的活化除了上述识别条件外，还必须有共刺激分子(costimulator)参与。在T细胞激活诱导阶段缺乏共刺激信号，不仅不能活化T细胞，还会引起T细胞克隆特异性无反应性，导致免疫耐受。不同的细胞系统传递共刺激信号的分子有所不同。其中包括：B淋巴细胞激活抗原（B7）、细胞间粘附分子(ICAMs)、淋巴细胞功能相关抗原(LFA-3)、血管内皮粘附分子（VCAM-1）、热稳定抗原（HSA），以及近期发现的4-1BB等。它们与其相应的配体结合，发挥共刺激作用。八十年代末至九十年代初期共刺激分子B7在肿瘤免疫研究中较为深入和广泛。

　　共刺激分子B7为44-54kD的糖蛋白，属于免疫球蛋白超家族成员。最初发现于活化的B细胞上，它也表达于树突状细胞、活化的巨噬细胞上。除B细胞来源的肿瘤外，其他肿瘤很少表达B7。共刺激分子的缺乏也是肿瘤的弱免疫原性的重要因素。B7又分为B7-1（又名为CD80）和B7-2（又名为CD86），两者仅有25%氨基酸同源。APC活化时，B7-2表达早于 B7-1。B7有两种受体存在于T细胞表面，CD28低亲和力受体和CTLA4高亲和力受体。CD28亦是免疫球蛋白超家族成员，是分子量为44kD的同源二聚体，在95%的CD4+T淋巴细胞、50%CD8+T淋巴细胞及CD4+ CD8+双阳性的胸腺细胞表面皆有组成性表达。CTLA4为CD28的同源分子，他们共表达于活化的T细胞表面。CTLA4虽然表达量比CD28少，但它与B7的亲和力是CD28的20倍。B7：CD28通路为IL-2的产生提供了关键信号。B7 传导阳性或阴性信号决定与其结合的配基，与T细胞上的CD28结合产生阳性信号，增强免疫应答；B7与CTLA4结合则产生阴性信号，封闭了CD28依赖的T细胞激活，下调免疫反应。在肿瘤免疫中共刺激信号的传递有不同方式：1. 反式共刺激(Trans-costimulation)：由肿瘤细胞的MHC I类分子呈递抗原小肽直接刺激T细胞上的TCR.，同时由与T细胞紧密接触的B7+专职APC提供旁共刺激信号。2. 顺式共刺激(Cis-costimulation)：将B7基因导入肿瘤细胞，祢补了所缺乏的共刺激信号，提高了肿瘤的免疫原性，从而可诱导宿主特异性抗肿瘤免疫。3. 间接顺式共刺激(Transfer cis-costimulation)：肿瘤细胞脱落的抗原可被专职的抗原呈递细胞（巨噬细胞、树突状细胞）捕捉，这些外源性多肽亦可经MHC I 类分子呈递给T细胞。但其效率远低于对内原性抗原的呈递。此时需要大量抗原才可诱导MHC I 类分子限制性CTL。已被活化的CTL在杀伤肿瘤的效应阶段不再需要共刺激分子的协同。4-1BB/4-1BBL共刺激途径是近几年发现的，4-1BB (CDw137) 是肿瘤坏死因子受体超家族成员，主要表达于T细胞上。其高亲和力配体4-1BBL 表达于APC细胞，如巨噬细胞和活化的B细胞。4-1BBL或抗4-1BB抗体与T细胞的4-1BB结合后可诱导T细胞的活化与增殖。4-1BB和CD28 共刺激途径在活化T细胞抗肿瘤效应方面具有协同作用。小鼠实验表明：体内应用抗4-1BB单克隆抗体可根除免疫原性差的Ag104A肉瘤和高成瘤性的P815肥大细胞瘤已建立的大肿瘤。

五、 肿瘤免疫效应机制

　　 机体有多种抗肿瘤免疫机制。其中包括细胞免疫和体液免疫，又可分为特异性免疫和非特异性免疫。该方面的研究也有较多的进展。

　　（一） 细胞免疫

　　抗肿瘤免疫是以细胞免疫为主，其中具有免疫记忆功能和特异性的主要是T细胞，因此，一直受到人们的重视，而非特异性抗肿瘤免疫细胞自然杀伤细胞（NK）和 gd T淋巴细胞也日益受到人们的重视。

　　 1、T 细胞：T 细胞主要有两类，CD4+ T 辅助细胞和CD8+ 细胞毒性T 细胞。它们均表达CD3标志，主要产生特异性免疫，如前面所述其活化是受MHC限制的。CD4+ T细胞在接受专职APC上的MHC抗原复合物和共刺激分子双重信号后，细胞发生克隆性增值,并释放出多种细胞因子，其中主要为：白细胞介素2（IL-2）、g干扰素（INF-g）、肿瘤坏死因子（TNF）和淋巴毒素(LT)。这些因子在调节、活化细胞毒性 T 细胞（CTL）、巨噬细胞(M?)、B细胞的抗肿瘤效应中起重要作用。CD8+ CTL 也是在双重信号作用下被活化和克隆增值。已活化的细胞毒性T 细胞在杀伤肿瘤的效应阶段则不需要共刺激分子的辅助。CTL须与靶细胞直接接触才能产生杀伤作用。

　　目前研究认为，CTL有三种：CD3+CD4-CD8+TCRab、CD3+CD4+CD8-TCRab 和CD3+CD4-CD8-TCRgd。其杀伤作用方式也有三种：① CTL与靶细胞接触产生脱颗粒作用，排出穿孔素（perferin）插入靶细胞膜上，并使其形成通道，而粒酶（granzymes）、TNF、分泌性ATP等效应分子进入靶细胞，导致其死亡。其中穿孔素造成靶细胞膜损伤，粒酶使DNA断裂，引起细胞凋亡（PCD）。② CTL激活后表达FasL(Fas配体),它可被释放到胞外与靶细胞表面的Fas分子结合，传导死亡信号进入胞内，活化靶细胞内的DNA降解酶，引起靶细胞凋亡。激活白介素1b转换酶（ICE）或与ICE相关的蛋白酶，引起细胞凋亡。③上述两种方式共存。
CD8+CTL是体内数量最多的CTL亚群，也是最主要的效应细胞。其杀伤活性约2/3来自于穿孔素途径，而Fas/FasL诱导PCD约占1/3。CD4+CTL在体内少于CD8+CTL，对其细胞毒机制尚无统一认识，对于穿孔素和Fas/FasL诱导PCD途径既有支持证据，又有不支持的结果。gd T淋巴细胞在外周血淋巴细胞中仅占1%-10%,具有细胞毒活性的比例更低。gdCTL杀伤途径与NK相似，即通过穿孔素途径非特异性杀伤靶细胞，是否有其他途径尚待研究。由于其杀伤靶细胞是非MHC限制性的，所以逐渐被重视。

　　 2、NK细胞：自然杀伤细胞(NK)是淋巴细胞的亚群,约占外周血淋巴细胞的15%。其特征是无TCRab或gd基因重组，不表达TCR/CD3和BCR。一般用于鉴定NK细胞的标志是CD56+、CD16+、CD3-。前两者在少数T细胞亦有表达，某些粒细胞和巨噬细胞也表达CD16。来自于外周血的NK细胞不经活化即可杀伤某些肿瘤细胞，并且不受MHC限制。NK细胞杀伤瘤谱非常窄，只是对少数血液来源的肿瘤有效。如K562人红白血病细胞系是NK杀伤敏感细胞株，通常作为实验室测定NK活性的靶细胞。当NK细胞被IL-2、IFN-g等因子活化后，其杀伤瘤谱和杀伤效率大幅度提高。NK识别不需要靶细胞表达MHC I类分子，甚至，自身靶细胞MHC I类分子可抑制NK细胞对其杀伤。NK细胞的活性受活化性和抑制性受体所调节。NK细胞活化性受体（Killer-cell activatory receptor，KARs）包括FcRⅢ(属Ig超家族)和NKR-P1（存在于大鼠和小鼠中，属于C性凝集素超家族），分别结合靶细胞上的IgFc区域和糖基配体，触发NK细胞的杀伤作用。人类NK细胞活化性受体尚无明确的分子。NK细胞抑制性受体（Killer-cell inhibitory receptor，KIRs）,若与自身靶细胞上的MHC I类分子及自身多肽形成的复合物结合时，则关闭NK细胞的杀伤作用。而外来细胞上的MHC I类分子不能被NK细胞抑制性受体所识别，不能抑制NK细胞对其杀伤。人类NK细胞表面分子P58、HP3E4和NKB1具有KIR特征。NK细胞释放的杀伤介质穿孔素、NK细胞毒因子(NKCF）、TNF等使靶细胞溶解破裂。NK细胞还可以通过人抗肿瘤抗体IgG1和IgG3作为桥梁，其Fab端特异性识别肿瘤，Fc段与NK细胞FcRgⅢa结合，产生抗体依赖的细胞介导的细胞毒(ADCC)作用，并且，IL-2和IFN-g可增强该效应。目前，NK细胞识别靶细胞机制仍有许多问题有待解决，其特异性是如何产生的及其信号传导途径机制尚不清楚。

　　3、巨噬细胞：在抗肿瘤免疫中，巨噬细胞具有抗原呈递功能，参与调节特异性T细胞免疫。未活化的巨噬细胞对肿瘤细胞无杀伤作用，活化后作为效应细胞产生非特异性杀伤和抑制肿瘤作用，它可产生多种杀伤靶细胞的效应因子，其中包括：超氧化物、一氧化氮、TNF及溶酶体产物等。巨噬细胞还可通过ADCC途径杀伤靶细胞。过渡活化的巨噬细胞可抑制淋巴细胞的增殖，抑制NK和CTL抗肿瘤活性。这种抑制性巨噬细胞是否为巨噬细胞的不同分化阶段，还是其中的亚类尚不清楚。近期还发现肿瘤宿主中骨髓来源的粒细胞巨噬细胞的前体CD34+细胞具有天然的抑制活性。肿瘤产生的许多因子，如：IL-4, IL-6, IL-10, MDF, TGF-b, PGE2, and M-CSF 能够逆转和抑制活化巨噬细胞的细胞毒活性，诱导巨噬细胞的抑制活性。这种抑制活性可被维生素D3逆转。

　　4、树突状细胞（DC）：DC也是近几年研究的热点。诱导T细胞抗肿瘤免疫它是最强的APC。未成熟的DC可以通过吞噬颗粒物质，胞饮可溶性物质，以及借助受体内吞来捕捉抗原。它能够吞噬凋亡细胞，并经过加工处理后由MHC I类分子交叉呈递给CD8+T细胞（以往认为：捕获的抗原只能由MHC II类分子呈递给CD4+T细胞）。这种作用与DC表达avb5整合素（alphavbeta5 integrin ）和CD36相伴随。随着DC的成熟，这些受体和吞噬能力依次被下调。巨噬细胞吞噬凋亡细胞能力强于DC，但在表达的受体中缺乏avb5整合素，不能象DC那样交叉呈递所吞噬的凋亡细胞成分。因此，在对于外来捕获抗原的交叉呈递，avb5整合素可能起决定性作用。在体外单核细胞经某些因子刺激下可转为DC，更为引人注意的是Lactoferin阳性的中性粒细胞前体细胞与GM-CSF、IL-4、TNF-a培养后可以转化为DC，对可溶性抗原呈递能力比新分离的单核细胞强10000倍。近期研究证实DC可分泌的exosomes（外泌小体）或称为dexosomes的小体具有抗原呈递密切相关的MHC I、II类分子和共刺激分子。IL-10、IL-12、IFN-g可促进DC分泌exosomes。动物实验表明：肿瘤抗原多肽致敏的骨髓DC制备的exosomes可在体内诱导高水平肿瘤特异性CTL，治愈荷瘤小鼠，它有望成为一种新型的肿瘤疫苗。

　　（二）、体液免疫及细胞因子

　　在抗肿瘤免疫中，体液免疫不占主导地位。抗体结合补体后的溶瘤作用，以及依赖抗体的细胞介导的细胞毒（ADCC）作用，是人们早已了解的抗肿瘤中的作用方式。八十年代至今伴随着生物工程的发展，已发现了大批细胞因子，并在原核系统或真核系统中进行表达。它们在抗肿瘤免疫及其调节中具有重要作用，如干扰素（IFN）、白细胞介素（IL）、肿瘤坏死因子（TNF）、各种造血相关细胞因子等。

　　1、干扰素（IFN）：IFN可分为a、b和g。IFN-a、b有广谱抗病毒作用，促进多数细胞MHC I类分子的表达，提高巨噬细胞、NK细胞、CTL抗肿瘤作用。IFN-g它可上调多种细胞MHC I、II类分子表达，上调血管内皮细胞ICAM-1的表达。IFN对多种肿瘤近期疗效较好，如毛细胞白血病、慢性髓样白血病、淋巴瘤、Kaposi氏肉瘤、皮肤瘤、肾肉瘤、神经胶质瘤、和骨髓瘤等。IFN可抑制肿瘤细胞增殖，诱导NK、CTL等杀伤细胞，协同IL-2增强LAK活性，上调瘤细胞上的MHC I类分子表达，增强对杀伤细胞的敏感性。但是，有一个不容忽视的现象，即IFN-g处理的某些肿瘤细胞转移活性增强。

　　2、肿瘤坏死因子（TNF）：分为两种，TNF-a又称为恶质素；TNF-b又称为淋巴毒素（LT）。两者都是同源3聚体。TNF是重要的炎症因子，与败血症休克、发热、多器官衰竭、恶病质相关。它们在体内外均能杀死某些瘤细胞，或抑制其增殖，激活免疫细胞攻击肿瘤，增强IL-2依赖的胸腺细胞，T细胞增殖能力，促进IL-2、CSF、IFN-g等淋巴因子产生，干扰肿瘤血液供应。它的许多功能与IL-1相同。另一方面，TNF又可促肿瘤有丝分裂，肿瘤扩散，血管生成和恶液质。约50%肿瘤本身可产生TNF，这种内源性TNF可改变肿瘤对外源TNF的敏感性。

　　3、白细胞介素（Interleukin、IL）：目前，已发现和命名的白细胞介素有18种,它们均为糖蛋白。其中IL-2、4、7、12、15、18在抗肿瘤免疫或辅助肿瘤治疗中具有重要作用，简介如下。

　　IL-2：促进T、B细胞增殖、分化产生细胞因子；促CTL、NK和LAK细胞增殖、提高杀伤活性；高剂量可激活巨噬细胞。

　　IL-7：促前T 、B细胞、胸腺细胞和T增殖；诱导LAK活性。

　　IL-12：协同IL-2促CTL、NK细胞分化；促B细胞Ig产生和类型转换。

　　IL-18：促进外周血单个核细胞产生IFN-g 、增强NK细胞毒作用和GM-CSF产生降低IL-10产生，增强Th1细胞由FasL介导的细胞毒作用。

　　4．造血相关的细胞因子

　　集落刺激因子（CSF）：其中包括粒细胞集落刺激因子(G-CSF)、巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)、粒细胞和巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)、多能细胞集落刺激因子(multi-CSF或IL-3)、红细胞生成素（EPO）、干细胞生长因子（SCF）、血小板生成素（TPO）,他们主要促进不同类型血细胞的增值、分化。其中G-CSF、GM-CSF、EPO基因工程产品已作为正式药品进入市场。其他几种因子也在进行临床实验研究，并将陆续进入市场。此类因子在癌症中主要用于防止和对抗放疗、化疗造成各种血细胞的下降。近期，在体外用GM-CSF与IL-4、TNF-a协同扩增树突状细胞，富集抗原后作为肿瘤疫苗，临床研究已显示出良好应用前景。

六、 影响肿瘤免疫机制

　　 理论上讲人体每天都有大量细胞发生突变。但只有极少数的细胞能够继续分裂生长，并且逃脱免疫系统的监视和攻击而形成肿瘤。只有真正明了其中的原因，才能寻找出对抗肿瘤的策略。目前，人们已发现了各种各样影响肿瘤免疫的因素。

　　1、肿瘤细胞的弱免疫原性：免疫原是指能诱导机体产生免疫应答的物质，通常免疫原的来源与应答者之间在种系进化过程中相距越远，免疫原性就越强，如细菌、病毒等对于人体来讲就具有强的免疫原性。但肿瘤来源于机体自身突变的细胞，大部分的成分与机体正常细胞的成分相同，只有极少数异常表达的蛋白质和畸形多糖具有免疫原性。从早期的研究中人们就了解到，致瘤病毒诱发的肿瘤免疫原性最强，化学致癌物诱导的肿瘤免疫原性次之，动物自发性肿瘤的免疫原性最弱。由于肿瘤细胞之间也存在免疫原性不同的差异，那些免疫原性较强的肿瘤可以诱导有效的抗肿瘤免疫应答，易被机体消灭，而那些免疫原性相对较弱的肿瘤则能逃脱免疫系统的监视而选择性地增殖，这一过程称为免疫选择，经过不断的选择，肿瘤的免疫原性越来越弱。抗肿瘤抗体与肿瘤细胞表面抗原复合物的内化或脱落的这种抗原调变(antigenic modulation)作用，致使肿瘤抗原减少，免疫原性减弱。肿瘤细胞表面抗原还可被某些分子所遮盖，如包括唾液酸在内的粘多糖，肿瘤细胞表面通常比正常细胞表面表达更多的糖脂和糖蛋白。MHC I类分子递呈功能的缺乏常常是导致肿瘤免疫逃逸的主要原因之一，可由MHC I类分子mRNA转录水平的降低，基因组的丢失，b2微球蛋白基因的突变等引起。Restifo等人研究了大量人肿瘤细胞系，发现这些细胞内抗原加工和呈递所必需的LMP-1、LMP-2、TAP-1、TAP-2四种蛋白的mRNA表达低下或无法测出。还有人测定了76例宫颈癌TAP-1的表达，其中37例无TAP-1表达。这具有一定的普遍意义。IFN-g处理的肿瘤细胞可逆转上述缺陷。共刺激分子的缺乏也是肿瘤逃逸的原因。研究较多的是共刺激分子B7。它主要表达在激活的B细胞表面。在树突状细胞、IFN-g激活的巨噬细胞上等也有B7分子表达，而在肿瘤细胞表面的表达缺如。肿瘤细胞可以通过其表面的MHC分子将肿瘤抗原直接递呈给T细胞，由于缺乏共刺激信号，不能激活T细胞，相反却诱导产生了T细胞耐受。T细胞除可能被肿瘤诱导产生免疫耐受外，还可能出现克隆删除。FasL或Fas抗体与细胞表面的Fas分子结合会诱导该细胞的凋亡。T细胞表面一般都表达Fas分子，有些肿瘤细胞会表达FasL，它们与浸润到肿瘤周围的T细胞上的Fas结合，导致这些T细胞的凋亡。

　　2、T细胞缺陷：长期以来，研究人员还发现肿瘤宿主的T细胞在体外对有丝分裂原的反应性降低，体内的迟发性超敏反应也降低。近些年来研究表明这是由于肿瘤宿主的T细胞缺陷所致。MHC分子递呈的抗原肽与T细胞受体结合后需经TCR/CD3以及一系列信号传导系统，最后才能激活相关的基因而发挥生物学功能。CD3分子由g、d、e、z和h五种链组成，与TCR共价连接，肿瘤患者T细胞CD3分子的z链常常表达下降，且信号传导过程中涉及到的p56lck和p59fyn等分子的表达也会出现异常，这都会导致T细胞的活化障碍。这种T细胞障碍在体外用CD3和CD28分子的单抗以及IL-2刺激，可以使之恢复。

　　3、抑制性T细胞（Ts）：目前尚无证据表明Ts是T细胞的亚类。以前认为Ts属于CD8+T细胞，目前对抑制性T细胞的认识有所变化，也更加复杂化。它既可以是CD8+T细胞也可来自CD4+T细胞。一些Ts作用是抗原非特异性的，如CD4+Th1和Th2辅助性T细胞各自产生细胞因子非特异性地抑制对方。肿瘤宿主可增强这种非特异性免疫抑制。Ts通过释放的可溶性TCR，可溶性IL-2受体，及免疫抑制因子（如TGF-b、IL-10等）抑制抗肿瘤免疫。Ts也可以是高度抗原特异性的。一些研究表明：抗原特异性抑制是由细胞毒性T细胞介导的，它们识别辅助性T细胞TCR上的独特决定族，并且破坏这些细胞。另一些研究证实：CD4+ Th1细胞毒性细胞识别APC上的抗原，并破坏APC。还有研究证实：分离荷瘤宿主体内激活的 gdT细胞，体外培养后产生抑制CTL活性的CTL-抑制因子（CTL-IF）。

　　4、抑制性巨噬细胞(sM?)：过渡活化的巨噬细胞可抑制淋巴细胞的增殖，抑制NK和CTL抗肿瘤活性。sM?是否为巨噬细胞的分化阶段，还是其中的亚类尚不清楚。

　　5、抗原呈递功能障碍：研究表明荷瘤宿主外周血获得的抗原呈递专职细胞DC往往对抗原呈递有障碍。而取自荷瘤宿主骨髓细胞在体外与GM-CSF、IL-4、TNF-a共同培养扩增的DC抗原呈递功能良好，表明肿瘤宿主的DC可能从骨髓释放到体内的成熟过程中受到了荷瘤宿主体内某些因素的干扰而削弱了对肿瘤抗原的呈递作用。

　　6、免疫抑制因子：带瘤动物和肿瘤患者的免疫抑制状态常可随肿瘤的切除而消失。经检测，多种动物和人类肿瘤的提取物、血清及建系的肿瘤细胞培养上清中存在免疫抑制因子，主要有TGF-b，IL-10和PGE2等。细胞因子在免疫网络中的作用也是极其复杂的。一种因子可有多重作用，如IL-1、TNF-a和IFN-g既有促进抗肿瘤的作用，又有促进肿瘤转移和发展的一面。

　　TGF-b：转化生长因子b (transforming growth factor-b)，是迄今发现的最强的肿瘤诱导产生的免疫抑制因子，多种肿瘤分泌TGF-b，在很多肿瘤的宿主血浆中也发现有TGF-b。TGF-b在动物实验中能促进肿瘤的侵犯和转移。它能对抗IL-2引起的免疫刺激作用，抑制NK和LAK细胞的活性，IL-2受体的表达，抗原特异CTL的诱导产生及T、B细胞的增殖反应。有些肿瘤分泌TGF-b的量还与它们的进展和预后有关，分泌TGF-b多的肿瘤患者预后较差。用TGF-b的抗体或TGF-b反义核酸处理能中和TGF-b的抑制作用，在动物实验中能降低肿瘤的转移能力。

　　IL-10：机体的免疫功能通过正向和负向调节两方面彼此协调，相互制约而取得自稳，T辅助细胞就可以分为两个亚群Th1和Th2，Th1亚群的细胞主要分泌IL-2和INF-g，具有正向调节功能，Th2细胞主要分泌IL-4和IL-10等，具有负向调节功能。IL-10是一种重要的负向调节因子，在很多人类肿瘤中都有过量表达，如肾癌、结肠癌、乳腺癌、胰腺癌、黑色素瘤及神经母细胞瘤等。IL-10的过量分泌会导致负向调节功能增强，打破机体的平衡。

　　PGE2：PGE2是免疫反应的生理调节因子，活化的巨噬细胞和许多肿瘤产生前列腺素，如人的乳腺癌，头颈部癌中的PGE2水平明显增高。PGE2能引起免疫抑制。它能诱导产生抑制性T细胞和抑制性巨噬细胞，降低LAK细胞的活性，抑制CD3单抗诱导的Ｔ细胞增殖等。上面提到人的肿瘤细胞表面的MHC分子表达的下降和缺失是肿瘤免疫逃逸的因素之一，而PGE2能下调癌细胞表面的HLA-DR分子。在体内和体外的实验中，用PGE2合成的抑制剂可以增强抗肿瘤免疫反应。PGE2所产生的抑制作用是与计量相关的，在高剂量时通常呈现免疫抑制作用，而抗体的产生，Th的产生是需要低剂量的PGE2。

摘自：丁香园