免疫與腫瘤

1、免疫與腫瘤,腫瘤免疫學(xué)（Tumor Immunology）——研究腫瘤抗原性、機體對腫瘤的免疫應(yīng)答、機體的免疫功能與腫瘤發(fā)生發(fā)展的相互關(guān)系以及腫瘤的免疫診斷和免疫防治等的學(xué)科。,腫瘤細胞在免疫學(xué)方面的變化——1、基因的突變或異常表達，使腫瘤細胞表面出現(xiàn)新抗原；2、一些基因缺失或表達降低，造成某些抗原丟失。3、腫瘤細胞表面存在腫瘤抗原，免疫系統(tǒng)能識別這種抗原并產(chǎn)生一系列免疫應(yīng)答，最終導(dǎo)致排斥腫瘤；4、腫瘤本身對的免

2、疫功能的抑制作用，同時腫瘤細胞在受到宿主免疫系統(tǒng)攻擊后出現(xiàn)抗原調(diào)變機制，也使腫瘤逃避宿主的免疫攻擊而得以生長發(fā)展。,根據(jù)腫瘤在免疫學(xué)方面的變化特點，通過生物應(yīng)答調(diào)節(jié)劑調(diào)整腫瘤與機體免疫系統(tǒng)的相互關(guān)系，對腫瘤具有一定的免疫治療作用。,免疫應(yīng)答—— 免疫應(yīng)答（Immune response，IR）是指機體受抗原刺激后，體內(nèi)抗原特異性淋巴細胞識別抗原，發(fā)生活化、增殖、分化或失能、凋亡，進而表現(xiàn)出一定的生物學(xué)效應(yīng)

3、的全過程。 根據(jù)參與免疫應(yīng)答和介導(dǎo)免疫效應(yīng)的組分和細胞種類的不同，特異性免疫可分為T細胞介導(dǎo)的細胞免疫（Cellular immunity）和B細胞介導(dǎo)的體液免疫（Humoral immunity）。,免疫應(yīng)答基本過程的3個階段——1、抗原遞呈細胞（Antigen presenting cells，APC）攝取、加工、處理、呈遞抗原的階段；2、T、B細胞的抗原識別受體特異性地識別抗原；3、T細胞和B細胞的

4、增殖、分化、活化、產(chǎn)生特異性效應(yīng)細胞如CTL和特異性抗體。 效應(yīng)細胞、特異性抗體和其它免疫分子共同發(fā)揮生物學(xué)作用。,抗原的加工與遞呈—— 1973年，Zinkernagel和Doherty報道，小鼠感染了淋巴細胞性脈絡(luò)膜腦膜炎病毒后，特異性CTL對靶細胞的殺傷作用受靶細胞表達的MHC I類分子的限制。這就是著名的MHC約束現(xiàn)象（MHC restriction）。 T細胞不能識別天然

5、的抗原分子，而只能識別與MHC分子結(jié)合在一起的肽，這就要求抗原分子必須在細胞內(nèi)降解成抗原肽，并被MHC分子遞送到細胞表面被T細胞識別，即抗原加工和抗原遞呈。,抗原遞呈細胞和遞呈分子——1、抗原遞呈細胞：具有加工和遞呈抗原的細胞。因為所有的有核細胞都有降解胞質(zhì)內(nèi)蛋白質(zhì)的能力，而且都表達MHC I類分子，所以，有核細胞一旦表達非己抗原時，如病毒感染細胞和腫瘤細胞等，都能成為APC，向CD8+ T細胞遞呈抗原。

6、 通常把通過MHC I類分子向CD8 + T細胞遞呈抗原的細胞稱為靶細胞，而只把表達MHC II類分子能向CD4 + T細胞遞呈抗原的細胞稱為APC。,專職APC—— 專指一類特化的細胞，它們具有攝入、加工、遞呈胞外抗原，激活CD4+T細胞，誘導(dǎo)免疫應(yīng)答的能力。專職APC必須表達MHC II類、協(xié)同刺激信號分子和各種黏附分子。主要有3類細胞即巨噬細胞、樹突狀細胞和B細胞。 三類APC

7、在組織分布、攝入抗原的方式/MHC II分子和協(xié)同刺激分子的表達、遞呈抗原的種類等方面有一定的區(qū)別。它們加工、遞呈抗原的能力互相補充，使免疫系統(tǒng)對所有的抗原產(chǎn)生應(yīng)答。,抗原遞呈分子—— MHC I類和MHC II類分子：主要組織相容性復(fù)合體MHC I類和MHC II類分子構(gòu)成兩種蛋白質(zhì)抗原遞呈系統(tǒng)，它們分別向CD8+和CD4+T細胞遞呈抗原肽。 MHC分子的功能： 1、作為抗原肽受體

8、，結(jié)合和遞呈抗原肽。 經(jīng)典的MHC分子的最基本的功能是與內(nèi)源性抗原肽（MHC I類分子）和外源性抗原肽（MHC II類分子）結(jié)合，表達在抗原遞呈細胞和靶細胞表面，被CD4或CD8陽性細胞識別后產(chǎn)生免疫應(yīng)答。,MHC I類分子的功能—— 與MHC I類分子結(jié)合的抗原肽一般均為經(jīng)加工處理過的內(nèi)源性抗原，包括來自細胞內(nèi)的自身抗原、腫瘤抗原、病毒抗原等。 與MHC II類分子結(jié)合的抗原肽一

9、般均為經(jīng)加工處理過的外源性抗原，主要來自通過各種途徑進入機體的非己抗原，包括各種胞外感染的細菌、真菌、原蟲和腸道寄生蟲，以及細胞外毒素。,外源性抗原的加工遞呈——1、外源性抗原被APC攝入后內(nèi)形成內(nèi)體（Endosomes），內(nèi)體的功能是運輸和降解被攝入的外源性抗原，并且是MHC II類分子荷肽的場所；移動過程中逐漸成熟，最終形成溶酶體。外源性抗原在內(nèi)體/溶酶體中降解產(chǎn)生肽，其中一些長度為13-18個甚至長到30個氨基酸的肽

10、可以與適當(dāng)?shù)腗HC II類分子結(jié)合。這些肽經(jīng)II類分子遞呈后供CD4+T細胞識別。,內(nèi)源性抗原的加工遞呈—— 一切出現(xiàn)于胞質(zhì)內(nèi)的抗原均屬于內(nèi)源性抗原。內(nèi)源性抗原在胞質(zhì)中產(chǎn)生。內(nèi)源性抗原的降解過程可分為內(nèi)源性抗原泛生物素化（polyubiquitination）和泛生物素化內(nèi)源性抗原在蛋白酶體中降解兩個步驟。 I類分子是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中荷肽的，因此，經(jīng)蛋白酶體降解產(chǎn)生的內(nèi)源性抗原肽必須進入ER才能與

11、I類分子結(jié)合。這一過程是在稱為抗原加工相關(guān)轉(zhuǎn)運蛋白（TAP）的幫助下實現(xiàn)的。,荷肽后的I類分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，從ER進入高爾基體經(jīng)糖化修飾后，通過胞吐空泡被轉(zhuǎn)運到細胞表面，供CD8+T細胞識別。,抗原遞呈的生理意義—— T細胞只能識別MHC分子遞呈的蛋白質(zhì)抗原肽和CD1分子遞呈的脂類抗原，這就決定了T細胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答所具有的基本特性。 1、抗原遞呈與T細胞對非己抗原的監(jiān)視： 非己抗原通

12、過加工后被MHC分子遞呈到APC或靶細胞表面，被CD4+和CD8+T細胞識別。T細胞對MHC/肽復(fù)合物的特異性識別是極其敏感的。一個特異性T細胞能夠識別APC表面由100-200個特定MHC分子遞呈的特定非己抗原肽，其數(shù)量還不到APC表面MHC/肽復(fù)合物總量的1%。,2、免疫調(diào)節(jié)作用： 只有能夠被MHC分子遞呈的抗原才有可能被T細胞識別并啟動免疫應(yīng)答。所以，一個個體對抗原的免疫應(yīng)答在很大程度上是由該個體的MHC

13、基因決定的。因此，MHC等位基因產(chǎn)物通過抗原遞呈參與免疫調(diào)節(jié)。,T細胞對抗原的識別—— 1、TCR與MHC分子-肽復(fù)合物的相互作用： 經(jīng)過加工的抗原被MHC分子遞呈到細胞表面，在適當(dāng)?shù)臈l件下被具有特異性受體的T細胞識別。未致敏的T細胞在外周淋巴器官中與APC相遇并被激活，而已致敏的T細胞離開外周淋巴器官經(jīng)血液循環(huán)進入抗原入侵部位發(fā)揮效應(yīng)。,CD4+和CD8+T細胞表面都具有特異性T細胞抗原受體，

14、即TCR，αβ TCR和γδ TCR識別抗原的方式是相同的。 αβ TCR 的α鏈和β鏈的可變區(qū)共同組成TCR的抗原結(jié)合部。 TCR識別抗原的信號主要是通過CD3復(fù)合體傳導(dǎo)的。TCR的抗原結(jié)合部位的特點是與其配體即MHC/肽的特點相適應(yīng)的。,特定的MHC分子可以與多種肽結(jié)合。I類分子結(jié)合的肽可為8-11肽，與II類分子結(jié)合的肽的長度范圍一般從13-30個氨基酸。 TCR與其配體的結(jié)合

15、是低親和力的，在一定的時間里，一個MHC分子/肽復(fù)合物可連續(xù)激活幾十至200個TCR/CD3復(fù)合體。 TCR/CD3信號積累，激活T細胞。這一作用方式使得APC或靶細胞表面只要有少量配體就可激活特異性T細胞。,2、參與T細胞-APC，T細胞-靶細胞相互作用的粘附分子： T細胞識別抗原時要求與APC或靶細胞發(fā)生短暫接觸，這對于T細胞從APC或靶細胞表面大量的MHC分子中篩查出一種為數(shù)極少的特定的MHC/肽復(fù)合

16、物并傳導(dǎo)激活信號是必不可少的。 APC表面的MHC分子中絕大多數(shù)含有自身肽，只有不到0.1%的MHC分子含有非己抗原。TCR與MHC/肽配體的結(jié)合是低親和力的，還需要輔助受體分子CD4、CD8和一系列其它粘附分子的參與才能保證T細胞的激活。,CD4和CD8分子在T細胞對MHC I類和MHC II類分子的區(qū)別性結(jié)合中起著關(guān)鍵性作用。 在T細胞識別抗原的過程中，CD4分子通過膜遠端的結(jié)構(gòu)域與MHC

17、II類分子β2結(jié)構(gòu)域中的一個保守部位結(jié)合，因此CD4+T細胞識別APC表面的II類分子/肽復(fù)合物。CD8分子則與MHC分子重鏈α3結(jié)構(gòu)域中的一個保守部位結(jié)合，因此CD8+T細胞識別靶細胞表面的I類分子。 CD4和CD8分子的參與可使T細胞激活所必須的抗原量降低100倍，提高了T細胞識別抗原的敏感性。,T細胞的激活——T細胞識別抗原后，出現(xiàn)一系列和激活有關(guān)的事件： 1、信號的跨膜傳遞

18、 2、胞內(nèi)信號的轉(zhuǎn)遞 3、轉(zhuǎn)錄因子的活化和轉(zhuǎn)位 4、基因的轉(zhuǎn)錄激活 5、新分子的表達 6、細胞因子的分泌 7、進入細胞周期 8、細胞亞群的分化,未致敏T細胞的激活需要雙重信號。 1、T細胞借助TCR識別由MHC分子遞交的抗原肽之后，通過TCR/CD3復(fù)合體傳遞抗原特異性識別信號（第一信號）； 2、以CD28為主的T細胞表面輔佐分子，識別相

19、應(yīng)配體B7，傳遞非特異性協(xié)同刺激信號（第二信號）。 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)是免疫細胞激活的重要步驟。,T細胞激活的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)—— 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（signal transduction）是指一種信號形式轉(zhuǎn)換成另一種形式。 通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，細胞外信號被轉(zhuǎn)換成胞內(nèi)信號的生化事件，使信號進入細胞核，引起基因的轉(zhuǎn)錄和表達。 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)涉及蛋白質(zhì)的磷酸化和脫磷酸化，有多種激酶和磷酸酶參與。,蛋白激酶和磷

20、酸酶： 蛋白質(zhì)肽鏈某些氨基酸殘基上的氫原子可以被ATP釋放的磷酸根取代而發(fā)生磷酸化。 如果因磷酸化而被修飾的蛋白質(zhì)屬于酶，即可使其處于激活狀態(tài)；如果被修飾的是信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中的蛋白和信使分子，則可啟動后續(xù)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)級聯(lián)反應(yīng)。 蛋白激酶：1）蛋白酪氨酸激酶（TPK）；2）絲氨酸/蘇氨酸激酶；,蛋白激酶： 1）蛋白酪氨酸激酶（TPK）；

21、 2）絲氨酸/蘇氨酸激酶； 蛋白磷酸酶： 1）蛋白酪氨酸磷酸酶（PTPase）； 2）絲氨酸/蘇氨酸磷酸酶。,細胞因子受體啟動的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)在T細胞激活中的作用—— T細胞激活后45min IL-2開始分泌，與激活前相比，其含量增加了1000倍以上。同時IL-2受體開始表達。IL-2和IL-2受體結(jié)合為活化的抗原特異性T細胞提供了

22、生長和增殖信號。,激活的T細胞進入細胞周期，并發(fā)生抗原特異性克隆擴增，同時發(fā)生細胞因子依賴的T細胞亞群分化，以及免疫記憶細胞的形成。 激活的T細胞一天內(nèi)可以分裂2-3次，由此產(chǎn)生大量的子細胞。,T細胞沒有進入激活狀態(tài)，就不會有各種基因的表達，包括IL-2和IL-2R編碼的基因表達，因而無法啟動由細胞因子受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。換言之，細胞因子IL-2一般不能有效地作用于未致敏和未激活的CD4 T細胞，因為這些細胞

23、表面不出現(xiàn)由αβγ三鏈組成的高親和力IL-2受體。,T細胞免疫應(yīng)答的效應(yīng)機制—— T細胞介導(dǎo)的效應(yīng)有兩種基本形式：一種是由CTL介導(dǎo)的特異性細胞裂解或溶細胞的作用；另一種為超敏反應(yīng)T細胞（主要是Th1）介導(dǎo)的、以單個核細胞浸潤為主的炎癥反應(yīng)。,CTL對靶細胞的殺傷——1、CTL的分化成熟：CD8+CTL在體內(nèi)以非活化的前體細胞（CTL-P）形式存在。它必須經(jīng)過抗原激活并在Th的協(xié)同作用下才能分化發(fā)育成效

24、應(yīng)的CTL。2、CTL殺傷靶細胞的兩個階段：1）效-靶細胞結(jié)合階段 CTL表面的TCR識別靶細胞表面的MHC I類分子與抗原肽，然后CTL上的淋巴細胞功能相關(guān)抗原LFA-1從低親和力轉(zhuǎn)向高親和力狀態(tài)，與靶細胞膜表面的細胞間粘附分子結(jié)合，從而在兩類細胞間進行配接。,效-靶細胞相互接觸后，通過受體的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等過程，使CTL細胞活化并釋放細胞介質(zhì)。該過程經(jīng)歷數(shù)分鐘，是一個耗能過程，并依賴Mg2+離子存在。2) 靶細

25、胞裂解階段 CTL對靶細胞造成不可逆損傷，使靶細胞裂解或凋亡。一般此過程歷時約1h或更長時間，是Ca2+離子依賴性的。,CTL殺傷靶細胞的兩種機制—— 分泌型殺傷和非分泌型殺傷。前者指CTL分泌諸如穿孔素一類的介質(zhì)使靶細胞裂解；后者指CTL通過表面FasL與靶細胞表面的Fas結(jié)合后誘導(dǎo)細胞凋亡。 1、分泌型殺傷：CTL與靶細胞接觸后，可釋放一系列顆粒物質(zhì)，從而發(fā)揮殺傷作用。

26、 1）穿孔素：包括各種毒性細胞因子，如TNF-β、Perforin及一些蛋白酶如顆粒酶（granzyme）或片段酶（fragmentin）。,CTL分泌的的顆粒酶可經(jīng)穿孔素在靶細胞膜上構(gòu)筑的小孔，進入靶細胞。在穿孔素的作用下，顆粒酶在靶細胞內(nèi)重新分布，聚集在裂解的靶細胞部位，最終導(dǎo)致靶細胞膜內(nèi)外滲透壓的差異，使靶細胞裂解。 2）顆粒酶：CTL可產(chǎn)生4種顆粒酶，包括Gz-B、胰酶-2、Gz-A和Gz-H。其中G

27、z-B是活力最強的誘發(fā)細胞凋亡的酶，主要是通過嗜細胞性粒酶誘導(dǎo)Caspase10和Caspase7活化而激活凋亡途徑的。,3）其它絲氨酸酯酶：活化的CTL可釋放多種絲氨酯酶，如CTLA-1，CTLA-3等，它們的作用類似與補體激活的酯酶樣成分，通過活化穿孔素而促進殺傷靶細胞的效應(yīng)。 4）Leulalexin：又稱TNF相關(guān)蛋白，可分為分泌型和膜結(jié)合型。分泌型Leulalexin存在于CTL顆粒中，其作用依賴穿孔素，

28、可介導(dǎo)靶細胞凋亡。 CTL與靶細胞接觸并釋放穿孔素或顆粒酶后，便迅速與靶細胞分開，去殺傷下一個靶細胞。在這種效應(yīng)中，顆粒酶發(fā)揮作用需要通過Caspase級聯(lián)反應(yīng)，可被Bcl-2樣蛋白所抑制。,2、非分泌型殺傷： 1）FasL途徑：CTL的細胞毒性作用也可通過靶細胞膜表面的Fas分子啟動的死亡信號轉(zhuǎn)導(dǎo)而完成。CTL可表達與Fas相結(jié)合的細胞表面蛋白，其序列與TNF同源，稱為Fas配體（FasL）。當(dāng) F

29、asL與靶細胞上的Fas相互作用，可通過死亡信號轉(zhuǎn)導(dǎo)而活化凋亡途徑。,2）TNF途徑：CTL分泌的TNF-a可通過與靶細胞表面的相應(yīng)受體結(jié)合而顯示細胞毒活性，其中分泌型TNF-a主要介導(dǎo)靶細胞壞死；膜型TNF-a主要介導(dǎo)靶細胞凋亡，參與CTL的慢時相細胞毒作用。,3）淋巴毒素（lymphotoxin，LT）：又稱TNF-β。LT與靶細胞表面相應(yīng)的受體結(jié)合后，向細胞內(nèi)移，繼而被靶細胞溶酶體攝取，導(dǎo)致溶酶體穩(wěn)定性降低，各種溶

30、酶體酶外逸，直接引起細胞溶解。LT也可與靶細胞表面的Fas結(jié)合，誘導(dǎo)靶細胞發(fā)生凋亡。,3、CTL殺傷的特異性和高效性： CTL細胞可通過各種機制殺傷靶細胞，各種機制相互協(xié)作，共同發(fā)揮作用。 CTL的殺傷作用具有抗原特異性并受MHC I類分子的限制，即要求初次致敏時的MHC等位基因產(chǎn)物相同或具有相同的抗原肽結(jié)合基序；一個CTL可連續(xù)殺傷多個靶細胞，具有高效性。 這些特點在機體細胞免疫效

31、應(yīng)中，尤其是對抗腫瘤與抗細胞內(nèi)病毒感染具有重要意義。,Fas相關(guān)的死亡信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與凋亡—— Fas（又稱APO-1或CD95），是由325個氨基酸組成的I型膜蛋白，屬于TNF受體家族。Fas的胞內(nèi)區(qū)有一個約由70個氨基酸組成的保守區(qū)，為凋亡信號轉(zhuǎn)導(dǎo)所必須，稱為死亡結(jié)構(gòu)域（death domain） FasL即Fas的配體，由281個氨基酸組成，為II型膜蛋白，屬于TNF家族。FasL主要表達于活化的

32、T細胞和NK細胞。,Fas與FasL所激發(fā)的細胞凋亡參與的效應(yīng)作用——1、介導(dǎo)CTL細胞和NK細胞殺傷病毒感染的靶細胞或腫瘤細胞；2、通過激活誘導(dǎo)的細胞死亡調(diào)節(jié)淋巴細胞介導(dǎo)的特異性免疫應(yīng)答；,3、誘導(dǎo)免疫豁免：（immune privilege）指機體中某些特定部位的基質(zhì)細胞如眼球角膜上皮細胞和睪丸Sertoli細胞也能表達和分泌FasL，結(jié)果是剛進入這些細胞和相應(yīng)組織周圍的免疫細胞和炎癥細胞，因為尚未充分激活，無F

33、asL分泌卻可有效地表達Fas分子，成為基質(zhì)細胞分泌的FasL作用的靶目標(biāo)而不能存活，使些組織器官免受免疫系統(tǒng)攻擊。,Fas分子啟動的死亡信號轉(zhuǎn)導(dǎo)—— Fas與FasL結(jié)合后即活化凋亡的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。參與這一信號途徑上游階段的成分分別為轉(zhuǎn)接蛋白FADD和Caspase-8。 1、帶有死亡結(jié)構(gòu)域的Fas結(jié)合蛋白：即FADD（Fas-associated protein with death doma

34、in）。FADD的C端（DD結(jié)構(gòu)域）負責(zé)和Fas分子胞內(nèi)段的DD結(jié)合域相結(jié)合，而N端（DED死亡效應(yīng)結(jié)構(gòu)域）部分則負責(zé)將死亡信號進一步向下傳遞。,N端的DED隨即與無活性的半胱氨酸蛋白酶Caspase-8酶原發(fā)生同嗜性交聯(lián)（homophilicIntraction），進而引起隨后的caspase級聯(lián)反應(yīng)，細胞發(fā)生凋亡。 下列情況可發(fā)生抑制凋亡信號轉(zhuǎn)導(dǎo)： 1）Fas分子DD結(jié)構(gòu)域編碼基因突變和缺失

35、，以及FADD中的DD基因點突變，影響了FADD與Fas的結(jié)合； 2）FADD的N端基因缺失而構(gòu)成顯性負向突變，其DED即因結(jié)構(gòu)改變而不能與下游的caspase結(jié)合，阻斷凋亡信號的下傳。,2、Caspase-8及其介導(dǎo)的級聯(lián)反應(yīng)：Caspase中的“C”代表半胱氨酸（cystein），“asp”指天冬氨酸（aspastic acid）。 因而caspase可以稱為半胱天冬蛋白酶或天冬氨酸特異的半胱氨酸蛋白酶

36、，因為其專一性地在天冬氨酸之后切斷與另一氨基酸殘基的連接使底物解離。 Caspase-8作為酶原在接受了由FADD轉(zhuǎn)導(dǎo)的凋亡信號后，形成活化的Caspase。激活的Caspase又可作用于其自身和其它Caspase酶原，由此形成信號轉(zhuǎn)導(dǎo)級聯(lián)反應(yīng)。,3、Caspase的效應(yīng)機制： 1）滅活凋亡抑制物 正?；罴毎怂崦柑幱跓o活性狀態(tài)而不出現(xiàn)DNA斷裂，這是由于核酸酶和抑制物結(jié)

37、合在一起。如果抑制物被破壞，核酸酶即可激活，引起DNA片段化。Caspase可以裂解這種抑制物而激活核酸酶，因而把這種酶成為Caspase激活的DNAase（caspase-activated deoxyribonuclease，CAD）。 Caspase家族還與Bcl-2家族成員相互作用，滅活Bcl-2蛋白和產(chǎn)生促凋亡的片段，誘導(dǎo)凋亡發(fā)生。,2）破壞細胞結(jié)構(gòu)： Caspase可直接破壞細胞結(jié)構(gòu)，如裂解核纖層（lamina

38、）。在細胞發(fā)生凋亡時，核纖層蛋白作為底物被Caspase在近中部的固定部位所裂解，從而使核纖層蛋白崩解，導(dǎo)致細胞染色質(zhì)固縮。 3）使調(diào)節(jié)蛋白喪失功能： Caspase可作用于幾種與細胞骨架調(diào)節(jié)蛋白有關(guān)的酶或蛋白，改變細胞結(jié)構(gòu)。如Caspase可裂解凝膠原蛋白而產(chǎn)生片段，使之不能通過肌動蛋白（actin）纖維來調(diào)節(jié)細胞骨架。,所有這些都表明Caspase以一種有條不紊的方式進行“破壞”：切斷細胞與周圍的聯(lián)系、

39、拆散細胞骨架、阻斷細胞DNA的復(fù)制和修復(fù)、干擾mRNA剪切、損傷DNA與核結(jié)構(gòu)、誘導(dǎo)細胞表面可被其它細胞吞噬的信號、并進一步使之降解為凋亡小體。,NK細胞、巨噬細胞和細胞因子的效應(yīng),NK細胞的效應(yīng)機制—— 1、NK細胞的活化： 1）CD3ζ鏈活化途徑； 2）IL-2R激活途徑； 2、NK細胞殺傷機制：釋放殺傷介質(zhì)殺傷靶細胞 1）NK細胞毒因子 活化的NK細胞可釋放

40、可溶性NK細胞毒因子，與靶細胞表面的NKCF受體結(jié)合，選擇性殺傷靶細胞。,2）腫瘤壞死因子 活化的NK細胞可釋放TNF-α和TNF-β（LT），TNF通過各種機制殺傷靶細胞；3、通過顆粒胞吐殺傷靶細胞 這一殺傷機制與CTL類似。4、ADCC作用 “抗體依賴細胞介導(dǎo)的細胞毒性作用”(antibody-dependent cell- mediated cytotoxicity) NK細胞表達FcγRIII，能

41、與IgG1、IgG3的Fc段結(jié)合，在靶細胞特異性IgG抗體介導(dǎo)下殺傷相應(yīng)的靶細胞。IL-2和γ-IFN可明顯增強NK細胞介導(dǎo)的ADCC。,細胞因子和巨噬細胞的效應(yīng)機制——1、細胞因子的效應(yīng)功能：細胞因子參與效應(yīng)細胞的分化成熟，增強效應(yīng)細胞殺傷中的多種分子表達。如IL-1刺激T、B細胞的增殖分化，刺激造血細胞、參與炎癥反應(yīng)。IL-2促進T、B細胞的分化成熟，誘導(dǎo)CTL、NK等效應(yīng)細胞表面粘附分子（LFA）表達增多，使CTL

42、、NK細胞、單核細胞的殺傷活性增強。IL-4誘導(dǎo)IgE、IgG1產(chǎn)生；IL-5誘導(dǎo)IgA產(chǎn)生。IL-2能促進CTL、NK細胞的殺傷功能，并誘導(dǎo)細胞免疫。,IFN作為一種細胞因子，不僅具有抗病毒復(fù)制的作用還有抗腫瘤 、控制細胞增殖等的效應(yīng)；TNF也可通過多種途徑殺傷靶細胞。 2、巨噬細胞的激活與殺傷作用：1）CD4 Th1細胞釋放的IFN-γ活化巨噬細胞；2）通過細胞表面CD40與T細胞表面CD40L的相互作用

43、而活化；3）被LPS、TNF及IL-1所活化?；罨木奘杉毎娜苊阁w形成增加，氧化代謝能力增加，殺傷靶細胞的能力增加；,巨噬細胞殺傷靶細胞的機制： 1）ADCC作用 與NK細胞一樣； 2）直接殺傷作用 通過釋放溶酶體、NO、過氧化物酶等物質(zhì)產(chǎn)生對靶細胞的損傷； 3）釋放炎癥介質(zhì)刺激急性炎癥反應(yīng) 4）分泌細胞因子參與靶細胞的殺傷 如LPS刺激巨噬細

44、胞合成和分泌IFN-γ、TNF、IL-1等因子，增強巨噬細胞的殺傷能力。,腫瘤免疫,腫瘤抗原—— 腫瘤抗原是惡性轉(zhuǎn)化過程中出現(xiàn)的蛋白和多肽的總稱。 按腫瘤抗原與腫瘤的關(guān)系，腫瘤抗原可分為兩大類：1）腫瘤特異性抗原（tumor-specific antigens，TSA）；2）腫瘤相關(guān)抗原（ tumor-associated antigens，TAA）。,腫瘤特異性抗原是指腫瘤細胞所特有的，不存在

45、于正常細胞上的抗原。TSA可在近交系小鼠通過腫瘤移植排斥反應(yīng)實驗，故又被稱為腫瘤特異性移植抗原或腫瘤排斥抗原。 腫瘤相關(guān)抗原是指非腫瘤細胞所特有，也可存在于正常組織細胞特別是胚胎組織上的抗原。因而在腫瘤細胞和正常組織之間，TAA只顯示量的變化。,腫瘤特異性抗原——1、化學(xué)和物理致癌因素誘發(fā)的腫瘤抗原：化學(xué)致癌劑或物理因素均可造成正?；蛲蛔兓蚴?jié)摲闹掳┎《炯せ?，誘發(fā)腫瘤。其腫瘤抗原的特點：

46、1）突變或激活的基因所表達的編碼蛋白，可以是整合到細胞膜雙層類脂中的糖蛋白，但大多為細胞內(nèi)蛋白，它們在胞質(zhì)內(nèi)經(jīng)處理后成為抗原肽，由MHC I類分子遞呈于細胞膜表面，被CD8 T細胞所識別，激發(fā)特異性CTL反應(yīng)；,2）常表現(xiàn)出明顯的個體特異性，即同一化學(xué)致癌劑或物理致癌因素在不同宿主體內(nèi)，甚至在同一宿主的不同部位所誘發(fā)的腫瘤具有互不相同的免疫原性。2、病毒誘發(fā)的腫瘤抗原：屬于DNA腫瘤病毒EB病毒與Burkitt淋巴瘤和

47、鼻咽癌的發(fā)生關(guān)系；HPV與宮頸癌有關(guān)；多瘤病毒、猿猴40病毒（SV40）和腺病毒可誘發(fā)多種腫瘤。屬于RNA腫瘤病毒或逆轉(zhuǎn)錄病毒的人類T細胞白血病病毒I（HTLV-1）與成人T淋巴細胞瘤和白血病有關(guān)。,病毒誘發(fā)的腫瘤細胞中分別可以從細胞核、胞質(zhì)和膜表面檢測出病毒相關(guān)腫瘤轉(zhuǎn)化基因或病毒癌基因（v-oncogenes）以及相應(yīng)的蛋白。它們在胞質(zhì)內(nèi)經(jīng)處理后成為抗原肽，由MHC I類分子遞呈于細胞膜表面，被CD8 T細胞所識別，激

48、發(fā)特異性CTL反應(yīng)，其特點有2： 1）病毒主要通過其DNA或RNA整合到宿主細胞DNA中使細胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化并表達腫瘤抗原，而理化因素主要是直接作用于細胞染色體DNA，使其發(fā)生突變，造成惡性轉(zhuǎn)化的腫瘤表達突變基因產(chǎn)物。,2）由同一病毒誘發(fā)的腫瘤，不論其動物種屬及組織來源如何，均表達相同的腫瘤抗原。因此，當(dāng)小鼠接種某一病毒誘發(fā)的已滅活的腫瘤細胞后，就能抵抗所有由該病毒誘發(fā)產(chǎn)生的腫瘤。3、癌基因和突變型抑癌基因

49、表達的腫瘤抗原： 人類腫瘤中存在著癌基因或突變型抑癌基因，并檢測到相應(yīng)的編碼蛋白。這類蛋白在胞內(nèi)經(jīng)處理分解為不同小肽，通過MHC I類分子遞呈可作為腫瘤特異性抗原被T細胞所識別，激活CTL反應(yīng)。,1）突變的Ras基因編碼蛋白：如p21，人類許多腫瘤中存在著突變的Ras基因，錯義突變常發(fā)生在第12、13和16密碼子，其編碼蛋白顯示腫瘤抗原性，與惡性腫瘤的發(fā)展有密切關(guān)系，具有明顯的CTL殺傷靶向性。 2

50、）突變的抑癌基因編碼蛋白：突變的抑癌基因p53，如在人類許多腫瘤中可檢測到p53基因的多種突變產(chǎn)物，這類異常的p53蛋白不僅被機體T細胞識別，也可激活B細胞產(chǎn)生IgG抗體。,3）染色體易位產(chǎn)生的融合蛋白：機體中某些染色體易位形成新的癌基因，如9號染色體上的原癌基因c-abl（ABL）的一部分易位到22號染色體上的斷點集中區(qū)bcr（BCR），與bcr的一部分形成一個新的融合基因BCR-ABL，其產(chǎn)物僅在惡性細胞中表達，是T

51、細胞識別的特異性腫瘤抗原。4、正常靜止基因表達的腫瘤抗原： 腫瘤細胞中某些被T細胞所識別的抗原往往由正常狀態(tài)下的靜止基因（silent genes）所表達，除人的正常睪丸細胞外，這些基因一般只在惡性細胞中被激活而呈現(xiàn)異常表達。,腫瘤相關(guān)抗原——1、胚胎性抗原：Fetal antigen在正常情況下僅出現(xiàn)在胚胎組織中，胎兒出生后逐漸減少或消失。 當(dāng)細胞惡性轉(zhuǎn)化時相應(yīng)編碼基因可被激活呈異常表達，出現(xiàn)在

52、細胞質(zhì)、膜表面或分泌在血液中，其含量與細胞的惡性程度往往呈正相關(guān)。如甲胎蛋白（AFP）和癌胚抗原（carcinoembryonic antigen，CEA），它們已作為腫瘤標(biāo)志物。,2、分化抗原：是細胞在分化成熟不同階段出現(xiàn)的抗原，不同來源、不同分化階段的細胞可表達不同的分化抗原。如在多種黑色素瘤中的分化抗原異常表達，但在正常黑色素細胞僅輕微表達。這些異常表達的分化抗原可經(jīng)胞內(nèi)途徑處理成為抗原肽，通過MHC I類分子遞呈

53、于細胞表面，被CD8 T細胞所識別。,3、癌基因高表達的抗原：某些腫瘤細胞癌基因表達產(chǎn)物與原癌基因表達產(chǎn)物之間不一定存在質(zhì)的變化而僅有量的差別。如HER-2/neu為一種原癌基因編碼的受體樣跨膜蛋白，與上皮生長因子受體有高度的同源性，具有激活酪氨酸激酶的作用，因其分子質(zhì)量為185kD，故稱p185。 在人類乳腺癌和卵巢癌等腫瘤中HER-2/neu基因被大量激活造成其產(chǎn)物p185的過度表達，導(dǎo)致細胞的惡性生長

54、。 p185已作為腫瘤的惡性程度、復(fù)發(fā)和預(yù)后判斷指標(biāo)。,4、過量或異常表達的糖脂和糖蛋白抗原：在人類腫瘤中，某些腫瘤細胞可出現(xiàn)膜結(jié)構(gòu)改變，表達過量或結(jié)構(gòu)異常的糖脂和糖蛋白，其中包括神經(jīng)節(jié)苷脂、血型抗原和粘蛋白。結(jié)構(gòu)改變主要表現(xiàn)為核心蛋白和脂類表面糖基成分的變化、O-糖苷鍵連接的糖類分子側(cè)鏈異常增多，以及某些隱蔽性多肽和脂類的暴露，這些結(jié)構(gòu)的異常有助于腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移。如腦腫瘤和黑色素瘤中的神經(jīng)節(jié)苷脂GM2和GD2、卵巢

55、癌中的CA-125、CA-129等糖蛋白以及乳腺癌中的MUC-1呈現(xiàn)異常表達。,腫瘤的免疫監(jiān)視—— 免疫監(jiān)視概念早在1909年由Ehrlich最先提出，認為機體中經(jīng)常會出現(xiàn)的腫瘤細胞可被免疫系統(tǒng)所識別，作為異己加以清除。 50年后Thomas通過對機體細胞免疫的進化機制的研究，提出了腫瘤細胞抗原表達低下或機體細胞免疫功能受損是發(fā)生腫瘤的重要因素。,隨后Burnet豐富了這一觀點，創(chuàng)立了免疫監(jiān)視

56、理論，即免疫系統(tǒng)可以發(fā)揮監(jiān)視作用，識別和消滅任何表達新抗原的“異己”成分或突變細胞，以保持機體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。當(dāng)免疫監(jiān)視功能低下，無法有效清除“異己”成分或突變細胞時，就可能發(fā)生腫瘤。如CD4 T細胞缺陷的AIDS病人易患肉瘤和淋巴瘤。,腫瘤的免疫逃逸—— 雖然機體的免疫系統(tǒng)能對腫瘤細胞產(chǎn)生免疫應(yīng)答，并消除腫瘤，但是仍有一定比例的原發(fā)性腫瘤在宿主體內(nèi)生長，并易于轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)。這就是說，某些腫瘤能逃避免疫系統(tǒng)的攻

57、擊，即所謂的腫瘤免疫逃逸。 與腫瘤逃逸免疫監(jiān)視的因素可能有以下幾個方面：,1、腫瘤細胞免疫原性低下—— 腫瘤細胞抗原表達顯示異質(zhì)性和遺傳不穩(wěn)定性。如腫瘤抗原編碼基因往往發(fā)生突變或丟失，導(dǎo)致不能有效地表達與正常細胞有質(zhì)或量差別的抗原；某些腫瘤細胞表達的抗原即使正常細胞不存在，由于其免疫原性極弱，而無法誘導(dǎo)特異性的免疫應(yīng)答；或者某些弱抗原反復(fù)刺激宿主免疫系統(tǒng)，使之產(chǎn)生免疫耐受。,腫瘤免疫原性低

58、下的機制—— 1. MHC-I類分子的缺陷(myc-mediated) 2. 抗原加工處理缺陷：LMP（Low Molecular Weight Proteasome）和TAP基因(The two MHC-linked genes, TAP1 and TAP2 (for Transporter Associated with antigen Processing）的突變丟失。影響MHC I類分子和

59、抗原肽的結(jié)合及其在腫瘤細胞表面上的表達，導(dǎo)致機體免疫細胞不能識別和應(yīng)答，癌細胞中TAP和LMP基因表達的缺陷，是引起MHC-I類分子表達異常的重要因素。,3.缺乏共刺激分子的表達和信號：許多腫瘤細胞往往缺乏B7分子或其它粘附分子而無法為T細胞提供第二信號，導(dǎo)致CTL不能被激活和產(chǎn)生免疫應(yīng)答。,——腫瘤細胞對免疫細胞的抑制作用 1. 腫瘤細胞分泌多種免疫抑制因子：如TGF-β，IL-10、sTNF-BP和VEG

60、F等因子，對免疫應(yīng)答起負調(diào)節(jié)作用； 2. 上調(diào)Fas配體和下調(diào)Fas的表達，誘導(dǎo)CTL凋亡導(dǎo)致機體免疫細胞功能減弱或喪失，即某些腫瘤細胞也可通過營造局部免疫豁免來逃脫免疫監(jiān)視。,腫瘤的免疫治療及策略,——刺激或增補體內(nèi)自身的生物反應(yīng)調(diào)節(jié)物質(zhì)去調(diào)動、完善和激活宿主免疫系統(tǒng)來消除腫瘤細胞并防止其復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移，可降低腫瘤傳統(tǒng)治療可能造成副作用的治療方法。,腫瘤免疫治療的適宜時機,減瘤——先通過手術(shù)、放療或化療大

61、量消滅癌細胞，使殘存的癌細胞數(shù)降到最低程度消除治療性并發(fā)癥——糾正骨髓抑制，增補免疫細胞的數(shù)量,主動免疫治療——1、特異性：滅活的腫瘤細胞，純化或基因重組的腫瘤抗原（腫瘤疫苗），包括細胞疫苗、腫瘤抗原肽和癌基因產(chǎn)物。2、非特異性：卡介苗，短小棒狀桿菌，左旋咪唑等。,被動免疫治療——1、非特異性：LAK 細胞，細胞因子2、特異性：抗體單獨或與其他試劑結(jié)合，激活的T淋巴細胞,細胞因子用于免疫治療——1、IFN-

62、α, -β：增加MHC I的表達2、IL-2：使T細胞活化和增殖, 激活NK細胞3、 TNF- α ：激活巨噬細胞和淋巴細胞4、IL-12,腫瘤的基因治療——1、引入抑癌基因和抗體基因，阻止癌基因表達；2、導(dǎo)入酶基因和耐藥基因，提高抗腫瘤藥物的療效；3、導(dǎo)入信號缺陷的VEGF受體基因，抑制腫瘤旁血管生成；4、導(dǎo)入某些細胞因子基因、膜表面分子和抗原識別基因，增強腫瘤細胞的免疫原性，激發(fā)抗腫瘤的免疫應(yīng)答。,,,,,,