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《血液病学》

肿瘤抗原的新概念及其在淋巴瘤和其他肿瘤免疫治疗中的重要性

发表时间:2011-09-27  浏览次数:452次

  作者:克晓燕,王晶,杨晓峰  作者单位:北京大学第三医院血液科 北京 100083

  【摘要】人类恶性肿瘤自身抗原的表达可以激发肿瘤免疫反应,肿瘤抗原特异的免疫治疗的确可以导致肿瘤消退。目前用于肿瘤自身抗原鉴定的方法有许多,已经鉴定出了2 000余种自身肿瘤抗原。虽然已经发现了许多自身肿瘤抗原,但是肿瘤抗原特异的免疫治疗效果目前并不十分令人满意,为此需要不断完善选择这些自身肿瘤抗原的新的理论基础,获得更有效的自身肿瘤抗原进行临床治疗,改善肿瘤患者预后,使将来肿瘤的治愈成为可能。本文主要回顾了自身肿瘤抗原的发现、鉴定、临床作用及作用机理,并综述了一些关于自身肿瘤抗原的新理论新概念,以及其在未来肿瘤免疫治疗中的作用。

  【关键词】 肿瘤抗原

  Abstract The molecular characterization of self-antigens expressed by human malignancies that are capable of elici-tation of anti-tumor immune responses in patients has been an active field in hematology,oncology,and tumor immuno-logy. More than 2000 tumor antigens have been identified. These significant progresses have led to the renaissance of tumor immunology and studies on novel anti-tumor immunotherapies in lymphomas,other hematologic malignancies and tumors. However,despite of the progress in the identification of these self-tumor antigens,current antigen-specific immunotherapies for tumors are far less satisfactory than that expected,which reflects the urgent need to improve our understanding on the basic principles underlying the selection of these self-tumor antigens. In order to develop more effective antigen-specific anti-tumor immunotherapies and to monitor the responses to these immunotherapies in patients with lymphomas and other malignancies,many additional questions need to be addressed. In this brief review,the progress in the identification of tumor antigens in lymphomas and other malignancies was outlined and the new principles of self-tumor antigens and their significance for future immunotherapies to these malignancies were summarized.

  Key words tumor antigen; lymphoma; tumor immunology; immunotherapy

  为了解释肿瘤患者的抗肿瘤免疫反应和改善抗肿瘤免疫治疗,人类恶性肿瘤抗原的鉴定和分子特征研究已经成为一项热点。肿瘤免疫学的发展史表明:病人体内是否存在抗肿瘤免疫以及这种抗肿瘤免疫反应是否可以用于肿瘤免疫的临床治疗,这一问题一直受到置疑。有一个代表性的观点:“我们不可能排斥右耳而同时使左耳完好无损,我们也无法通过免疫机制杀伤肿瘤并同时让正常组织完好无损。”最新研究表明,这一悲观主义观点是错误的,其原因在于这一理论抹杀了正常组织和肿瘤组织之间的抗原差异。1985年,Rosenberg等[1]报道,在伴有大瘤块的转移型黑色素瘤、肾癌和非霍奇金淋巴瘤患者中,大剂量重组IL-2治疗可以使肿瘤消退,这表明IL-2增强的抗肿瘤免疫可以使肿瘤消退。1991年以前,对于参与抗肿瘤免疫的抗原分子结构认识是很局限的。1991年Boon等[2]克隆出肿瘤抗原MAGE-1;1年后他的研究组又成功的鉴定出第一个HLA限制性的抗MAGE-1的T细胞及抗原表位,这一发现成为肿瘤免疫学的一个里程碑[3]。值得一提的是,1995年肿瘤免疫学中又出现了另一项重要突破,即Pfreundschuh等[4]建立了一种新的血清学克隆方法称为SEREX(通过肿瘤患者血清在重组cDNA表达文库中筛选肿瘤抗原)。这一方法使我们可以利用肿瘤患者血清中的抗体来系统、客观地寻找肿瘤抗原。利用上述方法,目前已经鉴定出2 000多种肿瘤抗原(具体可查询数据库http://cancer immunity.org/statics/databases.htm)。这些重要进展使得肿瘤免疫学和抗肿瘤免疫治疗学发生翻天覆地的变化,也使对肿瘤抗原的分子特征的研究取得了巨大进步。但目前,如何建立有效的抗原特异性抗肿瘤免疫治疗以及如何监测肿瘤患者对这些抗原免疫治疗的反应,还有很多问题需要解决:①为什么这些自身蛋白,而不是其他自身蛋白被选择成为肿瘤抗原?②什么信号控制这些肿瘤抗原的表达?③这些肿瘤抗原的主要免疫表位是什么?④患者之间肿瘤抗原免疫原性差别的机理是什么?⑤肿瘤抗原表达和肿瘤生长以及肿瘤对免疫治疗的反应各项之间的互动关系?这些问题可以汇总建立一门新的交叉学科“抗原学”。在这里,我们将简单回顾淋巴瘤及其它肿瘤中抗原鉴定的进展,抗原学的新概念和原理及将来在肿瘤免疫治疗中的重要性。

  肿瘤抗原特异性免疫治疗的确能导致肿瘤消退吗?肿瘤免疫治疗包括细胞、细胞因子以及新近发展出的抗原特异性治疗两大类。以细胞为基础的治疗又分为通过共刺激分子增强T细胞的治疗、细胞输注治疗、树突状细胞治疗和热休克蛋白制备物治疗。由于高效、低副作用等特点,抗原特异性治疗长期以来一直受到人们的极大关注。根据作用机理,肿瘤抗原特异的免疫治疗可以分为抗体抗肿瘤免疫治疗[5]和T细胞抗肿瘤免疫治疗[6]。由于抗体自身的限制,不能通过细胞膜进入胞内,所以抗体的抗肿瘤免疫反应均作用于细胞表面表达的肿瘤抗原,比如靶向作用于AML细胞表面抗原CD13、CD15、CD33、CD45和CD66的抗体治疗。1997年,美国FDA批准了美罗华(B细胞表面抗原)用于临床治疗复发/难治性低度或滤泡型CD20+(一种B细胞表面抗原) B细胞非霍奇金淋巴瘤。41个研究中心共治疗了2 170例滤泡型淋巴瘤患者,结果显示美罗华单药应用反应率为50%,大约10%的患者达到了完全缓解[7]。美罗华也可用于治疗其他B细胞肿瘤,包括多发性骨髓瘤、华氏巨球蛋白血症、Castleman病、胃弥漫B细胞淋巴瘤和套细胞淋巴瘤等。美罗华可以通过几种不同的作用机理选择性清除B细胞:①抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用(ADCC);②补体介导的细胞毒作用(CDC);③抑制细胞增殖和直接诱导B细胞凋亡。另外一个特异结合于细胞表面的肿瘤抗原HER2的单链(sc)抗体毒素ScFv(FRP5)-ETA正在进行I期临床试验治疗进展期实体瘤,结果显示部分病人出现明显的客观疗效,部分患者达到了长期完全缓解[8]。

  肿瘤抗原HLA限制性T细胞抗原表位的鉴定和基于T细胞的肿瘤免疫治疗的研究目前已经有了显著进展。到2004年,至少已经鉴定出了257个HLA-I、II类限制性的T细胞抗原表位。由于来源于不同的肿瘤,这些T细胞抗原表位在肿瘤诊断、预后判断和免疫治疗中具有广阔的应用前景。另外,几个临床试验结果显示,黑色素瘤患者的主动免疫治疗(治疗形式包括重组病毒、裸DNA、树突状细胞+抗原表位肽、抗原表位肽)具有较好的治疗效果:gp100、MART-1或酪氨酸酶肿瘤抗原免疫治疗2个疗程后,外周血循环中CD8+ T细胞有1%-2%出现了抗肿瘤活性,这一比例比未经治疗的情况下增加了几百到几千倍。肿瘤抗原特异性治疗与IL-2联合治疗后,反应率达32%。最近,纽约Memorial Sloan-Kettering肿瘤中心某研究组报道,在一项14例慢性粒细胞白血病(CML)患者的II期临床试验中,注射CML特异性抗原bcr-abl表位肽5-6次,4例患者出现了CML特异性肿瘤细胞(Ph+白血病细胞)数下降[9]。

  上述进展清楚的表明,肿瘤抗原的鉴定会促进未来抗原特异肿瘤免疫治疗的发展。我们预计许多临床前研究成果会很快进入临床试验阶段。

  肿瘤抗原鉴定的主要新技术及其在临床应用中的价值尽管许多自身抗原的抗体结合表位(大约15个氨基酸)已经被鉴定出来,但在评价肿瘤抗原特异的抗体反应时并不需要事先做出目的肿瘤抗原抗体结合表位的图谱。与此相反的是,在检测抗原特异性的T细胞反应时,必需事先确定以下几点:①目的抗原编码HLA-限制(HLA-I类限制抗原表位含有9-11个氨基酸;HLA-II类限制抗原表位含有15-20个氨基酸)的T细胞抗原表位;②抗原表位位于肿瘤抗原氨基酸序列的位置;③)呈递抗原表位肽的HLA等位基因的类型。因此,鉴定每个目的抗原的HLA限制T细胞抗原表位是检测抗原特异性T细胞反应所必需的。下面,将重点介绍几个主要技术及其原理:

  通过克隆抗原表位特异性T细胞株的途径鉴定T细胞抗原表位(T细胞抗原表位克隆)

  利用肿瘤细胞来源的cDNA文库转染入表达相应HLA-I类分子的靶细胞的方法,已经鉴定出许多CD8+ T细胞识别的抗原表位。具体说来,这种方法是用肿瘤组织分离出的浸润型抗肿瘤T细胞(TIL)来鉴定cDNA文库转染的靶细胞表面HLA分子呈递的抗原表位[10]。与实体瘤如黑色素瘤相反,在血液系统恶性肿瘤中很难分离出TIL来建立肿瘤特异性的T细胞系。而且,从目前的技术水平看这个方法需要投入大量的人力物力,并且需要T细胞培养和T细胞克隆的专业技术。这些限制因素使我们无法在普通免疫学实验室中快速检测出大量的T细胞肿瘤抗原表位。

  通过洗脱细胞表面的HLA-I类结合表位肽鉴定T细胞抗原表位

  从肿瘤细胞中纯化的HLA分子中洗脱的抗原表位肽可以结合至抗原呈递细胞(APC)表面的HLA,然后测试其与特异的抗肿瘤T细胞的反应性。利用这些抗原表位肽的纯化和测序可以从基因数据库中鉴定出其肿瘤抗原的全序列[11]。这个方法的特点是需要肽纯化和大量质谱及蛋白化学的专业技术。

  利用病人血清的抗体和分子克隆技术鉴定抗原(cDNA表达文库的血清学分析,SEREX)

  为了鉴定与肿瘤患者抗体库中抗体起反应的肿瘤抗原,1995年,Pfreundschuh研究组建立了一个新的血清学克隆方法称为SEREX,用它可以客观系统地寻找人类肿瘤组织表达抗原。这种方法的优点之一是可以鉴定出T细胞依赖性抗原。T细胞依赖抗原的特性是可以激发高滴度的IgG抗体而不是IgM抗体,然而这一过程需要T细胞辅助的Ig转换。最新的一些论著中已经阐明了这些SEREX检出的肿瘤抗原和抗肿瘤免疫反应之间的关系:①SEREX抗原MAGE和NY-ESO-1可以被同一病种肿瘤患者的T细胞和抗体所识别;②血清中的抗肿瘤-睾丸抗原(CT抗原)NY-ESO-1的抗体滴度和肿瘤负荷大小明显相关,血清NY-ESO-1抗体滴度和抗原特异性CD8+ T细胞反应也呈正相关;这些结果表明,针对CT抗原整合的体液免疫和细胞免疫的确与肿瘤相关;③CML患者接受异基因骨髓移植(allo-BMT)后再接受供者淋巴细胞输注(DLI),可得到长效的缓解。已有的实验表明,针对SEREX抗原CML66L和CML28的高滴度IgG免疫反应与治疗后CML的缓解相关[12]。由于这一方法仅需要常规的分子克隆技术,因此SEREX技术可以广泛应用于评价患者体内的抗肿瘤免疫反应。可以预测,蛋白微阵列技术的出现可以使未来的SEREX技术变得更高效且具有高度可重复性。

  另外,肿瘤抗原蛋白在肿瘤细胞中的高表达是这些非突变的肿瘤抗原具有免疫原性的机制。鉴于这一机制的发现,人们也开始在肿瘤中寻找高表达的蛋白作为待选的肿瘤抗原。现在检测肿瘤过表达蛋白的技术包括差异显示、基因表达系列分析(SAGE)和微阵列。上述肿瘤抗原的T细胞抗原表位可用反向免疫学方法来鉴定。

  为什么我们一定要做反向免疫学?

  表位演绎法是一种从预测抗原表位到用实验证实抗原表位来研究T细胞抗肿瘤免疫的一种新方法。这种方法与传统的先分离肿瘤浸润T细胞(TIL)然后再研究抗原表位的过程在先后顺序上是相反的,因此,这种方法也被称为“反向免疫学”方法。具体说来,待选的HLA呈递的抗原表位肽是否是真正地刺激T细胞的免疫强势抗原表位肽,这可以通过以下两个步骤来判定:①这些抗原表位肽必须具备较高的MHC分子亲和力;②这些抗原表位肽必须具备在实验中刺激出抗原表位特异的T细胞克隆株。传统的T细胞抗原表位方法需要分析患者中的抗肿瘤T细胞免疫反应,这已经成为除黑色素瘤之外其它肿瘤细胞肿瘤免疫治疗的主要限制,因为除了黑色素瘤之外的其它大多数肿瘤患者中的抗肿瘤免疫反应均较弱,且难分离TIL。因此,反向免疫学方法已经成为从大量SEREX抗原中鉴定出抗原特异性T细胞反应的一个替代方法。很多生物信息算法均极大地促进了反向免疫学的应用。这些方法包括①预测肿瘤抗原中的可结合于特定HLA的抗原表位肽段;②预测待选抗原表位两侧蛋白酶加工的位置;③预测待选抗原表位与转运相关蛋白(TAP)结合的能力。肿瘤抗原中HLA-I/II类限制性T细胞表位的鉴定的临床意义在于它使我们可以构建新的以抗原表位肽或编码抗原表位肽为基础的疫苗用于抗肿瘤治疗,用于检测某抗原表位肽特异的T细胞以协助诊断、判断预后、和评价肿瘤抗原特异性免疫及疫苗治疗的效果。CD8+ 细胞毒性T淋巴细胞可以直接裂解肿瘤细胞,并且在体内破坏大肿瘤块[13]。应用主要抗原肽的免疫治疗在肿瘤患者中取得了很好的疗效,患者体内可以产生高水平的、在外周血循环中直接针对肿瘤抗原的CD8+ T细胞。多数MHC I类分子限制的肿瘤抗原表位是来自非突变的自身抗原或肽,包括所有的CT抗原、非传统抗原及绝大多数传统抗原。CD4+ T细胞在异基因骨髓移植(allo-BMT)后又接受供者CD4+ T细胞输注治疗的CML患者缓解中起着重要作用。HLA-II类分子限制的CD4+ T细胞在识别突变肿瘤抗原中起着重要作用。和传统的检测抗原特异抗体免疫反应技术方法如ELISA、噬菌体斑块分析、免疫荧光和Western blot等方法相对应的是,新建立的两种抗原表位肽特异性T细胞检测方法——MHC四聚体-抗原表位肽分析和酶联免疫斑点测定(enzyme-linked immunospot assay,ELISPOT)可用于临床分析肿瘤抗原表位肽特异的T细胞反应。

  已经鉴定出了多少种肿瘤抗原类型?

  人们有种错误的认识即肿瘤抗原一定来源于感染的病原微生物。事实上,感染和癌症的关系在10%-20%的癌症中已经得到了证实,如与EB病毒(EBV)相关的淋巴瘤和霍奇金病的一个亚型、与H.pylori感染相关的胃癌和淋巴瘤、与血吸虫相关的膀胱癌及与肝吸虫相关的胆管上皮癌。的确,某些肿瘤中检出的肿瘤抗原来源于感染病毒编码的蛋白质。这些肿瘤包括与人类乳头瘤病毒(HPV)E6/E7相关的宫颈癌、阴茎癌和肛门癌,与EB病毒LMP2a相关的淋巴瘤和霍奇金病,与丙型肝炎病毒(HCV)相关的肝癌,与人类疱疹病毒(HHV)-8相关的卡氏肉瘤,与人类T细胞淋巴瘤病毒相关的成人T细胞淋巴瘤。可是,还有大多数鉴定出的肿瘤抗原并不是与病毒相关的,而是真正人类自身基因编码的肿瘤抗原。基于其组织表达特性、表达水平和突变,这些自身肿瘤抗原可以分为以下5种[6]。①肿瘤-睾丸相关抗原(CT抗原):CT抗原包括MAGE-1、MAGE-2、MAGE-3、MAGE-12、BAGE、GAGE、NY-ESO-1、CML66L和CML28。CT抗原的mRNA在很多肿瘤和正常睾丸中广泛表达,在其它正常体细胞中几乎没有表达[14]。由于睾丸是一个免疫庇护所,不表达MHC I或II类分子,而表达FasL以杀伤前来攻击的淋巴细胞,因此这些CT抗原可以被认为是实际意义上的肿瘤特异抗原,作为肿瘤抗原特异免疫治疗的靶位点;②分化抗原:分化抗原包括酪氨酸酶、TRP-1、TRP-2、gp100、MART-1和MC1R。这些分化抗原的表达是组织分化阶段依赖和组织特异的,因此基于这类抗原的免疫治疗可能不会引起针对其它组织的自身免疫副作用。可是,其缺点是抗原特异的免疫反应可能由于自身免疫耐受而减弱[15];③肿瘤特异抗原:这类抗原包括Ig独特型、CDK4、caspase-8、β-catenin、Bcr-Abl、突变的p21/ras和突变的p53;④过高表达抗原:包括蛋白酶3(myeloblastin)、WT1-1、MUC-1、正常P53、Her/neu、PAP、PSA、PSMA和G250;⑤癌胚蛋白抗原:包括CEA、α-甲胚蛋白、5T4、癌-胚胎滋养层(onco-trophoblast)和实体瘤相关的糖蛋白。这些自身抗原蛋白大多数是非突变蛋白。

  杂交瘤技术和抗体依赖的免疫治疗如美罗华(抗CD20单克隆抗体)和靶向于细胞表面肿瘤抗原的免疫毒素治疗是一个过时的不正确的观念有所复苏。这个不正确的观念是认为肿瘤抗原一定要表达于肿瘤细胞表面才能被宿主免疫系统识别并成为肿瘤抗原,但目前鉴定出的大多数肿瘤抗原并非是细胞表面抗原,而是细胞内蛋白。

  存在控制这些肿瘤抗原的原理吗?

  根据遗传信息编码这些自身抗原方式的不同,我们可以将它们分为两大类。第一类为传统抗原,如含有传统外显子、内含子的传统基因组基因编码、并由主要开放阅读框架(ORF)翻译的蛋白。传统肿瘤相关抗原包括上面提到的5种。第二类为非传统隐藏肽抗原,包括编码于如下基因的隐藏抗原:①基因的内含子(MPD相关的抗原MPD5);②外显子/内含子结合区;③与正常mRNA阅读框架相比错位的阅读框架(肿瘤抗原TRP-1);④位于正常阅读框架5’非翻译区(UTR)或3’UTR、染色体重排和异常过程中的占第二位优势的开放阅读框架。最近,Yang等应用SEREX技术在对IFN-α起反应的3个脾大性红细胞增多症(polycythemia vera,PV,这是一种髓系增殖性疾病)患者血清中筛选人类睾丸cDNA文库,鉴定出了一个非传统的抗原——MPD5。MPD5属于无传统基因组内含子/外显子结构的非传统隐藏抗原,它激活部分PV患者中的IgG抗体,同时也激活一些CML或前列腺癌患者的IgG抗体,这提示它具有广泛的免疫原性。在IFN-α或其它治疗后的PV患者中,中性粒细胞中的MPD5表达上调,可能成为这一抗原在这些患者中抗原特异特异性免疫反应提高的基础。这些发现为解释髓系增殖性疾病中如何调节自体抗原库的机理提供了新的视角,并提示它们具有免疫治疗新靶点的可能性。

  因为这些非传统抗原在正常细胞中不表达或极低表达,因此宿主免疫系统对其不会产生耐受,所以它们是肿瘤特异的,可以作为将来免疫治疗的新靶点。

  另外,关于肿瘤抗原还有10个新概念和原理:①肿瘤患者可以对多个抗原同时产生反应。②一个肿瘤抗原包含可以被不同HLA分子呈递的表位。如,黑色素瘤抗原gp100可以呈递于HLA分子A2、A3、A24、Cw8、DR4和DR15,酪氨酸酶抗原呈递于HLA-A1、A2、A24、B44、DR4和DR15。HLA-A2和HLA-DR4是常见的HLA等位基因,表达于大多数细胞中,HLA等位基因限制的肿瘤抗原T细胞抗原表位备受关注,因此它们被鉴定出的数目相对较高。③因为HLA-I类肿瘤抗原表位的产生使用了普遍存在的蛋白酶复合体蛋白降解通路和非蛋白酶复合体降解通路,所以几乎没有肿瘤抗原表位可以逃避被呈递至HLA-I类分子的可能性。理论上讲,不论抗原表位间HLA呈递等位基因的不同及其免疫强势性(HLA亲和力和TAP亲和力)的不同,每个SEREX鉴定出的肿瘤抗原均编码T细胞抗原表位。④一些HLA限制的T细胞抗原表位是复杂的,这些复杂的抗原表位可以同时由几种HLA等位基因呈递。如肿瘤抗原MAGE-A3位于氨基酸序列146-160的抗原表位可以由HLA-DR7和HLA-DR4呈递。而且,Nakatsura等[16]证明,抗体结合表位可以和HLA限制性T细胞抗原表位重合。因此这些抗原表位可以用于更有效的免疫治疗。⑤对CML患者免疫反应的研究鉴定出的抗原不仅仅在CML病人体内具有免疫原性,这些抗原特异性抗体也可在其他肿瘤患者中检出。如肿瘤抗原CML66L和CML28特异性IgG抗体所表现出的特点。⑥由于自身免疫耐受,患者的抗肿瘤抗原免疫反应并不象抗病毒免疫反应那么强烈[17,18]。⑦肿瘤异源性的形成是由于肿瘤细胞固有的基因组不稳定性,因此它改变了细胞的基因型和抗原特性。同一类型的肿瘤患者来源的肿瘤可能具有不同的抗原特性。因此,在某些患者群中对某种肿瘤抗原的免疫反应率并不是100%,如,研究显示,对异常表达的自身肿瘤抗原IgG抗体免疫反应的发生率由5%-50%,取决于肿瘤类型、相应的抗原以及患者个体的免疫系统差异[4]。⑧在许多病例中抗肿瘤免疫反应是一种特殊类型的自身免疫反应。以下几个方面的报告都支持这个结论。目前的SEREX抗原有很大部分为自身抗原。Ph+和CML患者对IFN-α治疗的细胞遗传学反应疗效经常发生与疗效正相关的自身免疫现象。自身抗原疫苗诱导的抗肿瘤免疫反应可以消除肿瘤细胞,但同时也引起正常组织的损伤[19]。去除CD4+CD25+调节性T细胞(Treg cell)可以导致自身免疫病并通过阻止T细胞耐受而增加抗肿瘤免疫反应[20]。⑨少数肿瘤抗原并不一定是蛋白,也可以是碳水化合物抗原。尽管碳水化合物抗原从本质上讲不是T细胞依赖抗原,如果应用碳水化合物抗原作为激活抗肿瘤免疫的抗原,需要设计新的方法来使T细胞对这些抗原起反应[21]。⑩抗原特异的免疫反应和肿瘤缓解之间有一定的联系。如前所述,对肿瘤抗原CML66L和CML28的高滴度IgG抗体反应与一种供者淋巴细胞输注治疗相关的CML患者缓解有关,提示抗原特异的免疫反应可能在肿瘤缓解中起重要作用,在开始抗原特异的免疫治疗前,没有必要首先证明应用的肿瘤抗原一定是一个肿瘤排斥抗原。

  肿瘤抗原免疫原性的机理是什么?

  除了一些肿瘤特异性抗原(P53,Ras)因为突变或染色体易位和异常(如Bcr-Abl的表达)而出现的免疫原性增高外,许多非突变自身抗原的免疫原性源自它们在肿瘤中的过高表达[20]。文献报道,著名的诺贝尔奖得主Zinkernagel等认为,自身抗原或新自身抗原的抗原结构的过高表达能够突破引发免疫反应抗原浓度的阈值[23]。这个阈值对特定抗原表位中的特定非耐受区会降低。过高表达的基因(有时可以达到100倍)经常编码可由SEREX鉴定的抗原,这反应出SEREX方法固有的偏倚。

  肿瘤中过表达肿瘤抗原可能有转录和转录后两种机制。Yang等[24]最近证实在白血病中肿瘤抗原CML66L是通过剪接和启动子的互换机制造成过高表达,并以此提高其免疫原性,这不仅阐明了肿瘤抗原过表达提高免疫原性的原理也解释了其分子学机制。

  另外,CT抗原在肿瘤中的过高表达可能是由于异常去甲基化造成的[25]。而且,一些SEREX鉴定出的肿瘤抗原的一个明显特征是自身抗原,如最初从CML病人中检出的肿瘤抗原CML28也是一个自身免疫肌炎相关的自身抗原 Rrp46p。Yang等[24]最近提出一种新的理论来解释自身抗原和肿瘤抗原免疫原性增高的现象。这一理论阐述了一种非经典的RNA剪接机理,为许多自身免疫病相关的自身抗原和许多肿瘤相关的肿瘤抗原表达出非免疫耐受的蛋白质区段提供了结构基础。其他一些实验室的研究也证实剪接的改变会调节肿瘤抗原的免疫原性。

  血液恶性肿瘤表达特异的肿瘤抗原吗?和其他肿瘤一样,血液恶性肿瘤也表达许多特异肿瘤抗原,以下按血液肿瘤分类来讨论这些肿瘤抗原。

  淋巴瘤

  许多血液肿瘤的情况与其他实体瘤不同。如B细胞由于抗体产生时的基因重排可以表达唯一的独特型。由于每种B细胞淋巴瘤均表达一种B细胞抗体分子独特型,所以这种抗体分子独特型也可以作为肿瘤抗原[26]。在滤泡型淋巴瘤或多发性骨髓瘤中,针对抗体分子独特型抗原的疫苗已经成功诱导了客观的临床疗效。另外,Liggings等[27]已经鉴定出了和弥漫大B细胞淋巴瘤相关的一批SEREX抗原(用SEREX方法鉴定出的抗原),而且许多SEREX抗原都和各种类型的淋巴瘤相关,如APOBEC3B(套细胞淋巴瘤)、ATF-2(Burkitt’s淋巴瘤)、GBP-5剪接变异(皮肤T细胞淋巴瘤)、9HD-CL抗原(皮肤T细胞淋巴瘤)、SCP-1和cTAGE-1(皮肤T细胞淋巴瘤)。

  白血病

  仅行供者淋巴细胞输注(DLI)而同时不应用其他治疗可使75%-80%异基因BMT后复发的CML患者有效地再次缓解,这表明出现了移植物抗白血病(GVL)免疫反应。Ritz研究组的Wu发现:①在对DLI治疗起反应的CML患者中,CML特异的肿瘤细胞(Ph+细胞)由100%降至0%,外周血B细胞由9%-11%升高到40%-42%,这表明有抗原特异性抗体产生增加;②DLI治疗后收集患者血清中IgG抗体与CML细胞系K562细胞裂解后的抗原进行反应,做Western blot检测,同时比较DLI治疗前后收集的同一患者血清标本,发现了一些非移植相关抗原。这个发现提示DLI治疗后CML缓解的建立与体液抗白血病免疫反应相关。这些结果和CD4+T细胞DLI治疗后CML高缓解率一起,强烈提示整合的体液和T细胞免疫反应可能在CML缓解中起决定性作用。用对DLI治疗有反应的CML患者的血清,借助SEREX方法筛选CML细胞的cDNA表达文库,CML相关抗原已鉴定出了13个。这13个抗原包括11个已知蛋白和2个新蛋白。11个已知蛋白为T54、phorbolin-1相关蛋白、CHD、7-60、KIAA0530、RBP-Jk、thymosin-b4、defensin-1、ANG2、RBBP-5和RAFTK[28]。结果提示这些抗原与导致CML缓解的免疫反应有关,但并不与正常自身抗体或针对异基因骨髓移植抗原介导的GVHD的抗体有关。而且,这些结果明显提示至少一些导致CML缓解的免疫反应肿瘤抗原和移植相关的GVHD等抗原无关。有趣的是,对IFN-α治疗有良性反应的CML患者血清可以识别这13种抗原中的9种,提示引起DLI和IFN-α治疗有反应的患者的反应抗原群在某种程度上是相同的。

  另外,也研究了其他几种白血病相关的肿瘤抗原:①髓系分化抗原,如蛋白酶3、中性粒弹性蛋白酶、髓系过氧化酶和组织蛋白酶G;②CML特异的Bcr-Abl抗原,如p210-b3a2、p210-b2a2和p190-ela2肽;③AML特异的肿瘤抗原,如PML-RARα和AML相关的17 SEREX 抗原;④HLA表现型中的等位单链核苷酸多肽性(SNP),形成了次要组织相容性抗原(mHA);⑤肿瘤特异抗原,如Wilms瘤抗原(WTl)、survivin和MUC1;⑥其他抗原包括RH AMM、SPAN-Xb、MPPP11、43 MLAA抗原(与急性单核细胞白血病相关)、14KW抗原(与慢性淋巴细胞白血病相关)和T细胞白血病相关肿瘤抗原HUB1。

  多发性骨髓瘤

  几个肿瘤抗原与MM有关,包括hTERT、CYP1B1、BCMA等[29]。

  髓系增殖性疾病(MPD)

  最近对IFN-α治疗有反应的PV患者血清在睾丸cDNA文库中鉴定出了几个MPD相关肿瘤抗原[15]。这一研究首次发现了抗肿瘤免疫反应在对IFN-α治疗有反应的PV患者中起作用。

  什么原因使抗肿瘤免疫反应变得复杂而限制了肿瘤消退?肿瘤免疫监视理论提示肿瘤可以由宿主中正常的抗肿瘤免疫反应识别并清除[30]。支持证据包括:①免疫反应可以清除偶然和化学物质诱导的肿瘤而保护机体;②肿瘤的免疫原性受免疫环境影响;③肿瘤个体有时会对肿瘤产生自发的反应。来自肿瘤或环境许多变化使宿主免疫系统对肿瘤不产生免疫反应或肿瘤对抗肿瘤免疫反应产生抵抗。几种情况可以导致这样的结果:①肿瘤为非免疫原性,它不表达、或极低水平表达肿瘤抗原,或在肿瘤形成时肿瘤抗原性消失,或肿瘤的获得性免疫呈递系统缺陷不能将肿瘤抗原呈递至免疫细胞;②免疫系统可能不能识别或消除肿瘤,因为肿瘤产生了免疫抑制因子,并诱导了免疫抑制反应。由于这些复杂的情况,抗原特异的免疫反应单独应用可能不能有效地清除肿瘤,因此需要协同作用。未来的免疫治疗,可以是一个联合的形式,包括抗原特异的免疫治疗和抗肿瘤免疫增强性治疗。

  结论

  针对鉴定肿瘤抗原和抗原特异的免疫治疗的研究已经有了长足的进展,因此它成为当前免疫研究和肿瘤研究的主要方向之一。一般认为,肿瘤异质性的建立是由于肿瘤细胞固有的基因组不稳定性所致。Stoler等[31]研究表明,肿瘤细胞中大约11 000个基因组基因发生改变。在肿瘤细胞中,DNA复制产生的错误时常不能被识别,这些随机突变会保留下来,并改变细胞的基因型和抗原特性。肿瘤细胞的这些特性决定了将来多样化免疫治疗的形式:①抗原表位肽疫苗、DNA疫苗等多种形式;②包括多种抗原表位在内的多价(表位)疫苗;③和其他细胞因子联合应用,如IL-2、IFN-α、IFN-γ、树突状细胞、CD40激活的B细胞、免疫增强佐剂、CD4+CD25+调节T细胞删除后的T细胞对肿瘤的耐受;④患者特异、抗原特异的方法与可用于多个患者的一般抗原特异的方法相结合。这种与其它抗肿瘤治疗互补的抗原特异的免疫治疗会使未来的治疗更加有效,副作用更小。

  【参考文献】

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