CIK細胞的特點及其在腫瘤生物治療中的作用

1、cik細胞的特點及其在腫瘤生物治療中的作用李淑艷1(綜述)/邢淑賢2(審校)(1.齊齊哈爾醫(yī)學院?；萄凶?，黑龍江齊齊哈爾161042；2.哈爾濱醫(yī)科大學免疫教研室，黑龍江哈爾濱150086)【摘要】 細胞因子誘導(dǎo)的殺傷細胞(cytokine induced ldller cell, cik) 是一種新型的免疫活性細胞，它是將人外周血單個核細胞在體外用多種細胞因了 共同培養(yǎng)一段時間后獲得的一群異質(zhì)細胞，由于該種細胞同時表達cd3和cd56 兩種膜蛋口分子，故乂被稱為nk細胞樣t淋巴細胞，cik細胞具有增殖速度快、 殺瘤活性高、殺瘤譜廣及非mhc限制性殺瘤的優(yōu)點。在基礎(chǔ)及臨床研究中對cik 的探

2、討在不斷深入，以期獲得更有效的腫瘤生物治療方法，為臨床治療提供依據(jù)?！娟P(guān)鍵詞】ctk;腫瘤；生物治療中圖分類號：r730.51文獻標識碼：a文章編號：1004-616x(2007)05-0424-03惡性腫瘤是危害人類健康的最嚴重的疾病之一，其死亡率居各種疾病的第2 位，并且在我國仍呈上升趨勢，腫瘤的治療手段主要有手術(shù)、化療、放療、生物 治療及我國特有的中醫(yī)藥治療，早在1985年，美國國家癌癥中心就把腫瘤的生 物治療列為腫瘤綜合治療的第四大模式，作為手術(shù)、放療、化療3人常規(guī)模式的 有益補充。 生物治療中的過繼性細胞免疫療法(adoptive cell immunotherapy, aci)是指

3、向腫瘤患者轉(zhuǎn)輸具有抗腫瘤活性的免疫細胞(包括特異 性的和非特異性)，直接殺傷腫瘤或激發(fā)機體免疫反應(yīng)來殺傷腫瘤細胞，達到治 療腫瘤的目的。研究適合于該療法的新型免疫活性細胞目前仍是一大熱點，特別 是隨著介導(dǎo)免疫細胞間相互作用的細胞因子(cytokine, ck)的不斷發(fā)現(xiàn)和重組成 功，使得現(xiàn)代aci己發(fā)展成為主要采用由這些細胞因子激活的免疫細胞進行免疫 治療的方法?？谇坝糜谀[瘤生物治療的免疫活性細胞有淋巴因子激活的殺傷細胞(lak)、 腫瘤浸潤性淋巴細胞(til)、cd3單克隆抗體激活的殺傷細胞(cd3ak)、細胞毒性 t細胞、樹突狀細胞(dc)、基因改造的免疫活性細胞以及ctk細胞等。ctk細

4、胞 就是一種新型的免疫活性細胞，它是將人外周血單個核細胞在體外用多種細胞因 子共同培養(yǎng)一段時間后獲得的一群異質(zhì)細胞1,具有t淋巴細胞強大的抗瘤活 性和非主要組織相容性復(fù)合體(mhc)限制性殺瘤的優(yōu)點，與其他過繼性免疫治療 細胞相比，具有增殖速度快、殺瘤活性高、殺瘤譜廣等優(yōu)點。cd3+cd56 + t細 胞是cik群體中主要效應(yīng)細胞。1 ctk細胞的激活cd3+cd56+t細胞是cik群體中主要效應(yīng)細胞。t細胞是機體免疫系統(tǒng)實現(xiàn) 細胞免疫和免疫調(diào)節(jié)的重要成分，特別是在抗病毒感染和對癌細胞的免疫監(jiān)視上 有重要作用。cd3是t細胞的表面分了，它有5種肽鏈，即丫、§、£、"

5、; 口 口。 cd3分子與t細胞表而的抗原受體(tcr)結(jié)合成復(fù)合體，tcr是免疫球蛋白超家族 成員之一，是t細胞特有的表面標志。在1hc分子限制下能夠識別抗原。cd3的 5種肽鏈均能轉(zhuǎn)導(dǎo)tcr的信號，傳遞并轉(zhuǎn)換抗原信息，其中匚鏈起著重要的作用, 同時述能增加tcr結(jié)合抗原的敏感性。t細胞的活化主要是通過cd3_tcr復(fù)合體 途徑：cd3_tcr復(fù)合體參與對抗原的識別是通過磷脂酰肌醇二磷酸(pip2)代謝和 蛋口酪氨酸激酶(ptk)的活化而實現(xiàn)的。t細胞活化信號經(jīng)磷脂酰肌醇代謝活化 蛋白激酶c(pkc),啟動細胞內(nèi)的ca2 +途徑及ras_map激酶途徑，產(chǎn)生激酶磷酸 化的級聯(lián)反應(yīng)，導(dǎo)致細胞因

6、子基因轉(zhuǎn)錄活化，產(chǎn)疋細胞因子，調(diào)節(jié)t細胞活化。 為了保持tcr的激活信號需要t細胞協(xié)同刺激分子共同參與，其中cd28和b7 激活途徑在抗腫瘤免疫中起重要作用。2多種細胞因子的作用及i辦同作用機制2. 1抗cd3單克隆抗體(cd3mcab)抗cd3mcab作為一種有絲分裂促進劑可促進細胞增殖。80年代初研究者們 就發(fā)現(xiàn)抗cd3抗體或抗tcr抗體能模擬生理配體體外激活靜止t細胞，使z大量 增殖，表達il_2r,產(chǎn)生內(nèi)源性白細胞介素_2(il_2),抗cd3單抗具有抗腫瘤轉(zhuǎn) 移的作用，抗低抑制惡性腫瘤的生長可能是覓疫蜒強的效果，腫瘤特異性t細胞 數(shù)增多，活性增強，同時內(nèi)源性細胞i大i子的誘生放人了這

7、種作用?？筩d3mcab 不僅在ctk細胞培養(yǎng)過程中起著重要作用，在提高ctk細胞對白血病及淋巴瘤的 殺傷皺感性上同樣具有促進作用olcftcrova2將cd3mcab與靶細胞預(yù)先孵育可 增加c1k細胞的殺傷敏感性，而且這種增強作用可以被免疫球蛋白fc受體(fcr) 的抗體(如抗cd16、抗cd32)所部分阻斷，間接證明抗cd3mcab引發(fā)的殺傷活性 增高與fcr介導(dǎo)的抗體結(jié)合有關(guān)。2. 2 y _干擾素y_干擾m(ifn_y)是由cd4 +或cd8 +細胞產(chǎn)生的同源二聚體糖蛋白，可通 過多種途徑直接或間接發(fā)揮抗腫瘤作用，增強自然殺傷細胞(nk).巨噬細胞(m )以及細胞毒性t細胞(ctl)的

8、活性。在誘導(dǎo)cik細胞形成過程中加入ifn_y 可降低1l_2用量，同時lfn_x加入的順序與細胞毒活性密切相關(guān)，先加入ifn_ y后加入il.2可提高細胞毒活性，這是因為先加入ifn_ y,可促使pbmc上il.2 受休數(shù)量增加，從而有效地激活效應(yīng)細胞。2. 3白細胞介素_1白細胞介素_1 (il_ 1)主要由激活的單核巨噬細胞產(chǎn)生。il_1的體內(nèi)抗腫瘤 作用機制是增強t細血及增加腫瘤浸潤淋巴細胞的數(shù)量和功能，兒_1可以介導(dǎo) 外周血單個核細胞上表達il_2受體，與ifn_ y、cd3mcab合用時可以明顯提高 ctk的細胞毒效應(yīng),但tl_1對ctk細胞擴増不起作用3。2.4 口細胞介素_2白

9、細胞介素_2 (1l_2)是t淋巴細胞分泌的一種細胞因子(由133個氨基酸組 成的多肽，分子量約為15kd)o它是人體免疫應(yīng)答的核心物質(zhì)，具冇免疫增強、 抗腫瘤和抗感染等作用。臨床上已用于腎癌、黑色素瘤、淋巴瘤、肺癌、胃癌、 乳腺癌、卵巢癌、腸癌、膀胱癌、頭頸部腫瘤、白血病及癌性胸腹水等病癥的治 療，與放療、化療比較，il_2對正常細胞毒副作用輕微，能減輕腫瘤患者的疼 痛，提高其生活質(zhì)量。此外結(jié)核病、肝炎、愛滋病、性病、成癮性吸毒者及其它 免疫功能低下病人均可使用il_2。cik細胞的體外增殖需要外源性細胞因了如 1l_2> 1l_7> il_12等的輔助，卜源性1l_2、1l_7

10、、1l.12可以顯著促進淋巴細 胞債生長，而對cik細胞的細胞毒作用無影響4】。c1k細胞是多種細胞因子共同誘導(dǎo)培養(yǎng)的細胞，多種細胞因子的作用是相互 協(xié)同，單一因了對效應(yīng)細胞的增殖及細胞毒活性無作用或者小于多種細胞因了的 聯(lián)合作用，聯(lián)合作用的機制是最終共同激活靜止t細胞，捉高細胞表達il_2受 體和產(chǎn)生il_2的能力，啟動自分泌途徑il_2依賴的t細胞激活反應(yīng)。3 cik細胞殺傷靶細胞的機制3. 1與靶細胞的結(jié)合階段靶細胞表面分子與效應(yīng)細胞表面的相應(yīng)受體結(jié) 合。曲于ctk的細胞殺傷作用是非mhc限制性的，故cd4和cd8在其識別腫瘤細 胞的過程中并非必不可少。wolf等5證實cik細胞的細胞毒

11、活性可被抗淋巴細 胞功能相關(guān)抗原(lfa.1)或抗細胞間粘附分子_1 (1cam.1)的單克隆抗體所阻 滯，捉示上述細血表而活附分子在c1k細胞識別亦瘤過程屮起關(guān)鍵作用。3.2致死性打擊階段 效應(yīng)細胞對靶細胞造成不可逆損傷。mehta等6認 為，當c1k細胞被激活時通過fcr使lfa.1和1cam_1的結(jié)合狀態(tài)從低親和力轉(zhuǎn) 為高親和力，同時向細胞間排出含有a _氮甲苯碳險基左旋賴氨酸硫甲苯酯 (blt)的胞漿毒性顆粒，這些顆粒能夠直接穿矗封閉的靶如胞進行胞吐，從而導(dǎo)致 腫瘤細胞的裂解。使用主要組織相容性復(fù)合體(mhc) i類和ii類抗體不能阻滯 cik細胞對靶細胞的殺傷作用，說明cik細胞的殺

12、傷作用具有非miic限制性。sun 等7在研究ctk細胞對mgc_803胃癌細胞株誘導(dǎo)凋亡作用及機制中證明：隨著 cik細胞與胃癌細胞效靶比增加及作用時間延長，抑制率明顯增強。同一作用時 間不同效靶比z間差異冇統(tǒng)計學意義(p001),同一作用時間同一效靶比z間差 異也冇統(tǒng)計學意義(p001)；掃描電鏡觀察結(jié)果：在效靶細胞混合培養(yǎng)5 h后, 可見效靶細胞的相互接觸，靶細胞表面有孔洞形成。共培養(yǎng)14 h后，多數(shù)靶細 胞發(fā)生凋亡，細胞表面可見許多直徑不一的圓形凋亡小體及孔洞。共培養(yǎng)24 h 后，可見靶細胞遭到嚴重破壞，細胞發(fā)生破裂，死亡方式有細胞凋亡及溶解壞死 2種；ctk實驗組p53、p16、c_

13、myc、bcl_2蛋白隨作用吋間延長表達均下降， bax蛋口表達上調(diào)。另外，cik細胞活化品生大量的炎性細胞因了，女0 il_2. 1fn_ y > tnf_ a等，不僅對腫瘤細胞冇直接抑制作用，還可通過調(diào)節(jié)機體免疫系 統(tǒng)皮應(yīng)性間套殺傷腫瘤細verner is等認為，某些腫瘤細胞(如黑色素瘤、 卵巢癌)通過fasl介導(dǎo)til、ctl凋廣而逃脫免疫清除，但對c1k細胞敏感，這 是因為在cik細胞誘導(dǎo)的過程中，由于ifn_ y等細胞因了的作用或/和活化誘導(dǎo) 的細胞死亡(acid)機制導(dǎo)致對fas敏感的僉已被活化的t細胞逐漸被選擇性清 除，最后誘導(dǎo)獲得的ctk細胞便對fas耐受。此外由于細胞型

14、fas相關(guān)死亡區(qū)域 蛋口樣口介素_1 b轉(zhuǎn)換酶抑制蛋h (eflip)的存在及fas死亡區(qū)結(jié)合蛋白(fadd) 水平很低，影響了死亡信號的傳導(dǎo)14,再加上ctk細胞高水平表達bcl_2、 bcl_xl> dadr survivin等抗凋亡基因，這些原因共同導(dǎo)致了 cik細胞可以耐 受裘達fasl的腫瘤細胞誘導(dǎo)的凋廣，從而對其進行冇效的殺傷。楊進強等9 證實c1k細胞可以影響胃癌腹膜種植轉(zhuǎn)移細胞的細胞周期，并具冇誘導(dǎo)細胞凋廣 的作用。verneristlo發(fā)現(xiàn)，在ewing 7 s家族腫瘤細胞中cik參與了 cd3xher2/neu雙特異性抗體介導(dǎo)的細胞毒作用。linn等11使用寡核苜酸序

15、列 刺激急性髓性白血病和非急性淋巴細胞性白血病細胞，發(fā)現(xiàn)刺激后cik細胞屮與 蛋白合成冇關(guān)的基因、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)基因以及與免疫應(yīng)答相關(guān)基因均高表達，同 時cik細胞產(chǎn)生tnf_ b增多。3.3靶細胞溶解階段在此階段不依賴于效應(yīng)細胞的存在，靶細胞溶解死亡。4 cik細胞的特性、研究現(xiàn)狀及在過繼免疫療法中的應(yīng)用wolf等12在研究c1k細胞表而標志時發(fā)現(xiàn)：當培養(yǎng)14 d時,c1k細胞的 t細胞受體(86. 5±57) %為tcr_a /p陽性，cd56陽性表達為(28. 5土& 6) %, 培養(yǎng)前后的cd56 +細胞增加1071倍，表明cd3 + cd56 + t細胞是cik群體中

16、主 要效應(yīng)細胞，wolf和lu13 14均發(fā)現(xiàn)cd3+cd56+的cik細胞來源于cd3 + cd56-t細胞而非cd3-cd56 +的nk細胞。表達cd56抗原的細胞大多起源于cd4 -cd8 +細胞。leemhuis等15通過實驗證實，ctk細胞在培養(yǎng)過程中，cd16 + cd56 +細胞1%, cd3+cd56 +細胞絕對數(shù)擴增290倍，說明cik細胞發(fā)揮抗體 依賴性的細胞介導(dǎo)的細胞毒(adcc)作用的可能性很小。目前已經(jīng)廣泛開展了針對多種腫瘤細胞系和活體腫瘤組織應(yīng)用c1k細胞的 動物實驗和臨床前期試驗，并有一些相關(guān)報道。體外實驗'pcik細胞對急、慢性 髓系白血病的治療效果得到肯定16 o li等17將多藥耐藥基因(mdr.1)轉(zhuǎn)入 cik細胞后，cik細胞獲得了多藥耐藥性，并且轉(zhuǎn)染后的cik細胞仍然保和原有的 腫瘤細胞殺傷活性，這樣cik細胞的免疫治療和化療可以同時進行，從而擴大了 ctk細胞治療的應(yīng)用范圍。linn等18在另一項研究中用正常供者的異體ctk 細胞輸注給口血病小鼠，該異體cik細胞不誘導(dǎo)移植物抗宿主病(gviid),而且叮 以延長荷瘤小鼠的生存期。該研究同時顯示ctk細胞口j以與樹突狀細胞(dc)相 互作用增加細胞的抗瘤活性onagaraj19將包含人il_2基因片段的重組質(zhì)粒用 電穿孔法導(dǎo)入cik細胞，并與細胞d