腫瘤生物治療進展ppt

1、腫瘤生物治療進展ppt一、腫瘤生物治療概念的演變 手術治療、放射治療（放療）、化學治療（化療）是應用機械、物理和化學的原理來治療腫瘤. 生物治療是應用生物大分子（細胞、核酸、蛋白質和肽）或調節(jié)生物反應的小分子化合物來治療腫瘤。1894,William B.Coley,紐約外科醫(yī)生一位廣泛擴散的肉瘤患者，其腫瘤部位發(fā)生鏈球菌感染腫瘤完全消退是否是由于鏈球菌感染而導致腫瘤消退呢？January 12, 1862 April 16, 1936A storyColey 采取了大膽的行動!注射活的鏈球菌治療沒有治愈希望的、不能手術的肉瘤患者腫瘤完全消退!滅活的鏈球菌和變形桿菌的混合物（Coley毒素）對

2、1000 患者治療，約40%的到明顯的治療效果Coley 與他的女兒 Dr.Helen Coley Nauts 利用細菌成分活化免疫系統(tǒng)，可以誘導部分晚期腫瘤患者的持續(xù)緩解!Coley是腫瘤生物治療的鼻祖 現代腫瘤生物治療起始于1986年美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準干擾素上市。 抗病毒抗腫瘤腫瘤的發(fā)生癌基因突變/抑癌基因缺失或基因表達調控失常，腫瘤細胞的信號通路與正常細胞的信號通路存在一定的差異。 生物治療借助腫瘤細胞與正常細胞之間的差異，以核酸、蛋白、細胞和小分子化合物為治療介質，以腫瘤特異性信號通路為主要作用靶點，發(fā)展腫瘤選擇性強、毒副反應低、高治療指數的治療技術和藥物。 有足夠的

3、臨床證據表明，生物治療不僅能治療臨床可見的腫瘤，而且能延長腫瘤患者的生存期，改善預后。這種治療水平保障了生物治療成為繼手術、放療、化療之后的第四種腫瘤治療策略。二、生物治療技術和藥物分類目前已用于臨床的生物治療技術和藥物主要包括： 細胞因子單克隆抗體免疫效應細胞免疫刺激劑基因藥物和免疫毒素作用于特定分子靶點的非細胞毒性小分子藥物三、免疫系統(tǒng)在抗腫瘤中的作用細菌：結核菌葡萄球菌真菌病毒：流感脊髓灰質炎寄生蟲：絳蟲瘧原蟲蠕蟲攻擊防御免疫系統(tǒng)-人體的防御體系清除細菌、病毒、外來異物；消除體內衰老細胞以及發(fā)生突變的細胞(有的突變細胞會變成癌細胞)。對于健康的人來說，其免疫系統(tǒng)的強大足以及時清除突變的癌

4、細胞。機體免疫系統(tǒng)和癌細胞相互作用的結果決定了癌癥的最終演變。清除期平衡期逃逸期對于癌癥病人來說，普遍存在免疫系統(tǒng)低下，不能有效地識別、殺滅癌癥細胞;另一方面，癌癥細胞的大量增殖會進一步抑患者的免疫功能，而且癌癥細胞有多種機制來逃脫免疫細胞的識別與殺傷。1.什么是免疫？我們生存在一個充滿復雜感染源的、敵對的世界里，我們的機體可以利用許多機制來防御外來微生物的侵襲，保護機體健康，這種防御能力被稱為免疫。 免疫的類型天然免疫反應：先天就具備的對某種病原體的免疫力,具有遺傳性，是機體抵御病原體侵襲的第一道防線； 獲得性免疫反應：后天獲得、具有針對性、具有免疫記憶性。 免疫器官：骨髓、胸腺、脾臟、淋巴

5、結、扁桃體、小腸集合淋巴結、闌尾等； 免疫組織：消化道、呼吸道粘膜內存在的許多無被膜的淋巴組織；免疫細胞：淋巴細胞、單核吞噬細胞等 免疫分子：補體、免疫球蛋白、細胞因子等 免疫系統(tǒng)功能4. 發(fā)揮免疫應答的成員？免疫細胞免疫分子天然免疫系統(tǒng)：肥大細胞、單核/巨噬細胞、中性/嗜堿性粒細胞、樹突狀細胞、自然殺傷細胞； 特異性免疫細胞：T細胞、B細胞對細胞殘片及病原體進行噬菌（即吞噬以及消化），并激活淋巴細胞或其它免疫細胞，令其對病原體作出反應。在抗腫瘤免疫中，巨噬細胞具有抗原遞呈功能，參與調節(jié)T細胞的特異性免疫應答。作為清道夫細胞清除機體死亡細胞和細胞碎片。巨噬細胞（M）在不同組織中其名稱不同粒細胞

6、: 中性粒細胞-吞噬并殺滅病原微生物；嗜酸性粒細胞和嗜堿性粒細胞-抵抗寄生蟲，與過敏反應有關。顆粒中含有多種酶和毒性蛋白，在細胞活化時釋放并殺滅病原體。DC細胞攝取病原體后變?yōu)槌墒斓腄C細胞初始T細胞活化的T細胞 DC是天然免疫和獲得性免疫應答之間的橋梁 樹突狀細胞 (DC)天然免疫獲得性免疫DCDC是天然免疫和獲得性免疫應答之間的橋梁 淋巴細胞:T B NK獲得性免疫天然免疫紅細胞淋巴細胞:小,無特征HE 染色 電鏡觀察無功能活性-初始淋巴細胞 遇到抗原后,成為活化的淋巴細胞,并進一步分化為全功能的淋巴細胞,即效應淋巴細胞。 B淋巴細胞(B細胞) T淋巴細胞(T細胞) B-細胞受體(BCR)

7、抗體-免疫球蛋白膜型免疫球蛋白T-細胞受體 (TCR) 殺傷活化調節(jié)獲得性免疫細胞記憶性T細胞記憶性B細胞活化殺傷病毒或胞內病原體感染的細胞-CD8+T細胞輔助性T細胞為其它細胞的活化和功能提供必須的信號-CD4+T細胞調節(jié)性T細胞抑制其它淋巴細胞的活性并協(xié)助控制免疫應答效應性T細胞調節(jié)殺傷自然殺傷細胞（Natural killer cells，NK）形態(tài)比T 、B 細胞大，胞質中有特殊的顆粒，含有毒性蛋白,不需要特異性免疫刺激，即能夠在體外殺傷某些腫瘤細胞系。是天然免疫的重要成員, 在獲得性免疫應答之前對控制病毒感染非常重要；在外周血單個核細胞中占10%-15%，淋巴結和組織中較少。不表達抗

8、原特異性受體，也不形成免疫記憶。NK細胞是機體早期抗病毒的重要成員四、抗腫瘤免疫機制免疫細胞如何發(fā)揮抗腫瘤作用？免疫系統(tǒng)識別“自我”與“非我”腫瘤細胞表達腫瘤抗原1.什么是腫瘤抗原？腫瘤特異性抗原 (TSA): 僅在腫瘤細胞上表達; 腫瘤相關性抗原 (TAA): 在某些腫瘤細胞上表達，也在某些正常細胞上表達。 泛指在腫瘤發(fā)生、發(fā)展過程中新出現或過度表達的抗原物質。機體產生腫瘤抗原的可能機制為：基因突變；細胞癌變過程中使原本不表達的基因被激活；抗原合成過程的某些環(huán)節(jié)發(fā)生異常（如糖基化異常導致蛋白質特殊降解產物的產生）；胚胎時期抗原或分化抗原的異常、異位表達；某些基因產物尤其是信號轉導分子的過度表

9、達；外源性基因（如病毒基因）的表達。 1感應階段： 1）抗原遞呈細胞（APC）對外源性抗原的加工、處理、遞呈2）T細胞對抗原的識別2.反應階段3.效應階段2. 獲得性細胞免疫應答的基本過程APC感應階段反應階段效應階段抗原遞呈細胞CD8+T抗原遞呈功能MHC限制性APCAPCB細胞漿細胞（產生抗體）T細胞細胞毒性T 細胞（CTL）輔助性T細胞 (Th)感染部位滯留在淋巴組織中活化B細胞骨髓產生抗體釋放到血液中效應細胞CTL細胞介導的免疫應答可直接殺傷腫瘤細胞;Th細胞可以活化免疫系統(tǒng)的其它成分，在控制具有免疫原性腫瘤細胞的生長中起重要的作用。（1）CTL殺傷靶細胞的機制靶細胞CTL循環(huán)凋亡解離

10、CTL胞外分泌顆粒CTL與靶細胞結合CTL細胞質重排(2)體液免疫體液免疫為B細胞介導的免疫，B細胞受抗原刺激后活化、增殖、分化，形成漿細胞并分泌抗體，由于主要是血清或血漿中的抗體發(fā)揮免疫效應，故稱為體液免疫?？贵w的抗腫瘤機制?A.激活補體系統(tǒng)溶解腫瘤細胞 跨膜孔道B.抗體依賴性細胞介導的細胞毒作用(ADCC) C.抗體的調理作用 腫瘤細胞巨噬細胞抗體與腫瘤細胞表面的相應抗原結合溶酶體被調理的腫瘤細胞結合到M的FcR上，并被M吞噬形成吞噬體吞噬溶酶體形成，殺傷腫瘤細胞抗體細胞惡變后其表面可過表達某些受體，這些受體與其相應的配體結合后可刺激腫瘤細胞生長。針對這些受體的抗體可通過封閉腫瘤細胞表面的

11、受體阻礙其功能，從而抑制腫瘤細胞的增殖。 抗體與腫瘤細胞膜表面的抗原結合后，可干擾腫瘤細胞的粘附特性，阻止其克隆形成及與血管內皮的粘附，從而有助于控制腫瘤細胞的生長和轉移。 抗腫瘤抗體雖然能夠通過上述幾種方式發(fā)揮作用，但一般認為，體液免疫在抗腫瘤免疫中只處于從屬地位。細胞免疫在抗腫瘤免疫中發(fā)揮重要作用（1）自然殺傷細胞（NK） NK是機體重要的免疫細胞，對于抗腫瘤、抗病毒感染非常重要。 NK細胞抗腫瘤機制A.釋放毒性顆粒: NK細胞含有毒性酶，穿孔蛋白-穿孔素，穿透細胞膜并誘導細胞凋亡。NK靶細胞B.細胞因子介導的腫瘤抑制作用:活化的NK細胞釋放大量細胞因子,如IFN-,TNF-/,GM-CS

12、F,IL-12。干擾素(IFN-)抑制細胞增生，引起多種腫瘤細胞凋亡,抗腫瘤新生血管形成，抑制腫瘤轉移，是巨噬細胞主要的活化因子。C.抗體依賴的細胞介導的細胞毒作用 (ADCC)（2）巨噬細胞（M) 活化的M與腫瘤細胞結合后通過溶酶體酶等直接殺傷腫瘤細胞；活化的M還可分泌TNF、NO等細胞毒性因子而間接殺傷腫瘤細胞；抗原遞呈作用殺傷腫瘤分泌細胞因子IL-1IL-6TNF-IL-8GM-CSF酶溶菌酶酸性水解酶賴氨酸酶酯酶膠原蛋白酶彈性纖維蛋白酶前列腺素補體成分纖維蛋白結合蛋白凝血因子其它因子M還可通過ADCC殺傷腫瘤細胞巨噬細胞活化的巨噬細胞作為遞呈抗原的APC，活化T細胞；抗原T細胞受體T淋

13、巴細胞抗原遞呈細胞（M）抗原肽T淋巴細胞T細胞受體MHC-抗原肽復合物五、過繼性免疫效應細胞治療過繼性免疫效應細胞治療（Adoptive cellular immunotherapy，ACI）是轉輸體外培養(yǎng)、修飾的效應細胞，如淋巴細胞和其它免疫細胞，治療疾病。細胞治療可以被認為是利用自體或異體細胞，替換、修復或增強受損傷組織的或系統(tǒng)的生物功能的一種策略。ACI治療腫瘤：具有抗腫瘤活性的免疫細胞轉輸給腫瘤患者，清除術后和化療后的殘留腫瘤細胞； 預防復發(fā)和轉移，根治腫瘤；毒副作用低，特異性高；是聯合治療腫瘤的重要部分。 NK 細胞 巨噬細胞 DCs LAKs CIKs TLR 激動劑刺激免疫細胞I

14、I.抗原特異性 T 細胞 CTL TILACI的類型：I. 非特異性免疫細胞1. NK細胞用于過繼轉輸Science. 2011, 7; 331(6013): 4449.NK細胞被認為是抗腫瘤免疫的關鍵效應細胞 腫瘤可以發(fā)展多種機制逃逸NK細胞的攻擊或者誘導NK細胞功能缺陷 NK細胞在腫瘤患者中功能低下J Biomedicine and Biotechnology,2011免疫監(jiān)視功能缺陷免疫抑制System administration細胞因子 自體NK細胞( IL-2, IL-12, IL-15, IL-18, IL-21, type I IFNs，免疫調節(jié)藥物 )體內活化NK細胞治療腫瘤

15、的策略 抗體(anti-HER-2 MAb;anti-CD20 MAb;anti-EGFR Mab) InfusionADCCNATURE IMMUNOLOGY 2008, 9(5):486 In 1980 Table 2 Clinical trials using strategies to modulate NK cell functions (continued)Table 2 Clinical trials using strategies to modulate NK cell functions (continued)Rituximab: anti-CD20; Trastuzuma

16、b: anti-HER2; Daclizumab: anti-IL-2Ra Ex vivo自體 NK細胞單倍體相合的 NK細胞細胞因子 ( IL-2, IL-12, IL-15, IL-18, IL-21, type-1 IFNs， 免疫調節(jié)藥物 ) 通過細胞因子刺激,腫瘤患者的本身的NK細胞難于有效回復抗腫瘤功能 自身免疫細胞在體外活化NK細胞的臨床應用(1) 原代NK細胞通過免疫磁珠的方法純健康供體NK細胞, 這些NK細胞具有正常的細胞表面標志、胞內細胞因子、穿孔素和顆粒酶B。供者患者過繼轉輸原代 NK細胞原代NK細胞在體外擴增和活化13-21天, 大大提高轉移的腎細胞癌患者的臨床反應。N

17、K細胞在外周血中的比例低 (1015%)，不能持續(xù)增殖；產生高純度的、大量的自體或異基因活化NK細胞非常難，并費時、費力；每個患者或者供者的NK的差異性對臨床常規(guī)治療帶來困難。 障礙/困難YT, NK-YS, HANK-1, NK-92, NKL, KHYG-1 ，NKG(2) NK細胞系 Japan EBV-positive Western countries ChinaNK-92 cells NK-92 cell: CD56brightCD16-高效廣譜抗腫瘤作用，表達大量活化型受體；高水平表達與細胞凋亡途徑有關的分子及細胞毒效應分子；對惡性黑色素瘤、前列腺癌、乳腺癌、白血病淋巴瘤等都具有

18、高效的殺傷活性。NK-92細胞容易大量擴增，適合標準化培養(yǎng)，已經用于臨床試驗，是目前最強的、適于臨床應用的NK細胞系。大規(guī)模培養(yǎng)臨床應用NK細胞系2. 淋巴因子活化的殺傷細胞（LAK） 1980年, Rosenberg 及其同事建立了一種IL-2刺激產生大量的淋巴細胞的新方法, 這些淋巴細胞可以殺傷新鮮的、沒有培養(yǎng)的、原代轉移的腫瘤細胞。LAK 細胞是細胞毒性效應淋巴細胞，其細胞毒活性不受 MHC限制，能夠殺傷原代腫瘤細胞和NK抵抗的腫瘤細胞系, 在功能上與NK細胞不同。LAK細胞表現出較好的耐受性，以一定的間隔時間重復輸注，以保持一定數量的新鮮的LAK細胞。1984年, Rosenberg

19、及其同事被FDA批準，IL-2和 LAK 用于治療25例腫瘤患者，包括腎細胞癌、黑色素瘤、肺癌或結腸癌。LAK細胞的制備：腫瘤患者的外周血單個核細胞（PBMCs）在體外擴增，IL-2刺激，培養(yǎng)約5天。 培養(yǎng)后的LAK是異質性的，含有CD3-CD56+, CD3+CD56+ 和 CD3+CD56-細胞；其中 CD3+CD56+ T和CD3CD56+NK 細胞發(fā)揮細胞殺傷作用。臨床研究證明, LAK細胞對轉移性腫瘤如腎細胞癌和黑色素瘤有一定療效。 LAK/IL-2 的主要限制是其毒性： 全身應用IL-2 通常是造成副作用的主要原因，包括煩躁, 發(fā)熱, 寒冷,頭痛,惡心,嘔吐,皮疹,水腫，25%患者

20、可以發(fā)生副反應。男性呼吸道窘迫綜合征、肝臟毒性和脈管炎有報道。3. 細胞因子誘導的殺傷細胞（CIK） CIK是通過培養(yǎng)外周血淋巴細胞(PBL)，培養(yǎng)第一天在培養(yǎng)基中加入IFN- 1000 u/ml, 24小時后加入抗CD3抗體 50ng/ml和IL-2 300IU/ml。定期加入IL-2,培養(yǎng)基常規(guī)性換液，培養(yǎng)2128天?；颊吡馨图毎w外患者自體CIK CIK細胞中CD3+ CD4+ (37.4%)、CD3+ CD8+ (64.2%); CD3CD56+ NK 細胞含量小 (2%)，培養(yǎng)14天時，37.7% 為CD3+CD8+CD56+的 自然殺傷T (NKT)細胞，是CIK中最強的細胞毒性細

21、胞。與LAK細胞相比，CIK細胞的增殖能力和細胞毒活性更強；CIK細胞在識別和殺傷靶細胞時是非MHC限制性的。CIK的第一例臨床試驗是在 1999年，由Schmidt-Wolf等在德國進行，自體CIK細胞轉入IL-2 基因，轉述給10例腫瘤患者，包括轉移性腎癌、結腸癌和淋巴瘤。其中，1例患濾泡性淋巴瘤者完全緩解。除了 3例患者有發(fā)熱的癥狀外，沒有嚴重的副反應。一項來自中國的報道，用CIK輔助治療急性白血病, 19例接受14個療程自體CIK細胞輸注聯合化療的患者中,73.4%在隨后的4年中維持持續(xù)緩解,只作化療的患者僅為27.3%。 作為免疫治療方式, CIK治療腫瘤量較小的患者有效或者作為輔助

22、治療, 不適合用于治療腫瘤量較大的患者。CIK的機制:釋放炎癥因子, 如IFN, TNF, 穿孔素, 顆粒酶B殺傷腫瘤細胞; 通過 Fas-Fas L 途徑誘導腫瘤細胞凋亡。CIK 已經成功用于臨床治療胃癌、結腸癌、淋巴瘤、白血病等。 II.抗原特異性 T 細胞T細胞在抗腫瘤的免疫應答中細胞免疫起著主要作用，特別是CTL，它是抗腫瘤免疫的主要效應細胞，故也應是用于過繼免疫治療的最佳細胞。 T細胞活化抗原遞呈細胞腫瘤細胞腫瘤抗原腫瘤抗原表達識別與殺傷腫瘤細胞抗原的識別與遞呈淋巴結CD8+T 細胞CD8+T 細胞血液循環(huán)腫瘤血管遷移Flood發(fā)現CTL在體內聚集到腫瘤部位的能力強于LAK和NK，且

23、能特異性地殺傷腫瘤細胞。 實驗顯示，腫瘤疫苗在體內應用可增加體內的腫瘤特異性CTL的數量，但到一定水平時候，體內的CTL到達平穩(wěn)期而不再增加，這主要是由于體內存在的特異性及非特異性免疫調節(jié)網絡限制了CTL的擴增。所以，利用細胞因子或免疫刺激劑直接活化腫瘤患者體內CTL受到限制。在體外培養(yǎng)可突破此調節(jié)網絡，大量擴增免疫效應細胞。轉輸抗原特異性T細胞因為腫瘤相關抗原TAA是“自身”抗原，免疫系統(tǒng)難于識別；腫瘤患者體內難于產生對腫瘤應答的T細胞, 甚至在體外最佳條件下也難于大規(guī)模培養(yǎng)。 4. 腫瘤浸潤的淋巴細胞 (TIL)1986年, Rosenberg 及其同事應用TIL在小鼠模型中證明, 聯合自

24、體TIL和環(huán)磷酰胺可以緩解腫瘤轉移。之后很快在 1988年首次報道了利用TIL 治療轉移性黑色素瘤能夠誘導腫瘤緩解。如何制備TIL?大約需要 56 周TIL增殖:粘附的腫瘤細胞死亡或被淋巴細胞殺死而消失生長24 周鑒定TIL 殺傷腫瘤的活性直徑大于2cm的活檢腫瘤組織，剪碎，培養(yǎng)基中快速擴增: 抗CD3 抗體, IL-2 和滅活的同種異體PBMCs飼養(yǎng)細胞，2周轉輸患者挑選應答最強的細胞克隆維持 TIL的存活，誘導腫瘤消失清除淋巴細胞，減少與 TIL競爭細胞因子,如IL-7和IL-15; 清除內源性Treg. 六、TLR配體激活的免疫效應細 什么是TLR？Toll-like receptor，

25、Toll樣受體。是一類模式識別受體，能夠識別微生物的特異性成分和某些宿主分子，構成防御很多病原體的第一道防線，在天然免疫系統(tǒng)中起著決定性的作用。此外，TLR連接天然免疫與獲得性免疫。已經鑒定的人TLRs有11種細胞膜內體TLR1廣泛表達于單核細胞、T和B淋巴細胞、DC細胞、多形核白細胞、NK細胞；TLR2/4/5主要分布于除T、B、NK細胞以外的免疫細胞；TLR3主要表達于未成熟的DC等；TLR7-TLR9主要表達于單核細胞、DC細胞核巨噬細胞。TLRs與腫瘤免疫治療 腫瘤免疫逃逸的策略12345免疫抑制分子招募Treg共刺激分子缺失促凋亡分子 通過活化TLRs激活免疫系統(tǒng)，打破腫瘤介導的免疫

26、抑制狀態(tài)，發(fā)揮抗腫瘤作用。 作為腫瘤生物治療的關鍵問題是打破腫瘤導致的免疫耐受狀態(tài)！TLR配體已經通過多種途徑應用外用乳膏 靜脈注射 口服 瘤內注射 皮下注射 TLR3,4,7/8和TLR9激動劑被列入美國國立癌癥研究所（NCI）免疫治療腫瘤藥物，具有強大的抗腫瘤潛力。(1)天然ssRNA及其衍生物: 通過內吞進入細胞，然后與TLR-7相互作用。 TLR7ssRNA：單鏈RNADC產生IL-12和I型IFN活化NK細胞，產生IFN-并增強細胞毒作用殺傷腫瘤細胞，抑制腫瘤生長TLR-7 激動劑ssRNA機制:(2)合成的TLR7激動劑Imiquimod (咪喹莫特):HPV-相關的皮膚惡性腫瘤

27、(淺表性基底細胞癌 sBCC), III期臨床研究表明組織學清除率為7982%；癌變前的光線性角化病治療。外用乳膏 機制:誘導細胞因子如 IFN-和 IL-12產生; 增強腫瘤特異性CTLs的活化；活化具有殺傷活性的mDC亞群的活化。 有20項臨床試驗在進行, Imiquimod有做疫苗佐劑的臨床試驗有10項。 PolyI:C(多聚肌苷酸-胞苷酸), 合成的病毒dsRNA類似物誘導 I型 IFNs的產生分子式: (C10H13N4O8P)x.(C9H14N3O8P)x激動劑dsRNA：雙鏈RNA成熟DC, 其活化抗原特異性T細胞的能力增強, CD4+ T細胞向Th1方向分化，分泌大量IFN。Ovarian cancer patients在人類, TLR9 主要表達于B細胞和pDCsCpG ODNs（人工合成的非甲基化雙鏈寡核苷酸），分為三種類型: CpG-A,NK細胞強刺激劑，誘導pDCs產生; CpG-B,中度IFN-誘導劑,增強抗原特異性免疫應答; CpG-C,兼具CpG-A和CpG-B的免疫刺激能力。只有 CpG-B 型進入臨床激動劑已經對以下人類腫瘤進行評價:腎細胞癌、惡性膠質瘤、黑色素瘤、皮膚性 T淋巴瘤和非何杰金氏淋巴瘤。機制:pDC 和 mDC 活化,Th1類細胞因子譜,減少引流淋巴結中的Treg