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海军总医院学报2009年3月第22卷第1期31CIK细胞的基础与临床研究进展马学斌,马骢海军总医院检验科,北京100048斑定2繇}综述銮摘要细胞因子诱导的杀伤细胞是一种新型的免疫效应细胞,是在多种细胞因子共同作用下诱导而来的一群异质性细胞群,因为它的快速增值,杀瘤活性高,杀瘤谱广且副作用小,而受到广泛的关注,近年来对其的研究得到飞速的发展,并且正在成为新一代过继免疫治疗的首选方案。关键词细胞因子诱导的杀伤细胞中图分类号R392.12文献标识码A一文章编号10093427200901003104随着肿瘤对人类生存健康的威胁日益严重,应对肿瘤的治疗模式也发生着日新月异的变化,各种肿瘤治疗的新药物、新技术、新方法层出不穷,其中细胞生物治疗已经初露锋芒,成为肿瘤生物治疗中重要的发展方向。继淋巴因子激活杀伤细胞LAK、浸润肿瘤淋巴细胞TIL及CD3单抗激活的杀伤细胞CD3AK后,细胞因子诱导的杀伤细胞CYTOKINEINDUCEDKILLER,CIK的杀瘤作用日益受到重视。CIK细胞最早是1991年由美国斯坦福大学SCHMIDTWOLF等1首次报道。他们发现在多种细胞因子7干扰素、CD3单抗、白介素一1和白介素一2作用下,外周血淋巴细胞可以被定向诱导并大量增值成为肿瘤杀伤细胞。由于该种细胞同时表达CD3和CD56两种膜蛋白分子,因此具有T淋巴细胞强大的抗瘤活性自然杀伤细胞NK的非主要组织相容性复合体MHC限制性杀瘤的优点。与其他过继性免疫治疗细胞相比,具有增殖速度陕、杀瘤活性高、杀瘤谱广、副作用小、对正常骨髓造血影响轻微等优点。因此,应用CIK细胞被认为是新一代肿瘤过继免疫治疗的首选方案。1多种细胞因子协同作用诱导CIK细胞1.1抗CD3单克隆抗体CD3MCAB抗CD3MCAB作为一种有丝分裂促进剂可促进细胞增殖。20世纪80年代初研究者们就发现抗CD3抗体或抗T细胞多体TCR抗体能模拟生理配体体外激活静止T细胞,使之大量增殖,表达IL一2R,产生内源性白细胞介素一2IL一2。抗CD3单抗具有抗肿瘤转移的作用。抗体抑制恶性肿瘤的生长可能是免疫增强的效果,肿瘤特异性T细胞数量增多,活性增强,同时内源性细胞因子的诱生放大了这种作用。抗CD3MCAB不仅在CIK细胞培养过程中起着重要作用,在提高CIK细胞对白血病及淋巴瘤的杀伤敏感性上同样具有促进作用。1.2一千扰素7一干扰素IFN一是由CD4或CD8细胞产生的同源二聚体糖蛋白,可通过多种途径直接或间接发挥抗肿瘤作用,增强NK、巨噬细胞以及细胞毒性T细胞CTL的活性。在诱导CIK细胞形成过程中加入IFNY可降低IL2用量;同时,IFN一了加入的顺序与细胞毒活性密切相关,先加入IFN一7后加入IL一2可提高细胞毒活性。这是因为先加入IFN一丫可促使外周血单核细胞PBMC上IL一2受体数量增加,从而有效地激活效应细胞。1.3白细胞介素一1白细胞介素IL一1主要由激活的单核巨噬细胞产生。IL一1的体内抗肿瘤作用机制是增强T细胞及增加肿瘤浸润淋巴细胞的数量和功能。IL一1可以介导外周血单个核细胞上表达IL一2受体,与IFN一、CD3MCAB合用时可以明显提高CIK的细胞毒效应,但IL一1对CIK细胞扩增不起作用。1.4白细胞介素一2白细胞介素一2IL一2是T淋巴细胞分泌的一种细胞因子由133个氨基酸组成的多肽,相对分子质量约为1510。。它是人体免疫应答的核心物质,具有免疫增强、抗肿瘤和抗感染等作用。临床上已用于肾癌、黑色素瘤、淋巴瘤、肺癌、胃癌、乳腺癌、卵巢癌、肠癌、膀胱癌、头颈部肿瘤、白血病及癌性胸腹水等病症的治疗。与放疗、化疗比较,IL一2对正常细胞毒副作用轻微,能减轻肿32海军总医院学报2009年3月第22卷第1期瘤患者的疼痛,提高患者生活质量。此外结核病、肝炎、艾滋病、性病、成瘾性吸毒者及其他免疫功能低下患者均可使用IL一2。CIK细胞的体外增殖需要外源性细胞因子如IL一2、IL一7、IL一12等的辅助。外源性IL一2、IL一7、IL一12可以显著促进淋巴细胞的生长,而对CIK细胞的细胞毒作用无影响_2。CIK细胞是多种细胞因子共同诱导培养的一群异质细胞群,多种细胞因子的作用是相互协同的,单一因子对效应细胞的增殖及细胞毒活性无作用或者小于多种细胞因子的联合作用。联合作用的机制是最终共同激活静止T细胞,提高细胞表达IL一2受体和产生IL一2的能力,启动自分泌途径IL一2依赖的T细胞激活反应。2CIK细胞杀伤靶细胞的机制目前的研究显示,CIK可通过3种途径发挥杀瘤、溶瘤的作用。①CIK细胞对肿瘤细胞的直接杀伤作用靶细胞表面分子与效应细胞表面的相应受体结合。SCHMIDTWOLF等3证实CIK细胞的细胞毒活性可被抗淋巴细胞功能相关抗原一1LFA一1或抗细胞间黏附分子一1ICAM一1的单克隆抗体所阻滞,提示上述细胞表面黏附分子在CIK细胞识别肿瘤过程中起关键作用。MEHTA等研究发现,当CIK细胞被激活时通过FCR使LFA一1和ICAM一1的结合状态从低亲和力转为高亲和力,同时向细胞间排出含有A一氮一甲苯碳酰基一左旋一赖氨酸硫甲苯酯BLT的胞浆毒性颗粒。这些颗粒能够直接穿透封闭的靶细胞进行胞吐,从而导致肿瘤细胞的裂解。使用主要组织相容性复合体MHCI类和Ⅱ类抗体不能阻滞CIK细胞对靶细胞的杀伤作用,说明CIK细胞的杀伤作用具有非MHC限制性。②进入体内活化的CIK细胞可分泌多种细胞因子,如IL一2、IFN一、TNFA等,不仅对肿瘤细胞有直接抑制作用,而且还可通过调节免疫系统间接杀伤瘤细胞。KORNACKER等_5在用CIK治疗慢性淋巴细胞白血病CLL的研究中发现CIK分泌的IFN一7能促使CLL细胞上ICAM一1的表达,从而能提高细胞毒效应细胞所诱导的凋亡。此外,CIK细胞还能分泌IE2、IL一6、TNFA及巨噬细胞集落刺激因子GMCSF等一些细胞因子,增强细胞毒作用。③诱导肿瘤细胞凋亡及坏死。CIK细胞能活化肿瘤细胞凋亡基因,使得FLIP、BCL一2、BCLXL、DAD1和SURVIVIN基因表达上调。此外,CIK细胞表达的FASI可诱导肿瘤细胞凋亡,但由于此细胞有抗凋亡基因的表达,因此在体内能抵抗FASL阳性肿瘤细胞对CIK的反作用。故CIK能对肿瘤细胞发挥持久的溶瘤作用。SUN等在研究CIK细胞对MGC一803胃癌细胞株诱导凋亡作用及机制中证明随着CIK细胞与胃癌细胞效靶比增加及作用时间延长,抑制率明显增强;同一作用时间不同效靶比之间差异有统计学意义P0.01,同一作用时间同一效靶比之间差异也有统计学意义P0.01。扫描电镜观察结果在效靶细胞混合培养5H后,可见效靶细胞的相互接触,靶细胞表面有孔洞形成;共培养14H后,多数靶细胞发生凋亡,细胞表面可见许多直径不一的圆形凋亡小体及孔洞;共培养24H后,可见靶细胞遭到严重破坏,细胞发生破裂,CIK实验组P53、P16、CMYC、BCL一2蛋白随作用时间延长表达均下降,BAX蛋白表达上调。3CIK细胞的试验研究目前,已经广泛开展了针对多种肿瘤细胞系和活体肿瘤组织应用CIK细胞的动物实验和临床前期试验,并有一些相关报道。WANG等在研究中发现,健康志愿者的CIK细胞扩增能力要显著高于肿瘤患者CIK细胞的增值,CIK细胞群体中CD3、CD56双阳细胞数增值能力远远高于其他细胞,是这群细胞中主要的效应细胞。动物实验表明,CIK细胞的抗肿瘤效应远高于对照组及LAK细胞组。INTRONA等_8比较了CIK细胞对NK敏感的K562细胞株的杀伤力与对白血病细胞的杀伤力是相同的。FINKE等在实验中将IL一7基因转到CIK细胞内,发现转染了IL一7的CIK细胞较未转染的CIK细胞的增值活性显著增高,并且出现了分泌细胞因子TNF,而仅仅在培养液中添加IL一7的CIK细胞则未出现这种分泌细胞因子的改变。杀伤性检测中也发现转染后的CIK细胞对多种肿瘤细胞的杀伤力显著增高。NAGARN。。将包含人IL一2基因片段的重组质粒用电穿孔法导入CIK细胞,并与树突状细胞DC共同孵育后治疗胰腺癌,体外检测发现转染后CIK细胞在增殖率和细胞杀伤活性上均高于未转染细胞。LI等_L嵋将多药耐药基因MDR一1转入CIK细胞后,CIK细胞获得了多药耐药性,并且转染后的CIK细胞仍然保持原有的肿瘤细胞杀伤活海军总医院学报2009年3月第22卷第1期33性,这样CIK细胞的免疫治疗和化疗可以同时进行,从而扩大了CIK细胞治疗的应用范围。ZHANG等口。在体外建立了耐药细胞株BEL一7402/R,来自肝癌患者的CIK对敏感株BEL7402/S及耐药株BEL一7402/R的细胞毒作用分别是33~68%平均50.7和37~64%平均52.3%,两组没有显著性差异P0.05;而对正常肝脏细胞的细胞毒作用低于10,表明CIK细胞对正常的肝脏细胞没有副作用。CHAN等。在CIK细胞的体外培养中加人生物特异性抗体,如抗CA125的抗体、抗HER2的抗体等,发现加入抗体的CIK细胞的细胞毒作用要显著高于不加抗体组,说明生物特异性抗体可以增强CIK细胞的细胞毒作用,而这一作用是通过NKG2D受体实现的。WEI等口的实验研究中发现,共同培养的DCIK细胞较单纯的CIK细胞在增殖能力、效应细胞CD3。。、CD8双阳细胞和CD3、CD56双阳细胞数量以及对白血病细胞的细胞毒作用等方面都显著增强。JOSHI等研究揭示了CIK细胞与DC细胞之间存在着很重要的免疫调节关系CIK细胞可以识别成熟的DC细胞,成熟的DC细胞可以诱导CIK细胞分泌IFN一,而未成熟的DC细胞则会被CIK细胞选择性的杀死,这种作用是不依赖于TCR的。4CIK细胞的临床应用近年来,体外扩增CIK的技术日益成熟,为CIK的临床应用打下了坚实的基础。国内外越来越多的机构、学者开始尝试应用CIK治疗癌症患者。SHI_1。应用自体CIK细胞治疗13例肝癌患者,发现患者的免疫功能、生活质量都有提高;此外,接受化疗及CIK治疗的患者,其2年生存率比单独接受化疗的患者有较大的提高。WENG等口在85名接受过微创治疗的肝细胞癌患者中观察CIK的疗效,发现微创技术治疗后再用CIK治疗能提高肝癌患者的免疫力,减少癌症的复发。刘继斌等。对53例中晚期消化系统肿瘤患者进行CIK治疗并随访3年,总缓解率为73.6,随访1、2年和3年的生存率分别为92.4、83.0和75.5,临床症状治疗前后明显改善,生存质量评分显著提高。袁香庆等『L化疗联合CIK治疗40例转移性。肾细胞癌患者,取得了满意的结果,疗效明显优于单独化疗或单独CIK治疗。李元元等L2用CLK治疗12例慢性乙肝患者,细胞回输治疗24周后,病毒载量显著下降,患者外周血中髓样树突状细胞和浆细胞样树突状细胞功能明显提高。SCHMIDTWOLF等将IL一2通过电转染CIK细胞,治疗肾细胞癌、大肠癌、淋巴瘤患者,观察到患者血浆中7干扰素、GMCSF和J3一TGF显著升高,在治疗中患者血中淋巴细胞中CD3阳性细胞明显增多,患者治疗后的外周血单个核细胞的细胞毒作用比治疗前有所增强。证实了CIK细胞转染IL一2可以增强其远期疗效,而没有显著的副作用出现。与手术、放疗、化疗相比,生物治疗的特点之一是副作用小。CIK治疗最常见的副作用是发热,多数可自行缓解,也可给予解热镇痛药退热。目前,认为生物治疗中患者中度发热是机体免疫功能正常反应的结果,该反应对治疗有益。其他少见的副作用有胸闷和恶心,尚未出现如过敏、肝肾功能衰竭等其他不良反应。5CIK细胞的发展展望THORNE等_2的最新研究显示,CIK细胞与有溶瘤作用的病毒相结合能产生强大的协同抗肿瘤作用,可一定程度上克服靶向生物治疗中存在的递呈及定向等难题,有望成为一种更为有效的肿瘤治疗方法。CIK细胞过继免疫疗法作为一种新的治疗手段、治疗方案和标准,尚待进一步规范和统一,作用机制、毒副作用、应用时机、给药途径和方法等问题有待进一步探讨。但毫无疑问,细胞过继免疫治疗与手术、化疗、放疗有机结合,合理安排将对肿瘤治疗带来新的曙光。参考文献一帆_C~一一一~一~~.一~一一一一~蛾一一~~一~一一一一~~一一~~~一一一~.~一一~一Ⅲ~薹_暮~~~~一~一~一~一一一34海军总医院学报2009年3月第22卷第1期4ESL67891O11MEHTABA,SCHMIDTWOLFIG,WEISSMANIL,P£NZ.TWOPATHWAYSOFEXOCYTOSISOFCYTOPLASMICGRANULECONTENTSANDTARGETCELLKILLINGBYCYTOKINEINDUCEDCD3CD56KILLERCELLSJ.BLOOD,1995,86934933499.KORNACKERM,MOLDENHAUERG,HERBSTM,ETA1.CYTOKINEINDUCEDKILLERCELLSAGAINSTAUTOLOGOUSCLLDIRECTCYTOTOXICEFFECTSANDINDUCTIONOFIMMUNEACCESSORYMOLECULESBYINTERFERONGAMMAJ.INTJCANCER,2006,119613771382.SUNS,LIXM,LIXD,ETA1.STUDIESONINDUCINGAPOPTOMSEFFECTSANDMECHANISMOFCIKCELLSFORMGC803GASTRICCANCERCELLLINESJ.CANCERBIOTHERRADIOPHARM,2005,2O217318O.WANGFS,LIUMX,ZHANGB,ETA1.ANTITUMORACTIVITIESOFHUMANAUTOLOGOUSEYTOKINEINDUCEDKILLERCIKCELLSAGAINSTHEPATOCELLULARCARCINOMACEILSINVITROANDINVIVOEJ.WOR1DJGASTROENTEROL,2002,83464468.INTRONAM,BORLERIG,CONTIE,ETA1.REPEATEDINFUSIONSOFDONORDERIVEDCYTOKINEINDUCEDKILLERCELLSINPATIENTSRELAPSINGAFTERALLOGENEICSTEMCELLTRANSPLANTATIONAPHASEISTUDYJ.HAEMATOLOGICA,2007,927952959.FINKES,TROJANECKB,LEFTEROVAP,ETALINCREASEOFPROLIFERATIONRATEANDENHANCEMENTOFANTITUMORCYTOTOXICITYOFEXPANDEDHUMANCD3CD56IMMUNOLOGICEFFECTORCELLSBYRECEPTORMEDIATEDTRANSFECTIONWITHTHEINTERLEUKIN7GENEJ.GENETHER,1998,513139.NAGARAJS,ZISKEC,SCHMIDTWOLFIG,ETA1.HUMANCYTOKINEINDUCEDKILLERCELLSHAVEENHANCEDINVITROCYTOLYTICACTIVITYVIANONVIRALINTERLEUKIN2GENETRANSFERJ.GENETVACCINESTHER,2004,2112.IIHF,YANGYH,SHIYJ,ETA1.CYTOKINEINDUCEDKILLERCELLSSHOWINGMULTIDRUGRESISTANCEANDREMAININGCYTOTOXICACTIVITYTOTUMORCELLSAFTERTRANSFECTEDWITHMDRLCDNAEJ.CHINMEDJENG1,2004,117913481352.12ZHANGYS,YUANFJ,JIAGF,ETA1.CIKCELLSFROMPATIENTSWITHHCCPOSSESSSTRONGCYTOTOXICITYTOMULTIDRUGRESISTANTCELLLINEBEL一7402/RJ.WORLDJGASTROENTEROL,2005,112233393345.13141516171819E2O21CHANJK,HAMILTONCA,CHEUNGMK,ETA1.ENHANCEDKILLINGOFPRIMARYOVARIANCANCERBYRETARGETINGAUTOLOGOUSCYTOKINEINDUCEDKILLERCELLSWITHBISPECIFICANTIBODIESAPRECLINICALSTUDYJ.CLINCANCERRES,2006,12618591867.WEIXC,ZHAIXH,HANXR,ETA1.BIOLOGICALACTIVITYOFDCCIKCELLSANDITSEFFECTAGAINSTLEUKEMIACELLSINVITROJ.ZHONGGUOSHIYANXUEYEXUEZAZHI,2008,16511501153.JOSHIPS,LIUJQ,WANGY,ETA1.CYTOKINEINDUCEDKILLERTCELLSKILLIMMATUREDENDRITICCELLSBYTCRINDEPENDENTANDPERFORINDEPENDENTMECHANISMSJ.JLEUKOCBIOL,2006,80613451353.SHIM,ZHANGB,TANGZR,ETA1.AUTOLOGOUSCYTOKINEINDUCEDKILLERCELLTHERAPYINCLINICALTRIALPHASEIISSAFEINPATIENTSWITHPRIMARYHEPATOCELLULARCARCINOMAJ.WORLDJGASTROENTEROL,2004,10811461151.WENGDS,ZHOUJ,ZHOUQM,ETA1.MINIMALLYINVASIVETREATMENTCOMBINEDWITHCYTOKINEINDUCEDKILLERCELLSTHERAPYLOWERTHESHORTTERMRECURRENCERATESOFHEPATOCELLULARCARCINOMASJ.JIMMUNOTHER,2008,3116371.刘继斌,施玲燕,刘晓玲,等.CIK细胞治疗中晚期消化系统肿瘤的临床研究J.肿瘤基础与临床,2008,213252254.袁香庆,崔传亮,斯璐,等.化疗联合CIK细胞回输治疗转移性肾细胞癌Ⅱ期临床研究J.肿瘤学杂志,2008,145362365.李元元,施明,张冰,等.细胞因子诱导的自体杀伤细胞回输治疗慢性乙型肝炎患者树突状细胞功能的研究_.I.传染病信息,2008,212112114.SCHMIDTW0LFIG,FINKES,TROJANECKB,ETA1.PHASEICLINICALSTUDYAPPLYINGAUTOLOGOUSIMMUNOLOGICALEFFECTORCELLSTRANSFEETEDWITHTHEINTERLEUKIN一2GENEINPATIENTSWITHMETASTATICRENALCANCER,COLORECTALCANCERANDLYMPHOMAJ.BRJCANCER,1999,8161009一O16.22THORNESH,NEGRINRS,CONTAGCH,ETA1.SYNERGISTICANTITUMOREFFECTSOFIMMUNECELLVIRALBIOTHERAPYJ.SCIENCE,2006,311576817801784.收稿日期20081121
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