肿瘤免疫.ppt

1、肿瘤免疫,概 述,目前，在世界范围内，肿瘤仍然是一种发病率高、死亡率高的疾病。 从区域来看，肺癌、大肠癌和乳腺癌常见于发达国家，发展中国家则多发胃癌、食道癌、口腔癌和子宫癌。 中国癌症年发病人数为160万人，年死亡人数是130万人，因癌症而死亡占总死亡人数的18.6%。,2005 Estimated US Cancer Cases,32%Breast 12%Lung / bronchus 11%Colon / rectum 6%Uterine corpus 4%Non-Hodgkins 4%Melanoma of skin 3% Ovary 3%Thyroid 2%Urinary bladde

2、r 2%Pancreas 21%All Other Sites,Prostate33% Lung / bronchus13% Colon / rectum10% Urinary bladder7% Melanoma of skin5% Non-Hodgkins4% Kidney3% Leukemia3% Oral Cavity3% Pancreas2% All Other Sites17%,抽烟、喝酒、饮食等生活习惯是诱发癌症的主要原因。 此外，病毒、细菌的感染与癌症的发生也有关系，如乙肝病毒与肝癌、EB病毒与鼻咽癌、乳头瘤病毒与子宫癌等。 同时人们通过现象观察及实验逐渐证实肿瘤与免疫有关。,

3、例：1机体的免疫功能下降，易发生肿瘤。 原发性免疫功能缺陷的病人（先天性无丙球蛋白血症），恶性肿瘤的发生率比正常人大100-1000倍。 长期服用免疫抑制剂（器官移植病人，继发性免疫功能缺陷）恶性肿瘤的发生率比正常人大100倍。,2恶性肿瘤的病人，体内免疫功能普遍下降，晚期尤为突出。手术切除恶性肿瘤，病情缓解后，免疫功能可有不同程度的恢复。 3临床上偶尔可发现恶性黑色素瘤、神经母细胞瘤、肾上腺癌、绒癌、肾细胞癌等肿瘤可自发消退，这说明免疫系统有一定抗肿瘤效应。,肿瘤免疫（tumor immunology）：主要研究肿瘤的免疫原性、机体对肿瘤的免疫应答、机体的免疫状态与肿瘤发生、发展的相互关系以

4、及肿瘤的免疫诊断、预防和治疗等方面的内容。,研究历史： 1940-50年代：TSTA（肿瘤特异性移植抗原）的提出 1970年代：IL-2、细胞及体液免疫抗肿瘤研究 1980年代：LAK. TIL治疗黑色素瘤等 1985年：生物治疗肿瘤的提出,第一节 肿瘤抗原,肿瘤抗原是指细胞恶变过程中出现新抗原以及过度表达的抗原物质的总称。 肿瘤抗原能诱导机体产生抗肿瘤免疫应答，是肿瘤免疫诊断和免疫防治的分子基础。,1.肿瘤特异性抗原（Tumor specific antigen TSA）：只存在于某种肿瘤细胞表面，而不存在于相应正常细胞或其它瘤细胞表面的新抗原。 结肠癌 结肠粘膜 乳腺癌 结肠癌的TSA +

5、 - - 这个结论的得出是用肿瘤移植试验来证实的,一、肿瘤抗原的分类,Tumor rejection antigens are specific to individual tumors,证实: 肿瘤特异性抗原的存在 肿瘤抗原诱导的免疫应答具有抗肿瘤作用 Burnet免疫监视学说： 机体免疫系统可监视肿瘤的发生并及时清除癌变细胞 免疫监视功能低下则可发生肿瘤,人TSA的发现与鉴定,（1）理化因素诱发的肿瘤抗原 特点：特异性高；抗原性弱。 同一理化因素，在同一宿主体内（同种异体，异种）或同一宿主的不同部位，诱发的肿瘤都具有互不相同的抗原性。,A,B,Unique Ag on chemically

6、 induced tumors-Tissue specificity,remove tumors A & B,（2）病毒诱发的肿瘤抗原：由病毒基因编码的但不同于病毒本身的抗原。故称病毒肿瘤相关抗原 特点：抗原性高；特异性低。 同一种病毒诱发的肿瘤抗原性相同（异种、同种不同个体、自体）。 DNA病毒，RNA病毒,remove tumors A & B,Shared Ag on virally induced tumors -No species and tissue specificity,2肿瘤相关抗原（Tumor associated antigen ，TAA）：非肿瘤细胞所特有，正常细胞或

7、其它瘤细胞表面也有，但在细胞癌变时含量明显增加的抗原。 胚胎肝细胞 畸胎瘤 肝癌 甲胎蛋白（AFP） + + + 胚胎抗原：胚胎期合成的正常成份，出生后可逐渐消失，细胞癌变后可再度出现，它可以存在于癌细胞的表面，也可从细胞表面脱落进入血液中，成为分泌性抗原。,1.胚胎抗原,二、人类常见的肿瘤抗原,产生机制： 合成胚胎性抗原的基因受到阻遏基因去阻遏胚胎性抗原 胚胎性抗原的特征： 胚胎早期产生的，出生后逐渐消失，正常成人含有微量 无肿瘤抗原的特异性。（AFP: 肝癌、畸胎瘤、肝炎） 对机体本身没有免疫原性，机体有免疫耐受，无相应抗体产生 它是一种可溶性抗原，能从瘤细胞上脱落下来，血清中可查。 胚胎

8、性抗原的出现早于病理学改变。,甲胎蛋白（alpha-fetoprotein,AFP）用于肝癌的早期诊断。 AFP正常胚胎肝细胞产生的一种糖蛋白，出生后逐渐消失，正常成人血清中含量极低。 胎儿血清：2.8mg/ml,出生后逐渐消失。 正常人血清：20ng/ml 常规的免疫学方法不能检出。 孕妇、畸胎瘤、急性肝炎： 200ng/ml,分娩、或肝炎好转后下降。 原发性肝癌患者：300ng/ml AFP是一个极敏感的指标，常出现于病理学改变之前。,癌胚抗原：CEA有助于结肠癌的诊断,1965年CEA发现于成人结肠癌组织中，分子量约为200kD，可溶性糖蛋白，主要存在于成人癌组织以及胎儿的胃肠管组织中，

9、故名癌胚抗原，是一种广谱肿瘤标志物。 参考值：血清CEA 5.0g/L 结肠癌、直肠癌、胰腺癌、肺癌、乳腺癌、胃癌，转移性恶性肿瘤有不同程度的阳性率；,Recurrent colorectal cancer can be detected with a radiolabeled monoclonal antibody against carcinoembryonic antigen,2. 病毒诱发的肿瘤抗原,人类肿瘤与病毒感染之间的关系尚未完全弄清，但某些病毒感染与肿瘤发生密切相关。 EBV鼻咽癌、Burkitt 淋巴瘤； HPV宫颈癌、胃癌； HBV、HCV原发性肝癌 HTLV-1（人嗜T细

10、胞病毒）人T细胞白血病。,3. 突变的原癌基因与抑癌基因编码的蛋白质,Ras原癌基因：12，61位点氨基酸最常发生突变 P53抑癌基因：突变致空间构型改变,-恶性肿瘤中最常见的突变基因，点突变,Ras原癌基因,正常的Ras基因家族 原癌基因 突变的Ras基因家族 编码Ras突变蛋白 诱导特异性细胞产生，肿瘤特异性抗原,P53抑癌基因,野生型p53基因 编码正常p53蛋白 维持细胞正常生长、抑制细胞恶性增殖 突变型p53基因 突变型P53蛋白空间构象改变 失去抑制细胞生长的功能，使细胞发生恶性增殖，成为肿瘤特异性抗原,4.人黑色素细胞瘤上表达的TATAs,MAGE-1、MAGE-3、BAGE、G

11、AGE-1、GAGE-2 肿瘤胚胎抗原 人黑色素细胞瘤和多种肿瘤细胞上表达率较高 但在正常成熟组织细胞（睾丸除外）均不表达 黑色素细胞瘤特异性免疫治疗的重要靶抗原,第二节 机体抗肿瘤的免疫机制,一细胞免疫效应 1T细胞 CD8+ CTL：一是通过抗原受体识别肿瘤细胞上的特异性抗原，并在Th细胞的辅助下活化，直接杀伤肿瘤细胞。二是活化CTL可分泌细胞因子间接杀伤肿瘤细胞。 CD4+T细胞；可产生细胞因子增强CTL的功能，并可激活巨噬细胞或其它APC，从而参与抗肿瘤作用。例如：LT杀伤瘤细胞；IFN激活NKC；MAF激活巨噬细胞，增强巨噬细胞的杀瘤能力。,Killing of tumor cell

12、s by CTL,Direct CTL attack,TUMOUR CELL,Fas (CD95),FasL,TCR,Class I + Ag,Perforin Granzyme B, T细胞 多分布在全身各处上皮组织内 不受经典MHC分子限制 杀伤对NK细胞不敏感的靶细胞 免疫监视功能的第一道防线,2NK细胞 能直接非特异性地杀伤瘤细胞，抗瘤谱广，不需要抗原预先致敏，不受MHC制约而先于CTL发挥作用，对白血病这类分散的肿瘤效果最佳，对实体瘤作用效果差，在早期，瘤细胞少时，效果好；反之，效果差，它的作用机制是： NKR+瘤细胞抗原直接地杀伤瘤细胞 NK细胞释放的自然细胞杀伤因子，溶解瘤细胞

13、FcR+接合有IgG的瘤细胞通过ADCC效应杀伤瘤细胞,3.巨噬细胞 活化的巨噬细胞与瘤细胞结合，通过释放溶酶体酶，直接杀伤肿瘤细胞。 处理和呈递肿瘤抗原，激活T细胞产生特异性的抗肿瘤免疫应答杀伤肿瘤细胞。 通过特异性的抗体介导ADCC效应，杀伤瘤细胞 活化的巨噬细胞释放TNF能直接、间接地杀伤瘤细胞。,二体液免疫效应 激活补体溶解瘤细胞 激活NK、M、中性粒细胞 通过FcR，而发挥ADCC效应， 杀伤瘤细胞 Ab+瘤细胞 通过吞噬细胞，发挥调理作用， 增加对瘤细胞的吞噬 通过改变瘤细胞的结构，而抑 制粘附，不利于瘤细胞的生长 和扩散。,Antitumor Effector Mechanism

14、s,CTL,NK cell,Macrophage,Humoral Mechanisms,Tumor cell,第三节 肿瘤的免疫逃逸机制,1肿瘤细胞的免疫原性弱及抗原调变 多数肿瘤细胞仅表达低水平的TSA或TAA，且免疫原性很弱，故肿瘤生长早期不足以刺激机体产生足够强度的免疫应答。 另外，宿主对肿瘤抗原的免疫应答可能导致肿瘤细胞表面抗原的减少或丢失，而逃避免疫攻击，这种现象称为“抗原调变”（antigen modulation）。,一.与肿瘤细胞有关的因素,Escape from immunosurveillance,Escape from immunosurveillance,2肿瘤细胞表面

15、“抗原覆盖”或被封闭 “抗原覆盖”是指肿瘤细胞表面抗原可能被某些物质覆盖。 （）肿瘤细胞可表达高水平唾液多糖或肿瘤激活的凝聚系统，他们可覆盖肿瘤抗原，从而干扰宿主淋巴细胞对瘤细胞的识别和杀伤。 （）血清中存在的封闭因子（blocking factor），如封闭性抗体和可溶性抗原，可封闭瘤细胞表面的抗原决定基或效应细胞的抗原识别受体，从而使癌细胞逃脱机体免疫系统的识别，逃避淋巴细胞的攻击。,Escape from immunosurveillance,Tumors shed their neo-antigens,Escape from immunosurveillance,Blocking an

16、tibody,3瘤细胞MHC-I类分子表达低下或缺失 某些肿瘤细胞表面MHC-I类分子表达低下或缺失使CTL不能识别肿瘤细胞表面的抗原，以致肿瘤细胞逃逸宿主的免疫攻击。 4.瘤细胞缺乏协同刺激分子 某些肿瘤可表达MHC-I类分子但由于缺乏协同刺激分子B7，故不能诱导机体产生有效的免疫应答。 肿瘤细胞表面的其他协同刺激分子如ICAM-1、LFA-3等也可表达异常，从而使肿瘤细胞逃避细胞的免疫监视。,Escape from immunosurveillance,Escape from immunosurveillance,5、肿瘤抗原的加工、递呈发生障碍 某些人类小细胞肺癌不能将MHC-I类分子从

17、细胞浆内质网转移至细胞表面，这些细胞内LMP-1、LMP-2、TAP-1、TAP-2的mRNA的表达降低，提示其抗原加工、递呈发生障碍，这可能是肿瘤逃逸免疫监视的机制之一。 6、肿瘤细胞分泌免疫抑制因子 某些肿瘤细胞可分泌TGF-、IL-10等细胞因子，从而抑制机体抗肿瘤免疫的产生。,Escape from immunosurveillance,1机体免疫系统功能障碍 先天性免疫缺陷、后天获得性免疫功能低下的个体，如HIV感染或长期应用免疫抑制剂的病人，其肿瘤的发病率较高。 2肿瘤直接或间接抑制机体免疫功能 恶性肿瘤可直接侵犯免疫器官或激活体内的抑制性免疫细胞，造成免疫功能的低下，而有助于肿瘤

18、细胞逃避宿主免疫系统的攻击。,二 宿主免疫系统有关的因素,肿瘤的免疫学诊断,一检测肿瘤抗原 检测血清中肿瘤相关抗原（如AFP）和血清及组织中突变型基因异常表达蛋白（如P53蛋白），可用于某些肿瘤的诊断。 二检测肿瘤有关的抗体 测定血清中针对致癌病毒的抗体和针对癌基因、突变型抑癌基因产物的抗体，例如，EB病毒抗体、P53蛋白抗体。,第四节 肿瘤的免疫学治疗,一主动免疫疗法,1瘤细胞疫苗 将自身或异体同种肿瘤细胞，经过物理因素(照射、高温)、化学因素(酶解)以及生物因素(病毒感染、基因转移等)的处理，改变或消除其致瘤性，保留其免疫原性，常与佐剂(卡介苗等)联合应用，对肿瘤治疗有一定疗效。,2肿瘤抗

19、原疫苗 包括TAA/TSA疫苗、MHC抗原多肽复合疫苗、HSP/肽复合体疫苗，以及人工合成的肿瘤肽疫苗（如黑色素瘤相关抗原(MAGE)，HPV 16E7抗原，以及P21k-ras、P53蛋白中特定序列多肽等）。 3病毒疫苗 预防或治疗人类许多与病毒感染密切相关的肿瘤，如乙型肝炎病毒疫苗。目前，以病毒为载体与其他肿瘤抗原或多肽组成的重组病毒疫苗(如重组痘苗病毒)正在研制和I期临床试验之中。,4独特性疫苗 抗独特型抗体作为抗原的内影像，可模拟抗原的结构并代替肿瘤抗原成为疫苗，诱发机体产生特异性抗肿瘤免疫应答。制备简便，只需以肿瘤特异性单克隆抗体作为免疫原，制备抗体并筛选具有内影像作用的抗独特型抗体

20、，不需要分离或鉴别肿瘤抗原。,5DNA疫苗 DNA疫苗是指人工克隆一段编码肿瘤特异性抗原的DNA，并通过载体等方式注入机体，使其在体内细胞中有效表达蛋白而成为肿瘤特异性抗原。这种抗原模仿了病毒蛋白等内源性抗原的递呈方式，解除了免疫耐受，诱导机体产生特异性抗肿瘤免疫应答。,6抗原递呈细胞疫苗: 抗原递呈细胞（巨噬细胞、树突状细胞和B细胞）表达高水平的MHC分子和其它粘附分子及共刺激分子，将肿瘤抗原以基因、多肽、蛋白、甚至完整细胞的形式负荷给抗原递呈细胞制成疫苗，能够产生有效的抗肿瘤免疫。,二免疫导向疗法,免疫导向疗法是将具有细胞毒作用的杀伤因子与单克隆抗体偶联制成“生物导弹”，并利用单抗能特异性结合肿瘤抗原的特性使杀伤因子“导向”集中到肿瘤病灶，杀伤肿瘤细胞。 常用杀伤因子有：放射性核素(131I)、抗肿瘤药物(氨甲蝶呤、阿霉素)、毒素(蓖麻毒素、白喉毒素、绿脓杆菌外毒素）等。,Monoclonal antibodies that recognize tumor-specific antigens might be used in a variety of ways to help eliminate tumors,