医学免疫学课件：肿瘤免疫终

1、基础医学院免疫系 台桂香 教授,肿瘤免疫学Tumor Immunology,研究内容,肿瘤与宿主免疫系统的关系。 寻找、鉴定及分析肿瘤抗原是肿瘤免疫学研究的核心。,一、肿瘤抗原 二、抗肿瘤免疫 三、肿瘤免疫逃逸 四、肿瘤免疫治疗,一 肿瘤抗原,肿瘤相关性抗原（TAA, tumor-associated antigen ） 肿瘤特异性抗原（TSA or TSTA, tumor specific antigen, tumor-specific transplantation antigen）,Fetal antigen (胚胎抗原) Tissue-specific differntiation T

2、AA（组织特异性分化 TAA） overexpressed protein TAA (高表达的肿瘤相关抗原）,肿瘤相关抗原的种类,胚胎抗原,癌胚抗原（CEA)：结肠癌 甲胎蛋白（AFP）：肝癌,组织特异性分化TAA,PSA (前列腺特异性抗原) ：前列癌 MelanA/MART-1 (黑色素细胞分化抗原） gp100 （黑色素瘤相关基因） Tyrosinase（酪氨酸酶）：黑色素瘤 Protease 3 （蛋白酶3）：慢性髓性白血病 GD2GD3(神经结苷脂）：,高表达的肿瘤相关抗原,HER-2/neu(表皮生长因子受体，ErbB-2）：高表达于乳腺癌、宫颈癌等腺癌。已进入临床研究。 MUC1

3、 : 粘蛋白家族 CA125：高表达于卵巢癌。,研究肿瘤相关性抗原的意义,肿瘤诊断的辅助指标 导向治疗的靶点 肿瘤疫苗的研制,肿瘤特异性抗原的种类,恶性黑色素瘤基因（MAGE）编码的MZ2-E抗原 病毒编码的基因：HPV17 编码的E6/E7, EB编码的EBNA-1 p53 突变乳腺癌 ras 基因突变胰腺癌 融合蛋白bcr-abl 慢性髓性白血病,肿瘤特异性抗原的意义,肿瘤诊断和治疗的有效靶点。 但由于不同个体、不同组织上所发生的肿瘤彼此抗原性不同，互相没有交叉反应给肿瘤的免疫学诊断和治疗带来极大的困难。,二、 抗肿瘤免疫,机体免疫系统所有组分，特异的和非特异的, 体液和细胞免疫均影响肿瘤

4、的发生发展，清除肿瘤主要依靠CTL。,Immune Response (IR),髓样前 体细胞,未成熟DC,血流,外周非淋巴组织,病原体或摄 取抗原后,外周淋巴组织,成熟DC,细胞介导的抗肿瘤免疫,细胞毒T淋巴细胞(CTL) T细胞 NKT细胞 NK细胞 巨噬细胞：M1，M2 LAK细胞 TIL细胞,体液介导的抗肿瘤免疫,淋巴细胞依赖性抗体(IgG) 补体依赖细胞毒抗体(IgM) 嗜细胞性抗体(IgG1,IgG2) 封闭抗体,三 肿瘤免疫逃逸,抗原调变 肿瘤细胞表面分子的改变 抗原加工途径改变 Fas 反击,抗原调变,由于对肿瘤抗原的免疫应答导致肿瘤对表面抗原的减少、减弱或丢失，使免疫系统不能

5、识别。,肿瘤细胞表面分子的改变,MHCI B7 ICAM-1，LFA3。 LFA1-ICAM-1，CD2-LFA3。,抗原加工途径的改变,LMP 巨大多功能蛋白酶体 TAP 转运蛋白,肿瘤细胞抗原加工途径的改变,Fas 的反击,某些肿瘤细胞表达大量的FasL,通过Fas/FasL 系统诱导淋巴细胞凋亡。,逃脱免疫监视,缺乏新抗原,逃脱免疫监视,缺乏协同刺激分子,逃脱免疫监视,缺乏MHC I分子,近年的热点话题,肿瘤微环境：免疫抑制性细胞,肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associated macrophages, TAM) 调节性T细胞 (regulatory T cells,Treg) 髓系

6、来源的抑制性细胞 (myeloid-derived suppressor cells, MDSC),TAM: 属于M2型，促进血管生成，侵袭和转移，监测预后。 巨噬细胞： M1: IFN-诱导，分泌IL-1, IL-6, IL-12 or IL-23,TNF-.促炎、抗菌，抗肿瘤。 M2: IL-4, IL-10, IL-13 诱导,分泌 IL-10，ARG1，组织修复，抑制炎症、 促进肿瘤生长。,Treg：CD4+ CD25+ Foxp3+ 分泌免疫抑制因子IL-10, TGF-。TGF-抑制 抗肿瘤T细胞，促进Th17分化,MDSC：GR1+CD11b+,表达多种促血管形成因子，表达高水平

7、 ARG1、iNOS、ROS、IL-10，抑制T细胞、NK、巨噬细胞的抗肿瘤作用。,TGF- 抑制 Th 细胞活性。 IL-10 PGE2 前列腺素 CTLA-4 IDO: indolamine-2,3-dioxygenase 抑制 T 细胞活化。其抑制剂可恢复免疫功能排除肿瘤 Soluble Fas Ligand,肿瘤微环境：免疫抑制性因子,TGF-,来自于肿瘤细胞和Treg，具有多种抑制免疫作用。,IL-10,主要来源于Th2，也可通过Treg, M和肿瘤细胞。 促进Treg产生 抑制效应T细胞的活性 促进M2型巨噬细胞极化,PGE2,来自于肿瘤细胞、肿瘤周围巨噬细胞（TAM）。 1、抑制

8、效应T细胞和NK细胞活性。 2、上调MDSC ARG1的活性,CTLA-4,活化的T细胞表达CTLA-4，与肿瘤细胞上B7-1结合，导致T细胞活性抑制。Treg 高表达CTLA-4，诱导DC耐受。,IDO,indolamine-2,3-dioxygenase，吲哚胺2,3双加氧酶，有肿瘤细胞或者未成熟DC分泌。 1、分解T细胞代谢必须氨基酸色氨酸 从而抑制 T 细胞活化 2、增强Treg的作用,四 肿瘤免疫治疗,肿瘤疫苗：主动免疫疗法 抗体疗法：被动免疫疗法 过继细胞免疫疗法：被动免疫疗法 细胞因子疗法 基因疗法,肿瘤疫苗,肿瘤细胞型疫苗 树突状细胞（DC）疫苗 蛋白或多肽疫苗 DNA疫苗 独

9、特型疫苗,是一种主动免疫治疗方法，主要用于 抗病毒性疾病及抗肿瘤治疗,肿瘤细胞型疫苗,病毒感染的肿瘤细胞裂解物 疫苗VOV：感染病毒的自体或异体 肿瘤细胞溶解后制成的疫苗 治疗恶性黑色素瘤，延长存活期。 这是最早的肿瘤细胞疫苗。,树突状细胞(DC)疫苗,分离：骨髓，外周血 体外培养扩增、成熟诱导：GM-CSF、IL-4、抗原负载 (全肿瘤细胞抗原、肿瘤抗原，独特型抗原） 成熟度的鉴定,DC的制备,30-50 ml 外周血 最终得到108 DC。 注射途径： 皮内、皮下、静脉注射。,蛋白/多肽疫苗,种类：纯化的天然TAA 人工合成 基因重组,DNA 疫苗,将编码某种抗原的核酸表达载体直接转染到体

10、内，激发机体对外源蛋白的免疫应答,DNA疫苗的制备过程,省略了复杂的体外表达，蛋白纯化 等下游 处理过程，操作简便，造价 低廉。 保证了抗原物质的天然性和完整性。 能够诱导体液和细胞免疫应答。,DNA疫苗的优点,独特型疫苗,利用抗肿瘤的单抗免疫动物, 可制备出模拟肿瘤抗原的独特型,优点: 不包含实际抗原或抗原片断,生产方便. 避免癌基因污染. 使糖抗原变成蛋白抗原. 打破免疫耐受,独特型 (idiotype, Id)Ab1 抗独特型(anti-idiotype,AId) Ab2: Ab2和Ab2(抗原内影像) 独特型和抗独特型网络: 抗原刺激机体产生Ab1, Ab1在结合抗原的同时又以其独特型

11、诱导Ab2(抗独特型)的产生, Ab2可抑制Ab1的产生, 但又刺激了Ab3的产生, 同时Ab2部分则诱导产生Ab1 . 这样就形成了一个独特型-抗独特型相互刺激又相互制约的调节网络,使抗体产生处于适度水平.,在国际上，近50个品种处于III期临床试验阶段，在国内，只有4个I-II期临床试验产品，1个处于III期临床试验。,国际研究现状,国内研究现状,独特型网络,抗体疗法,基因工程抗体 免疫导向治疗,人鼠嵌和抗体,人源化抗体,将人的Ig CDR区换成鼠的，免疫原性可基本消除。,单链抗体(Single chain fragment variable, ScFV),是由VH 和VL通过连接肽连接而

12、成的小分子抗体。 特点：分子量小，穿透力强，免疫原性低，体内循环半衰期短，亲和力低。 应用：构建免疫毒素、双链抗体及双功能抗体的基本元件，用于抗肿瘤。,抗体免疫导向治疗,利用抗肿瘤特异性抗体为载体将细胞毒物质带到病灶处，减低细胞毒性剂的全身性副作用，特异地杀伤肿瘤细胞。,抗体运载物质的种类,同位素 131I，125I, 90Y 化疗药物质 毒素 酶 生物反应剂,FDA 批准的抗体,用于治疗恶性肿瘤的基因工程抗体: Rituximab（Rituxan，利妥昔）美如华：针 对 CD20 抗原的嵌和抗体，治疗非荷杰金 B 淋巴瘤。 Trastuzumab，曲妥珠（Herceptin）：针对 人表皮生

13、长因子受体人源化的 IgG1抗 体，治疗 HER2（+）乳腺癌。,Ipilimumab：抗CTLA4的抗体，用于治疗黑色毒瘤。 Anti-PD-1:,Immune checkpoint,抑制性受体：CTLA4，PD-1,T Cell,Tumor,T Cell,APC,Anti-CTLA-4 mAb,Anti-PD-1 mAb Anti-PD-L1 mAb,US Food and Drug Administration (FDA) 2011, March Ipilimumab (Yervoy, Bristol-Myers Squibb) -To treat patients with late-

14、stage (metastatic) melanoma,Therapies targeting to immunosuppressive mechanisms,过继细胞免疫疗法,输注自体或异体特异性或非特 异性的肿瘤杀伤细胞而达到治 疗肿瘤的目的,过继免疫治疗所用的细胞,肿瘤特异性CTL 肿瘤浸润淋巴细胞TIL 淋巴因子激活的杀伤细胞 LAK CART疗法,CTL,取自患者自身外周血淋巴细胞,肿瘤抗原，IL-2,体外扩增,特点：特异性高，杀伤性强 有效剂量10 10-11个CTL 从患者外周血中诱导出如此数量CTL相当困难 因此使用受到极大的限制。,TIL,来源：从患者肿瘤周围分离 适应症：手

15、术后的患者 特点：活性优于LAK细胞应用范围小于LAK细胞。,LAK,来源：外周血，腹腔，引流胸导管引流 体外激活-培养扩增-体内回输,以嵌合抗原受体( chimeric antigen receptor， CAR) 修饰T 细胞为基础的肿瘤过继细胞免疫治疗近年来取得了很大的进步，它赋予T 细胞靶向杀伤活性，并可克服肿瘤局部免疫抑制微环境和打破宿主免疫耐受状态。 CAR 以单链抗体-共刺激分子-免疫受体酪氨酸活化基序的嵌合模式修饰T 细胞显示出良好的抗肿瘤作用，/期临床试验在白血病、淋巴瘤等恶性肿瘤中取得了令人鼓舞的治疗效果。,嵌合抗原受体修饰T 细胞 ( chimeric antigen r

16、eceptor， CAR),Current Gene Therapy, 2013, Vol. 13, No. 1,CAR 的结构,第一代CAR 只能引起短暂的T 细胞增殖和较低的细胞因子分泌，不能提供长时间的T 细胞扩增信号和持续的体内抗肿瘤效应。依照T 细胞活化的双信号模型，第二和三代CAR 引入了共刺激分子提高了T 细胞的细胞毒活性、增殖性与存活时间，促进细胞因子的释放。,Current Gene Therapy, 2013, Vol. 13, No. 1,CAR 的结构发展,Kochenderfer, J. N. & Rosenberg, S. A. Nat. Rev. Clin. On

17、col. 10, 267276 (2013),CAR 修饰T 细胞的作用机制,Chimeric Antigen receptor 技术： 即基因工程修饰T细胞技术，是将可特异性识别肿瘤抗原的基因工程载体导入人体免疫细胞 （如杀伤性CD8+T细胞） 中，使该群T细胞编码出 肿瘤特异性抗原识别受体， 并因此靶向识别杀伤肿瘤细胞的技术。 b. 作用机制演示：,M. L. Davila et al. Int J Hematol (2014)99:361371,CAR-T 细胞识别肿瘤的作用机制,建立在CAR技术上的生物治疗过程,Barrett and Carl H. June. Rev. Med. 2

18、014. 65:33347,目前FDA批准的对CAR-T细胞进行体内外扩增、激活治疗淋巴瘤的临床试验 有29项，其中26项均为anti-CD19-CAR T细胞。,CAR-T细胞治疗B细胞恶性肿瘤的临床试验,大部分B细胞恶性肿瘤一致地表达CD19 更重要的是CD19在正常组织中的表达仅限于成熟B细胞、前体B细胞及大部分的浆细胞表面。 CD19仅表达于B细胞表面，而在骨髓干细胞表面并不表达 针对CD19的单抗可以抑制肿瘤的增值,选择CD19作为治疗靶点的原因,Nat. Rev. Clin. Oncol. 10, 267276 (2013),CAR-T细胞在B细胞恶性肿瘤中的应用,细胞因子疗法,干扰素类 白细胞介素 集落刺激因子 肿瘤坏死因子,干扰素,分类：IFN,IFN,IFN 抗肿瘤作用:抑制肿瘤细胞增殖,增强NK,M,CTL 活性 治疗: IFN治疗毛细胞白血病，慢性髓性白血病，多发性骨髓瘤，非何杰金氏淋巴瘤，恶性黑色素瘤及肾细胞癌。 是应用最早最多并且疗效最为肯定的细胞因子。,2. 白细胞介素 （IL）,概念 种类 IL-