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编号:10246505
肺癌患者的免疫状态及肺癌的免疫治疗
http://www.100md.com 《中国肺癌杂志》 2000年第2期
     作者:朱晓松 邵黎

    单位:朱晓松(100016 北京酒仙桥医院胸外科);邵黎(北京医科大学生理系)

    关键词:

    中国肺癌杂志000229 肺癌是世界上恶性程度最高的肿瘤之一,目前尚缺乏有效的早期诊断方法。患者就诊时多为中晚期,此时机体的免疫功能常处于抑制状态。这一现象早在70年代就引起国外学者的注意,由此开始研究肺癌患者免疫功能状态与预后的关系,探讨免疫功能紊乱的机制,寻找肺癌的免疫治疗途径。我国学者近年也对肺癌患者的免疫功能状态以及产生的机制进行了一些相关研究。本文将对肺癌患者的免疫功能状态、免疫功能紊乱的机制和有关的免疫治疗手段进行综述。

    1 肺癌患者的免疫功能状态

    最早观察肺癌患者免疫功能状态的报告是1968年由Krant等[1]发表的,他们以73位肺癌患者为研究对象,将肺癌患者与其他肺部疾病患者相比,发现肺癌患者对硝基氯苯(DNCB)的迟发变态反应减弱,而且循环血中淋巴细胞数比正常计数减少50%。进一步分析患者血液中淋巴细胞数目与生存时间的关系,发现肺癌患者循环血中淋巴细胞数目减少与患者的生存时间缩短密切相关。这一研究显示,肺癌患者处于免疫功能抑制状态,这种状态直接影响到患者的生存时间。近三十年来的研究发现,肺癌患者的免疫功能紊乱主要表现为T细胞功能改变、NK细胞杀伤作用减弱、巨噬细胞功能障碍等。
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    1.1 T淋巴细胞功能的改变 研究者们发现肺癌患者循环血中总的T淋巴细胞数目下降,T辅助细胞和T抑制细胞的比值降低,T细胞对抗原刺激的反应能力减弱。Wesselius等[2]报告,在肺癌患者的循环血中T淋巴细胞占白细胞总数的比例减少,其中尤以T辅助细胞减少为甚。经过分析发现T淋巴细胞数目及T辅助细胞与T抑制细胞比例的下降与肺癌的进展有关。因此,他们认为肺癌患者循环血中T淋巴细胞及其亚型比例的改变能够为其预后提供依据。Studnicka等[3]也发表了相似的研究结果,他们对40位小细胞肺癌患者追踪研究23个月,发现患者外周血中T辅助细胞与T抑制细胞的比例下降,这种下降与患者的存活期缩短有显著的相关性。这些结果为Wesselius等的推论提供了依据。国内一些学者也有类似的报道。由此看出,肺癌患者T细胞亚型的变化是T细胞功能改变的主要原因之一。

    1.2 NK细胞功能的改变 NK细胞在机体非特异性抗肿瘤作用中占有重要地位,它的非特异性杀伤能力降低往往是肿瘤发展的重要原因,也是多种恶性肿瘤发生远处转移的主要原因。Yano等[4]进行了这样的研究,先用抗白细胞介素-2(IL-2)受体β链的抗体注射小鼠,去除小鼠体内的NK细胞,再给该小鼠接种人肺H69/VP-m及RERF-LC-AI癌细胞,结果小鼠体内的癌细胞向远处淋巴结、肝脏及肾脏的转移明显增多。这一结果为NK细胞在控制肿瘤细胞扩散中的作用提供了直接证据。许多报道也表明,肺癌以及其它多种恶性肿瘤患者的外周血中NK细胞杀伤能力减弱。
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    1.3 巨噬细胞活性的变化 巨噬细胞不仅在体内直接参与特异性与非特异性免疫反应,而且是将两种免疫反应联系起来的桥梁细胞。它可以吞噬肿瘤细胞并处理肿瘤细胞的表面抗原,协助淋巴细胞发动抗肿瘤免疫反应。但是近年来的研究表明,在肺癌发病中,巨噬细胞尤其是肺部的巨噬细胞却起着免疫抑制作用,是肺部肿瘤形成的原因之一。Nowick等[5]使用缺乏巨噬细胞的小鼠做移植瘤动物实验,观察一种LLC肺癌细胞在这种小鼠体内存活的情况,结果发现,这种肺癌细胞在小鼠体内无法存活。该实验提示,巨噬细胞与肺癌细胞的种植和生长过程有重要关系。关于巨噬细胞在肺癌免疫中的作用,目前的研究认为是双向作用,一方面巨噬细胞可以产生干扰素(IFN)及一氧化氮(NO)等活性物质清除肿瘤细胞,另一方面巨噬细胞产生的前列腺素(PEG)、NO等活性物质又具有抑制宿主免疫细胞活性的作用。巨噬细胞尤其是肺部巨噬细胞在肺癌发生发展中的作用是当前的研究热点,对它的研究将会使我们更清楚地了解免疫细胞在肿瘤发生发展中的复杂机制。

    肺癌患者尤其是中晚期患者,全身的免疫功能抑制不仅表现为以上T细胞、NK细胞、巨噬细胞功能的改变,还有血清中的免疫球蛋白含量异常。其中IgG1含量选择性减少,使血清中的IgG2含量占总IgG的比例升高,这种变化能特异性地反映癌细胞的存在。此外,肺癌患者全血细胞在体外培养时,血细胞分泌IL-2的能力降低,这种降低也与患者的预后密切相关
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    2 肺癌患者免疫功能抑制的可能机制

    目前认为肺癌患者的免疫功能抑制可能有以下几种机制:肿瘤细胞产生了作用于免疫细胞的抑制性细胞因子;一些可溶性细胞因子的受体如可溶性IL-2受体在体内增多,减弱了细胞因子的作用;血清中出现了一些具有抑制免疫细胞活性的因子。近年来神经免疫调节研究进展表明,精神应激和体内神经内分泌激素含量的异常变化也会影响到机体的免疫功能,因此肺癌患者的精神因素变化和癌细胞异常分泌的激素都有可能影响其免疫功能。

    2.1 肺癌细胞产生抑制性细胞因子 肿瘤细胞为了逃避免疫细胞的攻击,会产生并释放一些抑制性物质来抑制免疫细胞的活动。不仅在体外培养的人非小细胞肺癌细胞上清液中可以检测到对免疫反应起负向调节作用的细胞因子的表达,如IL-4、IL-5、IL-10及IL-13等,而且在取自人的新鲜肺癌结节标本中也有它们的异常表达。这类细胞因子在无癌细胞的正常肺组织中表达较低甚至无表达[6]。在正常机体,这是一类由免疫系统中起抑制性作用的细胞产生的细胞因子,它们的主要作用是通过抑制T辅助细胞的活性来负向调节免疫反应。肿瘤细胞为何能够表达这类因子,目前尚不清楚。
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    2.2 可溶性细胞因子受体增多 有关这部分的报道主要集中在可溶性IL-2R增多的方面。IL-2是促进T淋巴细胞成熟和分化的主要细胞因子,SIL-2R增多,使得T淋巴细胞不能成熟和分化,阻碍了T淋巴细胞的抗肿瘤作用。许多研究都表明,肺癌患者血清中的免疫抑制作用主要是由SIL-2R增多引起的,而且血清中SIL-2R的含量变化可以判断手术的疗效以及患者的预后。许林等[7]曾报道,他们对30例非小细胞肺癌患者术前10天、术后10天和术后30天的血清进行检测,发现与正常人相比,肺癌患者手术前血清中SIL-2R增多;在手术后未复发组,SIL-2R含量表现为暂时性增多然后逐渐下降至正常,说明患者因手术打击,术后免疫功能暂时受抑制,但能够逐渐恢复;而在复发组,患者术后SIL-2R表达持续居高不下,提示患者术后免疫功能持续抑制,这有可能是导致肿瘤复发的重要原因。

    2.3 血清中存在的一类免疫抑制因子 现已在肺癌患者的血清中发现一类暂时不明其特性的免疫抑制因子,它可引起肺癌患者循环血中T淋巴细胞对分裂原刺激的反应性下降,并且导致肺癌患者的血清在体外抑制正常人和大鼠的T淋巴细胞由分裂原诱导的转化。如果在肺癌患者的淋巴细胞培养液中加进正常人的血清,则发现肺癌患者的淋巴细胞对抗原刺激的反应恢复正常[8]。以上实验显示,在肺癌患者血清中存在某种物质能够抑制T淋巴细胞的活性,但其性质和来源尚不清楚。在我们最近的工作中,发现肺癌患者的血清能够抑制正常小鼠的T淋巴细胞转化,经过分析发现,该物质的分子量大于150?ku,比SIL-2R的分子量大得多[9]。通过单抗中和试验,我们发现该抑制因子与来源于淋巴组织并在精神应激条件下产生的一类蛋白质具有相同的功能基团[10]。它的含量随着肿瘤的发展和远处转移而增多。肺癌患者血清中这种抑制物质的产生是否也与患者的精神因素有关尚不得而知,与应激状态下产生的抑制蛋白的关系如何仍需进一步证实。但近年来的许多研究充分说明,肿瘤患者尤其是晚期恶性肿瘤患者普遍存在着精神疾患,如抑郁和忧虑等。这些精神应激导致的神经内分泌功能紊乱,势必使免疫功能受到进一步的损害。因此,有人试用松果体激素、阿片肽等来辅助治疗晚期肿瘤[11]
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    新近有人发现某些肿瘤组织能启动免疫细胞自身的凋亡机制,从而抑制机体的抗肿瘤免疫反应。通常机体细胞表面有一种被称之为Apo-1(Fas)的分子,它能启动细胞凋亡过程,起着传递细胞凋亡信息的作用,当另一个被称之为Fas配子(FasL)的分子与它结合时,Fas就可在细胞内触发一系列变化,导致细胞凋亡。目前已经发现一些肿瘤细胞可以表达FasL,通过免疫细胞表面的Fas启动免疫细胞凋亡,从而保护肿瘤组织不受攻击[12]。肺癌细胞是否也能表达FasL以促进免疫细胞凋亡,目前尚未见报道。

    3 肺癌的免疫治疗

    肺癌的治疗目前以手术为主结合放疗、化疗、中药及其它治疗。但放疗、化疗都会伤害机体的免疫功能且疗效尚有争议。自80年代出现了肿瘤生物反应调节疗法(BRMT)以来,肺癌的免疫治疗逐渐受到人们的重视。其在基础研究和临床应用方面都有很大的发展。但肺癌免疫治疗的地位,迄今为止仍作为肺癌的辅助治疗手段用于肺癌术后或不能手术的患者。有关肺癌的免疫治疗方法,有以下两类。
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    3.1 肺癌的非特异性免疫治疗

    3.1.1 免疫细胞因子疗法 细胞因子是由免疫活性细胞产生的具有生物活性的糖蛋白和肽类物质,主要有IL、IFN、肿瘤坏死因子(TNF)和集落刺激因子(CSF)等。它们对肿瘤细胞有不同程度的抑制和杀伤作用,并可改变肿瘤细胞的表面抗原结构,提高肿瘤细胞的免疫原性,还能刺激免疫活性细胞的增殖、成熟并增强其活性作用。由于肺癌患者体内多种免疫细胞数量减少,活性降低,细胞因子含量减少,通过外源性补充免疫细胞因子有助于改善肺癌患者的免疫功能。一般认为,两个或多个细胞因子合用可取得优于单个细胞因子应用的效果,而将细胞因子和化疗药物合用可显著增强肿瘤对化疗药物的敏感性。Salvati等[13]发现,单纯化疗使患者T细胞和NK细胞数目急剧下降,在辅助了α-IFN和胸腺素后,则不出现T细胞和NK细胞数目下降。在细胞因子使用的给药途径方面,Scudeletti等[14]主张不单纯从全身给药,而配合肿瘤体内或手术野双途径给药,能取得更好的疗效。
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    3.1.2 细胞因子激活的免疫活性细胞的过继免疫治疗 细胞因子激活的免疫细胞是将免疫细胞在体外用细胞因子处理,使其免疫活性增强,再输入体内,更好地发挥抗肿瘤作用。目前用于临床的主要有淋巴因子活化的杀伤细胞(LAK),肿瘤浸润的淋巴细胞(TIL),激活的杀伤单核细胞(AKM)等。使用细胞因子活化的免疫细胞可使肺内病灶缩小,症状改善。Kimoto等[15]报道,用健康人而非患者自身的异体淋巴细胞在体外由美洲商陆(PMW)激活后,输给患者,可收到较好的效果。更令人乐观的是,使用激活的异种免疫细胞未使患者出现过敏反应。这一结果给大量使用细胞因子激活的免疫细胞用于临床治疗带来希望。目前对TIL研究较多,认为它具有取材容易、所需IL-2量小、抗肿瘤作用强而持久、能在肺内浓聚等优点,具有良好的应用前景。

    3.1.3 调节免疫反应的药物 胸腺肽、核糖核酸、左旋咪唑、螺旋藻及一些中草药如灵芝、黄芪、党参等均被认为有免疫增强作用,用于肺癌的辅助治疗。有报告褪黑素有较强的免疫增强作用,能提高T辅助淋巴细胞(Th-2)的活性,使IL-4释放增多,刺激造血系统,改善化疗后的骨髓抑制[16]
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    3.1.4 非特异性主动免疫治疗 短小棒状杆菌菌苗(CP)、卡介苗(BCG)、溶血性链球菌(OK-432)等可非特异性地刺激免疫系统以增强宿主对肿瘤组织的反应原性。

    3.1.5 基因治疗 用转基因技术将细胞因子TNF、IL-2、IFN-γ等基因转入体内起到补充细胞因子的作用,或用这些细胞因子基因修饰免疫效应细胞以增强非特异性抗肿瘤免疫反应作用。

    3.2 肺癌的特异性免疫治疗

    特异性免疫治疗是利用肿瘤特异性表面抗原制成相应的抗体,以增强机体的抗瘤性。目前肺癌的特异性免疫治疗在欧美等发达国家仍处于动物实验阶段,只有很少的方法试用于临术[17,18],主要的困难在于肿瘤细胞的抗原性较弱,不足以激发宿主的抗肿瘤免疫反应。目前所做的诱导机体特异性抗肿瘤免疫反应的方法有以下几种。

    3.2.1 单克隆抗体疗法 用淋巴细胞杂交瘤技术获得单克隆抗体,通过激活抗体或补体依赖的细胞毒作用,产生抗肿瘤效应。也可用单克隆抗体负载化疗药、内照射药和细胞毒素实施免疫导向治疗。
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    3.2.2 双特异性抗体(BsAB)疗法 BsAB含有两个能与不同抗原决定簇特异性结合的抗体片段,用抗肿瘤细胞抗原/抗免疫效应细胞抗原组成的BsAB可将循环血中的免疫效应细胞导向肿瘤细胞,诱导免疫效应细胞的抗肿瘤作用,而作为免疫导向治疗的肿瘤特异性抗原则采用一些异常表达的癌基因产物如表皮生长因子受体(EGFR)等。

    以上两种疗法都存在着异种蛋白反应,且因肿瘤抗原的异质性和调变现象而在实际应用中难以获得高效的特异性抗体。

    3.2.3 增强肿瘤相关抗原的免疫原性 主要有以下方法。用理化因素处理肿瘤细胞使其失去分裂增殖的能力,并改变细胞的抗原结构,以增强其免疫原性。b:从与肿瘤发生有关的病毒中去寻找和分析肿瘤抗原,制备出肿瘤疫苗。c:用抗独特型抗体制备成肿瘤分子疫苗。d:用转基因技术增强肿瘤相关抗原的免疫原性,这是当前研究热点,有将痘苗病毒、主要组织相容性复合体(MHC)抗原基因整合到肿瘤细胞中,以提高机体对肿瘤细胞的识别能力。也有将肿瘤特异性抗原基因重组到树突状细胞中来增强机体的免疫监视作用[19]。值得注意的是,Li等[20]将诱导T淋巴细胞活化的共刺激分子(B7-1)基因插入到低免疫性的鼠肿瘤细胞中,成功地诱发了宿主的抗肿瘤免疫反应,说明B7-1在诱发机体的特异性抗肿瘤免疫反应中起着重要作用。近年来国内有人用新城鸡瘟病毒和榄香烯对肿瘤细胞进行修饰,使其异种化并制成肿瘤疫苗用于临床,它的疗效尚有待总结。同时存在的一个问题是,在使用瘤苗的“化学免疫联合治疗”中,瘤苗诱导的主动免疫和化疗药引起的免疫抑制究竟如何相互作用,其应用顺序和间隔时间应如何安排,目前尚未见令人信服的报道。综上所述,随着新技术的应用,肿瘤的特异性免疫治疗有着广阔的应用前景,但仍然有许多问题需要进一步认识。
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    参 考 文 献

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    2,Wesselius LJ, Wheaton DL, Sherard SL, et al. Lymphocyte subsets in lung cancer. Chest,1987,91(5)∶725-729.

    3,Studnicka M, Wirnsberger R, Neumann M, et al. Peripheral blood lymphocyte subsets and survival in small-cell lung cancer. Chest,1994,105(6)∶1673-1678.
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    4,Yano S, Nishioka Y, Izumi K, et al. Novel metastasis model of human lung cancer in scid mice depleted of NK cells. In J Cancer,1996,67(2)∶211-217.

    5,Nowick A, Szenajch J, Ostrowska G, et al. Impaied tumor growth in colony-stimulating factor (CSF-1)-deficient, macrophage-deficient oplop mouse: evidence for a role of CSF-1-dependent macrophages in formation of tumor stroma. Int J Cancer,1996,65(1)∶112-119.

    6,Huang M, Wang J, Lee P, et al. Human non-small cell lung cancer cells express a type 2 cytokine pattern. Cancer Res,1995,55(17)∶3847-3853.
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    7,许林,周鑫官,王俊,等.非小细胞肺癌患者血清SIL-2R的检测及临床意义.实用癌症杂志,1997,12(1)∶19-20.

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    (收稿:1998-12-17 修回:1999-04-12), 百拇医药