免疫細胞治療的原理與現狀-技術前沿-資訊-生物在線

免疫細胞治療的原理與現狀

作者:北京百普賽斯生物科技股份有限公司 2015-05-22T08:56 (訪問量:12318)

源自中贏生命方舟

隨著2010年美國FDA批準DC細胞成為腫瘤治療的新手段,2011年諾貝爾醫學獎花落免疫細胞治療,針對惡性腫瘤的免疫細胞治療技術發展迎來了收獲的季節,它將成為傳統治療手段之外最具價值和發展潛力的新型腫瘤治療手段。專家預測,以常規治療輔以腫瘤免疫治療的綜合療法,將成為21世紀人類征服癌癥的新途徑。

究竟什么是免疫細胞治療?免疫細胞治療又有哪些分類?如果沒有一定的免疫學背景知識儲備,很難真正對這項技術有一個全面的了解和認識。以下內容便是對這項技術進行的簡單闡述。

(一) 什么是免疫細胞治療

腫瘤細胞免疫治療又稱腫瘤生物治療方法,即將經過處理的自體或異體的免疫細胞或免疫分子輸入患者體內,恢復與增強腫瘤患者自身的免疫監測與殺瘤功能,有效地殺滅患者術后和放、化療后體內殘存的腫瘤細胞,達到治療腫瘤,預防復發與轉移和最終根治腫瘤的目的。經過處理的自體或異體的免疫細胞或免疫分子具有打破免疫耐受、激活和增強機體的免疫能力,兼顧治療和保健的雙重功效。經過處理的自體或異體的免疫細胞包括非特異性激活和特異性激活的效應細胞,前者是采用非特異性刺激因子(IL-2、干擾素等細胞因子)刺激前體效應細胞,使其活化為具有抗腫瘤活性的效應細胞,如LAK細胞、NK細胞、iNKT細胞、γδT細胞、細胞因子誘導的殺傷細胞(Cytokine Induced Killer Cell, CIK)、腫瘤浸潤性淋巴細胞(TIL)等;特異性激活的效應細胞是指采用特定腫瘤抗原作刺激物所誘導的抗腫瘤效應細胞,如樹突狀細胞(DC)、細胞毒T淋巴細胞(CD8+細胞)等。

(二)免疫細胞治療分類

1、LAK細胞免疫治療

淋巴因子激活的殺傷細胞(Lymphokineactivated Killer Cell, LAKLAK是采用白細胞介素-2IL-2)在體外刺激活化外周血單個核細胞而誘生出的具有非特異性細胞毒作用的效應細胞,此細胞于1982年由美國NCIRoserberg研究室首先發現。隨后的研究表明,LAK細胞的主要效應細胞為活化的自然殺傷細胞(Natural Killer Cell,NK)。LAK曾是20世紀80年代至90年代中期腫瘤免疫治療研究領域的熱點之一,是臨床上應用最多的過繼性細胞免疫治療方法,并于1992年獲得美國食品藥品管理局(FDA)批準,正式成為轉移性腎癌的治療藥物。截止到目前,這也是為數不多的正式取得FDA批準上市的免疫細胞治療藥物之一。但是由于該療法采用常規方法誘導,難以獲得足夠數量的效應細胞,殺傷腫瘤細胞的效率低,為達到更好的療效而應用大劑量IL-2會帶來嚴重的副作用,已經逐漸被技術更為成熟的NK細胞免疫治療所取代。

2NK細胞免疫治療

自然殺傷細胞(Natural Killer Cell,NK)是先天性免疫系統的重要組成部分,是機體抗御感染和防止細胞惡性轉化的重要免疫調節細胞。NK細胞無需腫瘤特異性抗原識別便可以直接殺傷腫瘤細胞,是腫瘤免疫治療的重要效應細胞,被醫學界譽為“抗癌第一道防線”。NK細胞在腫瘤早期或患者體內腫瘤細胞數量少時即可發揮作用。NK細胞治療具備廣譜性,通常與化療、放療和手術治療結合使用。在常規治療方式將患者體內大多數腫瘤細胞清除后,進一步清除對化療和放療有抗藥性的殘留腫瘤細胞。NK細胞還能夠深入組織和器官的內部,清除化療、放療和手術治療達不到的區域的腫瘤細胞。NK細胞治療總體有效率38%70%,降低腫瘤復發風險率40%50%。

NK細胞是最有效的能殺滅腫瘤干細胞的免疫細胞,最近20年關于癌癥的根源最大的研究突破就是腫瘤干細胞的發現。 一系列研究都證實腫瘤干細胞確實存在,而且是癌癥發病的主謀。近期意大利、法國和美國的研究小組分別獨立發現NK細胞對多種腫瘤干細胞(比如神經母細胞瘤、黑色素瘤、口腔鱗狀細胞癌、大腸癌的腫瘤干細胞)都能高效地進行殺傷,而且此殺傷作用比對普通癌細胞的殺傷作用更強。

其可能的作用機制為:

1)、腫瘤干細胞往往HLA-I分子的表達量很低,無法對NK細胞的活性起到有效抑制作用。

2)、腫瘤干細胞表面的NK細胞激活受體相應的配體表達增加。比如在神經母細胞瘤干細胞表面高水平表達DNAM-1NKp46配體, 在大腸癌干細胞中NKp30NKp44配體高水平表達。

人體內NK細胞無須特殊刺激信號誘導就可以對某些腫瘤干細胞(如大腸癌干細胞)進行殺傷。而對另一部分腫瘤干細胞(如神經母細胞瘤,黑色素瘤的干細胞),必須要有細胞因子參與活化的NK細胞才可以殺死。NK細胞的活化狀態與其殺傷腫瘤干細胞的能力密切相關。

因此,這些研究為進一步探索利用NK細胞進行實體瘤的NK免疫治療的可能性提供了理論基礎,但是,如何在體外獲得大量經過擴增激活的NK細胞成為了NK免疫治療的關鍵。

3iNKT細胞免疫治療

iNKT細胞(invariant nature killer T,iNKT)T淋巴細胞中獨特的亞群。它們表達恒定的TCRVα14NK細胞的部分標識。iNKT細胞也被認為是典型的NKT細胞。iNKT細胞與多種腫瘤和自身免疫性疾病有關,在這些腫瘤患者和病人體內,iNKT細胞的數量顯著減少,激活iNKT 細胞能顯著改善腫瘤和多種疾病的癥狀。

4、γδT細胞免疫治療

γδT細胞是介于特異性免疫與非特異性免疫之間的一種特殊類型的免疫細胞,主要分布于皮膚和黏膜組織,一般不超過T細胞總數的5%,γδT細胞處于機體免疫防護系統的第一線,在抗腫瘤免疫中具有重要的作用,具有細胞毒性和分泌多種細胞因子及趨化因子的功能。由于γδT細胞具有獨特的抗原識別特性和組織分布,使其成為最合適的早期抗腫瘤效應細胞之一,與其他天然免疫細胞構成機體防御惡變的第一道屏障,在抗腫瘤免疫監視和免疫效應中發揮著重要的作用。

5、CIK細胞免疫治療

細胞因子誘導的殺傷細胞(cytokine induced killer ,CIK)是人外周血中單個核細胞在體外經多種細胞因子(γ-干擾素、CD3單抗、和白介素-2)刺激后獲得的一群異質細胞。該細胞具有T淋巴細胞的抗瘤活性和非主要組織相容性復合體(major hismcompatibility complex, MHC)限制性殺瘤的優點。CIK細胞群中的主要效應細胞同時表達CD3+CD56+兩種膜蛋白分子,故又被稱為NK細胞樣T淋巴細胞,其在正常人外周血中極其罕見,僅1%5%。通常情況下CIK細胞擴增后端粒酶活性降低,所擴增的細胞壽命明顯縮短,同時擴增倍數有限而無法滿足多次治療的需求。CIK細胞中CD3+CD8+CD3+CD56+效應細胞為典型的T細胞類型,容易引起GVHD(移植物抗宿主病)CIK細胞擴增技術相對較為成熟簡單,對手術后或放化療后患者效果比較顯著,能消除殘留微小的轉移病灶,防止癌細胞擴散和復發,提高機體免疫力,有一定的抗腫瘤作用。

6、DC細胞免疫治療

樹突狀細胞(Dendritic Cell,DC)起源于體內的多能造血干細胞,經血流分布到全身各處,因其有膜樣和樹突狀突起而得名。它能高效地攝取、加工處理和遞呈抗原,未成熟DC具有較強的遷移能力,成熟DC能有效激活初始型T細胞,處于啟動、調控,并維持后天免疫應答的中心環節。1973SteinmanCohn首次分離DC。1992Steinman實驗室首先建立了用重組粒細胞巨噬細胞集落刺激因子(GM-CSF)從小鼠骨髓中大量培養制備DC的方法。DC在成熟的過程中,由接觸抗原的外周組織遷移進入次級淋巴器官,與T細胞接觸并激發免疫應答。DC作為目前發現的功能最強的APC,能夠誘導特異性的細胞毒性T淋巴細胞(cytotoxic T lymphocyte,CTL)生成。近年來研究表明,應用腫瘤相關抗原或抗原多肽體外沖擊致敏DC,回輸或免疫接種于載瘤宿主,可誘發特異性CTL的抗腫瘤免疫反應,從而起到對腫瘤細胞的靶向殺傷功能。但由于惡性腫瘤細胞普遍存在著針對特異性細胞毒性T淋巴細胞的免疫逃逸現象,單獨的DC細胞特異性免疫治療通常需要與非特異性免疫細胞治療相結合,才能起到對惡性腫瘤的最佳治療效果。

7、DC+CIK細胞免疫治療

DC+CIK(DC/CIK)是應用經抗原刺激的樹突狀細胞(DC)誘導CIK細胞產生特異性腫瘤殺傷作用的治療技術,即將樹突狀細胞(DC)與CIK細胞進行共同培養而成的殺傷性細胞群體(DC-CIK)。CIK細胞和DC細胞是細胞免疫治療的兩個重要組成部分,兩者聯合可提高療效。

8、CTL細胞免疫治療

細胞毒性T細胞(cytotoxic T-lymphocyte,CTL)為一種特異T細胞,專門分泌各種細胞因子參與免疫作用。對某些病毒、腫瘤細胞等抗原物質具有殺傷作用,與自然細胞構成機體抗病毒抗腫瘤免疫的重要防線。它的作用特點:具有高效性;具有抗原特異性;具有自身MHC限制性。CTL細胞免疫療法是利用自身的淋巴細胞,在體外通過靶細胞抗原和淋巴因子的誘導,分化擴增CTL細胞,再經靜脈回輸體內,從而有效地發揮免疫效應,達到清除病毒和殺傷腫瘤細胞的目的。

9TIL細胞免疫治療

腫瘤浸潤淋巴細胞(Tumor Infiltrating Lymphocyte Cell,TIL)是一種從腫瘤組織中分離出的浸潤淋巴細胞,是一群富含腫瘤特異性細胞毒性T淋巴細胞和NK細胞的異質細胞。研究表明從患者的新鮮腫瘤組織中對其進行體外分離擴增后,其具有很強殺瘤活性。其體外抗瘤效應比LAK50100倍以上,具有良好的應用前景。但目前產生腫瘤特異性T細胞的技術問題是當前使用TILs進行隨機臨床試驗難以克服的障礙。只有30%40%的活檢標本能產生良好的T細胞群體,而且該過程耗時費力,大約需要6周的時間才能生產可用于輸注的T細胞,且數量無法保證,很大程度上制約了其臨床治療的應用與推廣。

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