1、肿 瘤 免 疫,内 容,1.概述,2.肿瘤抗原,3.机体抗肿瘤免疫机制,4.肿瘤的免疫逃逸机制,5.肿瘤的免疫学检测和治疗,概述,概述,小肠组织,良性增生,/级良性肿瘤,肿瘤恶变,癌细胞转移,K-ras原癌基因活化,DCC抑癌基因突变,p-53基因突变,其他改变,瘤细胞侵入血管,其他组织,血管生成因子 蛋白水解酶,protooncogene,antioncogene,肿瘤形成,What happens when Good Cells go Bad,概述,肿 瘤 自身组织衍变新生物 neoplasm 抗原物质-“自身抗原”、“异物抗原” 免疫系统是否始终伴随识别和应答反应-肿瘤免疫研究的基本问题
2、,概述,肿瘤中免疫系统存在的证据（临床）,免疫缺陷病人高发肿瘤较大或较小年龄 原发或继发于免疫缺陷 免疫抑制药物诱发T细胞浸润的肿瘤预后较好肿瘤自限性的存在 黑色素瘤、乳腺肿瘤、肺部肿瘤,概述,肿瘤免疫反应存在的证据（实验）,放射处理的A肿瘤细胞免疫小鼠注射A肿瘤细胞、 B肿瘤细胞 到之前免疫过的小鼠A肿瘤细胞注射小鼠不成瘤； B肿瘤细胞注射小鼠成瘤,概述,肿瘤免疫学,研究范畴: 肿瘤抗原 抗肿瘤的免疫效应机制 机体免疫功能/肿瘤发生发展相互关系 肿瘤免疫诊断、防治,概述,内 容,1.概述,2.肿瘤抗原,3.机体抗肿瘤免疫机制,4.肿瘤的免疫逃逸机制,5.肿瘤的免疫学检测和治疗,肿瘤抗原定义：
3、细胞恶性变过程中出现的新抗原（neoantigen）或过度表达的抗原物质的总称肿瘤具有抗原性 是肿瘤免疫的前提和基础,肿瘤抗原,肿瘤抗原分类： 1按特异性肿瘤特异性抗原 (tumor specific antigen, TSA)肿瘤相关抗原 (tumor-associated antigen, TAA),按肿瘤的诱发及生成的情况化学或物理因素诱发的病毒诱发的自发胚胎抗原,肿瘤抗原,表明： 该肿瘤 具有TSA，可诱导产生免疫排斥反应肿瘤特异性移植抗原 （TSTA），肿瘤排斥抗原 (TRA）,同系小鼠肿瘤移植排斥试验：,甲基胆蒽 (MCA),诱发,小鼠 皮肤 肉瘤,无肿瘤生长,免疫同系小鼠,无肿瘤
4、生长,正常同系小鼠,肿瘤生长,切除,肿瘤抗原- TSA,tum,以往寻找该类抗原的方法：（1） 移植排斥（2） 瘤细胞 Ab 分析瘤细胞表面Ag,免疫动物,MHCI,TSA-p,T 识别MHC-Ag-P（一级结构）,B Ag （三级结构）,McAb难以发现瘤表面Ag；用肿瘤特异性CTL去发现TSA, 近年发现：,肿瘤抗原-TSA,肿瘤抗原-TSA,人类TSTA： MAGE-1melanoma antigen, （黑色素瘤抗原）,TSA诱导的主要是T细胞免疫，能被特异性CTL识别用肿瘤特异性CTL+分子生物学技术证实TSTA的存在,移植给同基因小鼠,移植给小鼠,Tum+,Tum-,Tum+,处理
5、、克隆,制备文库 基因转染(TSA),瘤细胞不表达TSTA 肿瘤生长,瘤细胞表达TSTA 无肿瘤生长,瘤细胞表达无关 基因肿瘤生长,瘤细胞表达转染基因编码TSTA 无肿瘤生长,特异性TCL克隆,Tum+,Tum-,肿瘤抗原-TSA,肿瘤相关抗原 （tumor-associated antigen, TAA） 瘤细胞非正常表达产物，糖蛋白/脂 非肿瘤细胞特有正常细胞上微量表达、肿瘤细胞表达 胚胎性抗原（fetal antigen）,肿瘤抗原-TAA,肿瘤特异性抗原 （tumor specific antigen, TSA）突变基因编码的产物具有肿瘤特异 只存在于肿瘤细胞，不存在于正常细胞的新抗原
6、,病毒诱发的肿瘤抗原,由V基因编码，抗原性较强; 同一种V诱发的肿瘤（无论组织来源/动物种类）表达相同的抗原;病毒相关肿瘤抗原virus-associated tumor antigen, VATA,肿瘤抗原- VATA,多种肿瘤的发生与病毒有关,特点,化学物理因素诱发的肿瘤抗原化学致癌剂: 如苯、甲基胆蒽物理因素：如紫外线、X射线特点： 特异性高同一致癌剂诱发的肿瘤其抗原性有个体/部位差异很少发生交叉反应 抗原性较弱,肿瘤抗原,自发性肿瘤抗原无明确诱因多数人类肿瘤表面具有TSA特点： 某些类似化学诱导的肿瘤各自独特的抗原性 另一些类似病毒诱发的肿瘤共同抗原性,定义： 在胚胎发育阶段由胚胎组织
7、产生的正常成份 胚胎后期减少，出生后逐渐消灭或仅存极微量 细胞恶性变时，可重新合成如：甲胎抗原 （-fetoprotein，AFP）癌胚抗原 （carcinoembryonic antigen，CEA）癌-精抗原（oncospermatogonal antigen）癌-睾抗原（cancer-testis antigen，CT）,肿瘤抗原,特点和意义： 在肿瘤、胚胎和生长旺盛组织中合成，排除妊娠和其它增生存在 抗原性较弱，胚胎期出现过，免疫耐受，不引起免疫应答 在异种动物体内有很强免疫原性 肿瘤标志，用于诊断肿瘤,胚胎抗原(fetal antigen),甲胎蛋白(alpha-fetoprotei
8、n, AFP ) 分泌性糖蛋白抗原，MW 70KD 胚胎期由肝细胞和卵黄囊细胞合成，并出现在胎儿血清中，出生后几乎消失 正常人血清只含微量（25ng/ml） 肝细胞癌变时，血清AFP含量 正常人100倍 普查早期肝癌 睾丸或卵巢畸胎瘤、胃癌、肺癌孕妇、部分急性肝炎患者血清AFP含量也,肿瘤抗原,CEA (carcinoembryonic antigen) 与肿瘤细胞膜有关的糖蛋白抗原、疏松地结合在细胞膜表面，易脱落 ； MW 200KD 出现于2-6个月的胎儿肠、肝、胰等组织 正常人血清CEA2.5ng/ml 结肠/直肠癌、食管、胃、肝、胰腺癌 特异性不强，动态检测结肠癌CEA水平， 对疗效和
9、预后判定有参考价值,肿瘤抗原,内 容,1.概述,2.肿瘤抗原,3.机体抗肿瘤免疫机制,4.肿瘤的免疫逃逸机制,5.肿瘤的免疫学检测和治疗,机体抗肿瘤免疫机制 机体免疫状态与肿瘤发生密切相关宿主免疫功能 肿瘤发生肿瘤进行性生长 患者免疫功能,主要机制：细胞免疫-主要方式体液免疫-某种情况下起协调作用特异性免疫应答-免疫原强的肿瘤非特异免疫应答-免疫原弱的肿瘤,机体抗肿瘤免疫机制, 补体依赖的细胞毒作用(CDC,complement-dependent cytotoxicity)IgM、IgG1、IgG3瘤细胞 细胞 溶解 抗体依赖性细胞毒作用(antibody dependent cellula
10、r cytotoxicity)IgG瘤细胞 NK、Mac ADCC 抗体调理作用IgG瘤细胞 Mac-FcR 吞噬 封闭受体转铁蛋白 受体 瘤细胞生长 抗体改变瘤细胞的粘附性Ab 瘤细胞膜Ag 粘附 生长、转移,Ab,机体抗肿瘤免疫机制,体液免疫,针对瘤细胞表面分子的抗体与NK，Mac或与补体协同杀伤瘤细胞,机体抗肿瘤免疫机制,细胞免疫,细胞免疫机制细胞比体液免疫在肿瘤效应中发挥更重要作用参加抗肿瘤的免疫细胞主要有T、NK、Mac、DCT细胞抗肿瘤免疫效应机制 控制具有免疫原性肿瘤的生长 致敏T细胞特异杀伤溶解带有相应抗原的瘤细胞 MHC限制 MHC I类抗原限制的CD8+CTLMHC 类抗原
11、限制的CD4+ Th 诱导、激活T细胞需要双重信号刺激,机体抗肿瘤免疫机制,MHC II T受体识别瘤抗原-靶细胞; CD4 + Th IL-2直接接触杀伤 穿孔素/蛋白酶 细胞溶解/裂解CD95-CD95L 细胞凋亡（apoptosis） 分泌CKs （IFN、TNF） 间接杀伤瘤细胞*肿瘤组织-浸润淋巴细胞 (tumor infiltrating lymphocytes, TILs)肿瘤特异性CTL及NK细胞,CD8+CTL：,T细胞抗肿瘤免疫效应机制,机体抗肿瘤免疫机制,CD4+Th： 辅助CTL激活 诱导抗肿瘤细胞免疫应答及免疫记忆维持 直接杀伤瘤细胞 释放CKs（IL-2、IFN-）
12、激活Mo/Mac、NK、CTL的杀伤作用,机体抗肿瘤免疫机制,机体抗肿瘤免疫机制,NK细胞 非特异成分，不依赖胸腺/抗体，不需预先活化 杀伤作用无肿瘤特异性和MHC限制同系、同种/异种瘤细胞、淋巴瘤、白血病免疫效应 早期抗肿瘤免疫的效应细胞 CK （IFN、IL-2、IL-12）BCG及短小棒状杆菌（体外） 分泌 IFN-r，IL-I，IL-2 抗瘤效应LAK细胞 (lymphykine activated killer cells)NK/TC培养 高剂量IL-2 杀伤NK不敏感瘤C,NK杀瘤效应,机体抗肿瘤免疫机制,Mac： APC，效应细胞 杀瘤细胞机制: 活化Mac-瘤细胞 溶酶体酶 直
13、接杀伤瘤细胞 活化Mac TNF、NO 间接杀瘤细胞 Fc-R -ADCC 杀伤瘤细胞 处理、提呈Ag IL-1、12 激活T细胞，特异性细胞免疫 致敏T细胞 / CK 特异/非特异激活Mac 非特异刺激物LPS、BCG、短小棒状杆菌灵芝、黄芪等 异质性强：双重性非活性状态无杀瘤作用产生EGF，TGF-促瘤生长、转移,Mac活性,机体抗肿瘤免疫机制,内 容,1.概述,2.肿瘤抗原,3.机体抗肿瘤免疫机制,4.肿瘤的免疫逃逸机制,5.肿瘤的免疫学检测和治疗,肿瘤的免疫逃逸机制免疫监视学说:(Thomas和Burnet)体细胞常自发突变有恶性表型的瘤细胞免疫系统能识别/特异杀伤/清除突变细胞机体的
14、免疫监视作用是有限的：免疫原性弱/丢失的突变细胞逃避防御机制宿主免疫功能突变细胞生存恶性肿瘤,研究: 重要内容瘤细胞逃避宿主免疫系统的攻击影响机体抗肿瘤效应,肿瘤的免疫逃逸机制,Proposed originally in 1909 by Paul Ehrlich Refined in late 1950s by Burnet and Thomas,免疫监视学说,肿瘤的免疫逃逸机制,与瘤细胞有关的因素1. Ag缺失：瘤细胞不表达与正常Ag有质/量差别的Ag2. Ag调变：瘤细胞Ag弱/丢失 不能识别3. MHC-I、共刺激分子/缺失： CTL识别/活化4. 免疫选择： 抗原性低的瘤细胞选择性增
15、殖5. 免疫抑制： 瘤细胞分泌TGF- 、IL-10等6. 瘤细胞漏逸：瘤细胞生长超过机体抗肿瘤免疫效应的发生7. 瘤细胞抗杀伤作用：表达FasL,肿瘤的免疫逃逸机制,与宿主免疫系统有关的因素免疫低下/免疫耐受-瘤Ag长期存在与免疫活性细胞接触APC功能低下/缺陷宿主体内“增强Ab”遗传素质,肿瘤的免疫逃逸机制,内 容,1.概述,2.肿瘤抗原,3.机体抗肿瘤免疫机制,4.肿瘤的免疫逃逸机制,5.肿瘤的免疫学检测和治疗,肿瘤的免疫学诊断肿瘤抗原(标志物 tumor marker) 检测定义：不存在于正常成人组织见于肿瘤组织中，含量方法： ELISA、RIA、IRMA、免疫组化放射免疫显像（RII
16、）*流式细胞仪-细胞表面CD分子检测淋巴瘤、白血病诊断、组织分型,肿瘤的免疫学检测,肿瘤标志物分类：肿瘤组织产生分化抗原（L瘤、白血病细胞表面CD分子）胚胎抗原（CEA及AFP ）同功酶（如NSE及PAP ）激素（HCG及ACTH ）组织特异性抗原（PSA ）粘蛋白、糖蛋白、糖脂（CA125，CA50） 癌基因及其产物，多肽及唾液酸肿瘤与宿主相互作用而产生血清铁蛋白免疫复合物急性期蛋白同功酶（LDH，CK-BB）IL-2R、TNF ,肿瘤的免疫学检测,（1）肿瘤普查： AFP 原发性肝癌EBV IgA 鼻咽癌（2）肿瘤诊断： 肿瘤标志物早期诊断，阳性率一般较低常采用： 多种标志物联合应用 测肿
17、瘤附近体液，如：胸、腹水、胃液 +B超、X线、CT、MRI、内窥镜、活检 体内放射显像诊断癌细胞 TAA浓度，放射标记 McAb标记物：131I、125I、99mTe（3）疗效及预后判断：肿瘤标志物含量升降，与疗效相关早于临床发出信息,肿瘤的免疫学检测,肿瘤标志物检测的应用：,对肿瘤患者免疫功能状态的评估常用免疫指标：（1）抗肿瘤免疫效应细胞定量及功能检测（2）CK诱生水平测定（3）细胞免疫功能体内试验(如PPD等)评估意义：指导免疫治疗判断肿瘤发展和预后一般：免疫功能正常预后较好缓解期免疫功能等骤 可能复发晚期肿瘤或广泛转移者免疫功能常,肿瘤的免疫学检测, 已有近百年历史 80年代，免疫治疗
18、并列于手术、放疗、 化疗抗瘤疗法 激发和增强机体的免疫功能，控制和杀灭瘤细胞清除少量、播散的肿瘤细胞对晚期实体瘤效果有限* 辅助疗法、联合应用,肿瘤的免疫学治疗,肿瘤的免疫治疗,肿瘤的免疫治疗概况,肿瘤的免疫治疗分类,非特异性免疫治疗；特异性免疫治疗；主动免疫治疗；被动免疫治疗,非特异性免疫治疗： 微生物及其衍生物：BCG、C parvum、诺卡菌、溶链菌（OK432）细胞骨架（CWS），如BCG-CWS，N-CWS比细菌本身的作用更好 多糖类：真菌、地衣、苔藓、多糖（香菇、云芝、多抗甲素） 免疫因子：转移因子（TF）、胸腺素（肽）,肿瘤的免疫学治疗,特异性主动免疫治疗瘤苗疗法种类： 细胞、蛋
19、白、多肽应用的前提：综合考虑瘤细胞的免疫原性/宿主免疫功能状态-激发宿主产生抗肿瘤免疫应答适应症：术后清除微小的转移瘤灶/隐匿瘤-预防复发/转移,肿瘤的免疫学治疗,理论：不增殖，抗原切瘤、消除免疫抑制，瘤苗 宿主免疫 残瘤近年研究：瘤细胞缺共刺激信号 T细胞 anergy异体同组织类型肿瘤，供、受者HLA差异,“瘤苗”免疫 （70年代）切除的肿瘤 X线灭活 患者皮下,肿瘤的免疫学治疗,基因修饰的“瘤苗”人肿瘤免疫原性较弱（除黑色素瘤、肾癌）瘤细胞免疫原性 有效肿瘤免疫治疗的关键具有免疫学意义的“瘤苗”成瘤性消失能激发宿主的全身性特异的抗肿瘤免疫反应,种类： 基因转导 / 修饰: IL-4，G-
20、CSF，IL-2，GM-CSF，B7基因 IL-2和B7，LFA-3和B7 联合导入 瘤细胞、活化B细胞融合： 无需基因转导提供多种共刺激因子 转导了基因的瘤细胞在接种前可用X线处理,肿瘤的免疫学治疗,肿瘤的免疫学治疗,瘤抗原免疫 用瘤细胞膜抗原/抗原肽 -合成抗原肽免疫基本条件：受者肿瘤须表达相同抗原受者是抗原多肽匹配的HLA I类分子型 分子瘤苗：合成/重组Ag多肽、T细胞表位多肽、瘤抗原+佐剂核酸/DNA疫苗 APC为基础的瘤苗：DC、Mac、B细胞+合成/重组Ag多肽、T细胞表位多肽、肿瘤抗原,肿瘤的免疫学治疗,肿瘤的免疫学治疗,代表性生物治疗药物,Provenge,(Sipuleuc
21、el-T),2010年4月FDA批准 生存时间延长4个月 三年生存率提高9%,治疗性前列腺癌疫苗,肿瘤的免疫学治疗,提高单抗对肿瘤杀伤力 原理：单抗 放射性核素 偶联剂针对肿瘤 + 抗癌药和酶 “ 生物导弹” 表面抗原 植物、细菌毒素 定向瘤灶优点： 相对特异，全身副作用药物浓度瘤灶局部 缺点： McAb: 体内半衰期短m-McAb: 异种蛋白反应发展方向：新型导向载体：基因工程抗体如人源化、双特异新型弹头：新型化学药物、新核素,被动免疫治疗免疫导向疗法,肿瘤的免疫学治疗,肿瘤的免疫学治疗,肿瘤的免疫学治疗,被动免疫治疗免疫导向疗法,【Science】 Breakthrough of the
22、year 2013：Cancer immunotherapy.(年度十大科学突破“癌症免疫治疗”荣登榜首),肿瘤的免疫学治疗,PD-1单抗：FDA于2014年9月批准Pembrolizumab（keytruda，默沙东）用于不可切除性或转移性黑色素瘤患者的治疗,【Science】 Breakthrough of the year 2013：Cancer immunotherapy. ( 中国免疫学会第九届全国免疫学学术大会 2014 年10 月18 日),Specific Passive Immunotherapy -Anti-tumor Antibodies,肿瘤的免疫学治疗,3. CK基因
23、治疗 IL-2 生物效应 CK基因 瘤细胞或 CK： TNF 组织细胞 CSF 修饰瘤细胞IFN,2. CK导向治疗 毒素放射性核素 + CK 表达相应受体化疗药物 瘤细胞“生物导弹”,1. 外源性CK治疗 CK（如IFN，CSF，IL-2 等）通过一定的途径注入荷瘤机体,肿瘤的免疫学治疗,被动免疫治疗细胞因子疗法 (cytokine therapy),取患者自身/健康人骨髓回输干细胞进入体内定居、分化、繁殖帮助患者恢复造血能力和产生免疫力治疗白血病和某些实体肿瘤,肿瘤的免疫学治疗,被动免疫治疗骨髓移植,分类： 1自体骨髓移植大剂量照射/化疗后 骨髓细胞 HSC增殖分化各系血细胞( 包括淋巴细
24、胞 )，重建造血/免疫系统易混杂白血病细胞清除残留淋巴细胞/CD34HSC回输2异体骨髓移植供者与受者HLA配型相同、 GVHR3脐血干细胞免疫原性较弱，来源方便部分代替同种异体骨髓移植,肿瘤的免疫学治疗,被动免疫治疗骨髓移植,细胞免疫 同基因肿瘤排斥中起决定性作用 体内建立难，体外诱导杀瘤效应细胞 过继输注 IL-2，rIL-2 抗瘤活性细胞体外扩增过继性免疫疗法 效应细胞：CTL、NK、Mac、LAK、TIL 来源：供者、患者自体（体外活化、增殖）,被动免疫治疗过继性免疫疗法(adoptive immunotherapy),肿瘤的免疫学治疗,1980年，Rosenberg 小组溶新鲜瘤细胞
25、 小鼠脾细胞 IL-2培养34d 不溶正常淋巴细胞 人外周血淋巴细胞 LAK IL-2诱导杀瘤,LAK疗法：,肿瘤的免疫学治疗,LAK细胞与NK细胞和CTL细胞不同的一群细胞表型：CD3+ / CD3，E玫瑰花结实验阴性，具有NK样标记（CD16和CD56）LAK所识别的抗原决定簇尚未确定（广泛存在于新鲜瘤细胞、培养的瘤和正常细胞表面，新鲜正常细胞不表达）应用： LAK+IL-2，抗瘤作用优于单用IL-2（维持LAK活性和体内刺激LAK增殖）临床应用：肾细胞癌和黑色素瘤不良反应：与大剂量IL-2有关重要器官中淋巴样细胞浸润血管通透性，液体潴留、间质水肿，器官功能IFN-等CK释放，不良反应,肿
26、瘤的免疫学治疗,应用： 分离TIL（实体瘤、恶性渗出液）与IL-2联合使用同时使用TNF-和IFN-等CK，以提高疗效举例： LAK细胞、TIL与IL-2合用治疗晚期肿瘤免疫活性细胞基因修饰如TNF、IL-2 基因 TIL,TIL 实体瘤的浸润LC黑色素瘤、肾细胞癌、结肠癌、膀胱癌、神经母细胞瘤 淋巴瘤等分离的TIL 特异杀伤 自身肿瘤肿瘤组织 IL-2，培养、扩增 TIL中分离的TIL 34周 杀灭 混杂的瘤细胞,肿瘤的免疫学治疗,细胞因子诱导的杀伤细胞（CIK） 抗CD3mAb活化 IL-2、IFN-及TNF-等细胞因子支持 PBMC 增殖分化 CD3CD56杀伤细胞 杀伤靶细胞作用较LA
27、K强,肿瘤的免疫学治疗,Specific Passive Immunotherapy - Adoptive cellular therapy,肿瘤的免疫学治疗,患者外周血分离T细胞，通过逆转录病毒、慢病毒载体、转座系统或直接转导 mRNA至T细胞，使之表达嵌合抗原受体（CAR），扩增后回输，杀伤靶细胞。,嵌合抗原受体T细胞疗法 (CAR-T, Chimeric Antigen Receptor Modified T Cells Therapy),Maude SL, et al. N Engl J Med. 2014 Oct 16;371(16):1507-17,肿瘤的免疫学治疗,3rd gen
28、eration CAR,Chimeric Antigen Receptors (CARs),CAR-T治疗进展,2013年第55届美国血液学(ASH)年会，诺华公布CAR-T治疗白血病研究结果（CTL019）ALL：86%儿童，100%成年痊愈；CLL：47%治疗响应，22%患者痊愈； 2014年4月美国斯隆-凯特琳癌症中心，用重组T细胞治疗非霍奇金氏淋巴瘤的早期研究因出现患者死亡事件而被迫暂停。主要原因是进行CAR-T细胞治疗过程中，细胞因子释放综合征CRS所致。 2014年7月， Novartis CTL019获得FDA突破性疗法认定 Juno Therapeutics公司JCAR015获
29、得FDA突破性疗法认定 2014年10月，北京大学（邓宏魁），307医院（陈虎）获得CAR-T针对CD28和CD137治疗急性淋巴细胞白血病I、II期临床批件,肿瘤的免疫学治疗,无限风光在险峰,谢 谢,思考题：何谓肿瘤特异性抗原？试述其特点。2. 何谓胚胎抗原？试述临床常用的类型及其临床意义。3. 试述在抗肿瘤免疫中的主要效应细胞及其效应机制的特点。,200532.肿瘤的特异性免疫治疗是（）A.注射麻疹疫苗B.注射短棒状杆菌疫苗C.注射异体肿瘤免疫核糖核酸D.注射干扰素E.注射转移因子,2004A.自身抗原B.异种抗原C.异嗜性抗原D.肿瘤相关抗原E.肿瘤特异性抗原141.甲胎蛋白 （）142.甲状腺球蛋白（）,确诊肿瘤最可靠的方法是（）A.CT检查B.DSA检查C.B超检查D.肿瘤标记物检查E.病理学检查,肿瘤标志物相关内容 09 07 06 05,
