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CIK 及其对肿瘤治疗研究进展

时间:2024-07-28

李晓河 综述 谢明祥 审校

(1.遵义医学院,贵州 遵义 563003;2.遵义医学院附属医院,贵州 遵义 563003)

细胞因子诱导的杀伤细胞(CIK)是一种新型的免疫活性细胞,CIK 增殖快,细胞毒作用强,兼具有T 淋巴细胞强大的抗瘤活性和NK 细胞的非MHC限制性杀瘤优点。尤其对手术后或放化疗后患者效果显著,能消除残留微小的转移病灶,防止癌细胞扩散和复发,提高机体免疫力。目前就各种治疗方法及疗效,免疫治疗采用DC疫苗、CIK 治疗等研究在国内外越来越受到青睐,并以此成为研究重点,为显著提高肿瘤的治疗效果有望成为可能。本文就CIK及其对肿瘤治疗研究进展综述如下。

1 概述

CIK 细胞是将人外周血单个核细胞在体外用多种细胞因子(如抗CD3McAb、IL-2、IFN-y、IL-la等)共同培养一段时间后获得的一群异质细胞[1-2]。因这种细胞能同时表达CD3和CD56两种膜蛋白分子,因此又称为NK 细胞样T 淋巴细胞[3]。故应用CIK 细胞对恶性肿瘤进行治疗可能是一种潜在、安全的新方法。

2 表型及来源

2.1 表型 CIK 细胞的主要细胞成分是CD3+CD56+细胞和CD3+CD8+细胞,主要效应细胞是CD3+CD56+双阳性细胞,由于在外周血中极其罕见,仅1%~5%,而经在体外经多种因子培养后,CD3+CD56+细胞迅速增多,较培养前升幅可达1000倍以上[1]。且体外培养体系中的CD3+CD56+细胞增殖倍数最多,杀瘤活性也最强。

2.2 来源 CIK 细胞包含92% CD3+、1% CD3 CD56+、21%CD3+CD56+、16%CD4+、65%CD8+细胞。其中,CD3+CD56+细胞拥有最强大的抗肿瘤活性[3]。CIK 细胞主要包括CD3+CD56-、CD3-CD56+、CD3+CD56+三种细胞亚群[4]。在体外扩增中发现,扩增出的CD3+CD56+细胞来源于CD3+CD56-的T 细胞,而非CD3-CD56+NK 细胞[5]。同时发现,在CD3+CD56-的T 细胞中,除CD4+CD8-T细胞外,其余3种T细胞亚群(CD4-CD8+、CD4-CD8-、CD4+CD8+)均可通过诱导获得CD56分子的表达,但后两者在正常人外周血中含量极低,因此CD3+CD56+细胞主要来自CD4-CD8+T 细胞。此外,由于CD4-CD8-细胞有很高的表型转化能力,同样也是CIK 细胞的一个重要来源[4]。

3 体外培养特点

3.1 正常异体CIK 细胞 正常异体CIK 培养中,分离健康成人外周血,制备单个核细胞悬液,在体系中联合应用IFN-Y、rhIL-1、rhIL-2、抗CD3 单克隆抗体这4种细胞因子所培养出的CIK 细胞,于第21~28天为细胞增殖高峰期,细胞数可增长1 000倍以上,同时联合应用这4种因子组合仍是CIK 细胞扩增的常用方案。

3.2 自体CIK细胞自体CIK培养中,CD3+CD56+细胞可扩增性较低,但来源于肿瘤患者的CIK 细胞培养中,CD3+细胞即T 细胞得到了优先增生,且这种细胞增生不具有恶性克隆、其Ph染色体是阴性的特点。此外,使用自体CIK 治疗肿瘤同时减轻甚至避免由于排除反应、交叉感染引发的其他疾病,又极大地提高了治疗的安全性。

3.3 脐带及骨髓CIK 细胞 Ludovic Durrieu等[4]研究发现,脐血来源的CD56+细胞群表达的细胞毒性颗粒蛋白、凋亡因子明显高于外周血。据研究[6]报道,脐血CIK 细胞体外扩增快,杀伤活性强,对肿瘤细胞的作用优于外周血CIK 细胞,脐血CIK 细胞以诱导肿瘤细胞坏死为主,外周血CIK 细胞以诱导肿瘤细胞凋亡为主。而骨髓来源CIK 细胞增殖能力较外周血来源的CIK 细胞稍差,这可能与骨髓和外周血单个核细胞中免疫细胞的分化程度不同及二者的细胞因子调节网络不同有关。

4 影响细胞毒性因素

4.1 白介素 IL-15是一种多效性细胞因子,刺激细胞杀伤活性及NK 细胞分泌细胞因子,可提高CIK 细胞的细胞毒活性。联合使用IL-2 和IL-15诱导产生的CIK 细胞比单独使用IL-2诱导产生的CIK 细胞增殖潜能更高,而且IL-15的诱导也带动了CD3+CD56+细胞的扩增,同时又增强对肿瘤细胞的细胞毒作用[7]。然而,在对IL-2与IL-15诱导的CIK 细胞毒性研究发现,虽然IL-15诱导的CIK细胞增殖较IL-2诱导的CIK 细胞增殖快,但IL-2诱导产生的CIK细胞毒性更高[8]。IL-21 是 由CD4+T 细胞和NK T 细胞分泌产生的细胞因子,在对CIK 细胞诱导过程中,IL-21不能增强CIK 细胞的增殖,但增加了CD3+CD56+细胞的表达[9]。

4.2 植物血凝素 PHA 即植物血凝素,是一种有丝分裂原,主要用于激活免疫细胞-淋巴细胞。在使用CIK 细胞对白血病治 疗 研究[10]发现,经PHA 诱导的CIK 细胞较传统方法增殖快,并提高CD3+CD8+细胞的比例及杀伤活性,但与传统方法相比较,在细胞存活率上两者的细胞存活率都超过90%以上,且两者的杀瘤活力随效靶比例增高而增高。

5 CIK 细胞的杀瘤作用机制

5.1 杀瘤特点 CIK 细胞能够高效地、非特异性地杀伤肿瘤细胞。CIK 细胞具有较强的细胞毒活性,随效靶比例增高,对靶细胞杀伤活性增强,而效靶细胞的比例也是影响杀伤效果的重要指标之一。在杀瘤过程中,通过T 细胞强大的抗瘤活性和NK 细胞的非MHC限制性杀瘤,且有易于体外培养增殖、毒副作用小等优点[2,7,11]。

5.2 抗肿瘤的方式 研究[12]发现CIK 细胞的杀瘤作用归功于CD3+CD56+T 细胞亚群的直接细胞毒活性,主要通过CD56抗原提呈给CIK 细胞及自身分泌的细胞因子(IL-2、IL-6、TNF 和GM-CSF);研究[3,9]还发现CIK 细胞的细胞毒作用主要是通过穿孔素和FasL介导的,被激发的CIK 细胞释放穿孔素和a-氮-甲苯碳酰基-左旋-氨基酸硫甲苯酯等细胞毒颗粒,而这些颗粒能够直接穿透靶细胞并进行胞吐,从而裂解靶细胞,以此达到增强、提高CIK 细胞的毒性或调节肿瘤细胞对CIK 细胞的敏感性,达到杀瘤效果。而在CIK 细胞抗肿瘤过程中通过非MHC限制性杀伤方式和MHC 限制性杀伤方式来实现杀瘤目的。(1)非MHC限制性杀伤方式:在非MHC限制性杀伤肿瘤细胞过程中,CIK 细胞通过表达黏附分子LFA-1、激活NK 细胞受体(NKG2D、DNAX、NKp30)来识别肿瘤细胞高表达的LFA-1配体,活化的CIK 细胞释放胞质颗粒入细胞外间隔,通过颗粒内含物发挥对靶细胞直接杀伤作用[5,9]。(2)MHC限制性杀伤方式:一些学者认为,在MHC限制性杀伤肿瘤细胞的过程中,DC细胞通过MHC限制的方式呈递抗原给CIK 细胞,激活CIK 细胞中的MHC限制性杀伤功能,达到杀伤、清除肿瘤细胞,更有效地阻止、延缓肿瘤的复发[13]。Verneris等通过对Fas介导的凋亡系统的敏感性的研究发现,CIK 细胞对FasL 高表达的肿瘤细胞具有耐受性,削弱肿瘤免疫逃逸机制。CIK 细胞还能活化肿瘤细胞凋亡基因,使FLIP、Bc-l 2、Bc-l xL、DAD1及survivin基因表达上调,从而诱导肿瘤细胞凋亡。

6 CIK 对各种肿瘤治疗的研究现状

目前CIK 细胞对多种肿瘤细胞系治疗中,已在体外活体肿瘤动物实验及临床前期实验取得预期效果,有望成为治疗肿瘤的新希望。CIK 细胞治疗肿瘤具有杀瘤谱广、杀瘤活性高、增殖速度快、有效期长的特点。相关实验报道,在动物实验及个别自愿病患实体上应用CIK 治疗上副作用小、效果明显,有望成为治疗肿瘤过继免疫治疗的主力军。

6.1 CIK 在晚期乳腺癌中的应用 徐龙等[14]研究发现,在晚期乳腺癌患者身上提取CIK 细胞,经化疗处理后,将自体CIK 细胞治疗与一般对症治疗比较发现,经CIK 细胞治疗患者体内T 细胞亚群明显上升,而对照组的患者体内T 细胞亚群成进行性下降,且自体CIK 细胞治疗后患者临床症状、躯体功能及总健康状况明显改善,且毒副作用轻微。解燕华等[15]进行临床实验研究发现,包括组织学及病理学确诊为乳腺癌到中晚期乳腺癌患者中,自体CIK细胞输注治疗后患者T 细胞亚群明显升高,且近期有效率为85.71%,疾病控制率达88.57%,即CIK细胞在乳腺癌免疫治疗中能够诱导机体产生特异性的免疫反应。

6.2 CIK 在肾细胞癌中的应用 Jisung Kim 等[3]使用CIK 细胞治疗肾细胞癌临床实验中,通过长期随访发现患者平均无进展生存率在CIK 细胞治疗组明显长于对照组(32.2个月和21.6个月;对数秩检验,P=0.032),且无严重不良反应。文献[16]进行临床研究发现,联合DC 细胞及CIK 细胞在晚期肾癌治疗中已获得明显临床疗效。

6.3 CIK 在胃癌中的应用 石亮荣等[17]对100例Ⅲ期胃癌术后采用对照研究发现,采用CIK 细胞持续3周期治疗患者3、5a生存率较单纯化疗组明显高。此外,蒋敬庭等[18]对156例胃癌的临床资料采用回顾性队列分析中得出结论,术后予以化疗联合CIK 治疗后无瘤生存时间、中位总体生存时间明显高于对照组,差异均有统计学意义。

6.4 CIK 在肺癌中的应用 在肺癌临床治疗过程中,使用CIK 细胞治疗组与对照组相比,使用CIK细胞治疗后患者无进展生存率明显高于对照组,无进展生存率(P<0.01)有统计学意义[19]。

6.5 CIK 在血液系统肿瘤中的应用 由于药物能通过血液回输进入机体而更好的到达血液恶性肿瘤病变部位,故临床上有关CIK 治疗血液系统疾病的研究较多。在建立小鼠的AML 移植瘤模型治疗中,CIK 对AML 有较强的杀伤能力并且不引起排斥反应[20]。急性髓细胞白血病治疗中,通过以CD123作为靶抗原过度表达在AML 细胞上,在使用CIK 回输患者治疗体内,结果发现以CD123作为靶抗原产生的anti-CD123能更好的保存正常造血重建及增强CIK 抗白血病细胞的杀伤能力[21]。有研究[22]对9例急性早幼粒细胞白血病患者采用CIK 回输治疗,事先将CIK 标记后通过PET/CT跟踪CIK 对病变部位的作用,接受治疗的9例患者中2例患者3周治疗后完全缓解,6例患者稳定并通过常规疗法后完全缓解。此外,CIK 用于治疗其他血液系统恶性肿瘤[4,11]以及食管癌[23]、肝癌[1]等已取得初步成效。

7 CIK 在脑胶质瘤中的应用现状

由于存在血脑屏障,血液回输CIK 治疗脑部肿瘤较为困难,故国内外有关CIK 细胞治疗胶质瘤研究报道较少。有研究将CIK 细胞注入到胶质瘤原位移植裸鼠模型的肿瘤组织及静脉注射到人胶质瘤皮下移植裸鼠模型都有一定的抑制胶质瘤细胞生长的效应。也有研究将T 细胞缺陷的裸鼠制备皮下胶质瘤种植模型,于肿瘤种植模型中局部注射CIK细胞,发现CIK 细胞能有效地抑制肿瘤生长,长期抑瘤率50%。郭建贵等[24]应用CIK 细胞局部治疗6例显微镜下尽量彻底切除肿瘤的研究中,在严格掌握适应证的前提下,术中行快速冰冻,病理报告为恶性胶质瘤(WHO 分类Ⅲ级以上)的患者埋置Ommaya储液囊;术后结合放、化疗。从首次CIK 细胞治疗到随访终点的平均生存期12.5个月;6例患者中2例完全缓解,1例部分缓解,1例稳定,2例进展,结果初步显示部分病例有一定疗效,且恶性胶质瘤CIK 细胞局部免疫治疗不良反应轻,对症处理均能缓解。

CIK 细胞具有强大的杀瘤活性。在CIK 细胞体外扩增过程中,根据扩增特点可选择性快速体外增殖及增强细胞毒性,满足对机体各型肿瘤的治疗。虽然目前对肿瘤的发病机制及对CIK 细胞抗瘤机制尚未完全清楚,但随着对肿瘤过继免疫治疗的深入研究以及对CIK 基础及临床实验研究,相信CIK细胞应用于临床治疗肿瘤将成为可能。

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