肿瘤的生物治疗进展

许大辉，崔乃强

在肿瘤微环境中, 存在大量免疫抑制性细胞因子如IL-10、肿瘤生长因子-β(tumor growth factor-β，TGF-β)，调节性T 细胞(T regulatory cells，Treg)和产生IL-10 的I 型Treg细胞(type 1 regulatory T cells，Tr1)等。肿瘤细胞又特征性低表达主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex，MHC)和协同刺激分子如CD80、CD86等，这均可使肿瘤细胞逃逸机体免疫监视系统。肿瘤生物治疗就是通过某种方式激发或调动机体免疫功能,增强肿瘤微环境中各种抗肿瘤能力, 从而控制和杀伤肿瘤细胞。

1 基本概念

肿瘤生物治疗的理论基础是生物反应调整因子(biological response modifier ,BRM)，是Oldham于上世纪80年代初提出来的。该理论认为，在肿瘤发生和发展中, 机体防御系统和肿瘤细胞之间失去平衡, 通过补充或刺激机体内自然的BRM物质, 如干扰素、各种细胞因子、单克隆抗体、肿瘤抗原及疫苗、肿瘤杀伤细胞等，在细胞和分子水平上将机体生物反应重新调整到正常的动态平衡, 肿瘤则会消退或消亡。同年代Rosenberg发现被IL-2体外激活的淋巴细胞(lymphokine activated killer，LAK) 对多种肿瘤细胞有强大的杀伤作用,并用于多种肿瘤的治疗且取得了一定疗效,由此初步建立了现代肿瘤生物治疗的理论和技术基础。

肿瘤的生物治疗是通过调动机体的天然防御机制，或人为地给予机体某些生物物质，来取得抗肿瘤的效果,是继手术、放疗和化疗三大常规治疗后的第4 种重要的治疗手段。它利用各种生物治疗的制剂和手段，来增强机体的免疫功能,以达到控制和杀灭肿瘤细胞的目的。其作用机制主要是通过IL-12 家 族中的细胞因子、miRNAs、TLR、TRAIL 和DC-CIK等靶标来实现。

2 治疗机制

2.1 IL-12家族细胞因子 IL-12家族细胞因子源于活化的抗原呈递细胞如巨噬细胞和树突状细胞产生，其相应受体高表达于T细胞、NK细胞等免疫细胞。IL-12通过活化起传导与激活信号作用的转录分子4(signal transducers and activators of transcription molecules 4, STAT4)信号转导途径诱导NK 细胞和T 细胞产生IFN-γ,IFN-γ促进Th1 细胞分化，并上调MHCI/II类分子、ICAM-1等黏附分子和T-bet等转录调节分子的表达,产生抗肿瘤免疫反应。IL-23 通过活化STAT3诱导炎症反应, 包括产生IL-17 促进肿瘤发生、发展。IL-27 通过激活与NK、抗血管生成、直接抑制肿瘤细胞的生长等效应发挥抗肿瘤活性。有研究表明，IL-27 诱导下可激活细胞STAT1信号通路,上调MHCI类分子表达,发挥抑制肿瘤细胞生长的作用[1]。IL-35是Treg细胞分泌的抑制性细胞因子, 可抑制效应性T细胞增殖和Th17细胞的分化，参与对其T细胞亚群的负调控过程[2-4]。

2.2 miRNAs

2.2.1 miRNAs对肿瘤免疫原性的影响 肿瘤细胞的低免疫原性除与其本身抗原的低表达、抗原调变影响免疫应答相关外，还与表面分子的表达异常( 包括免疫激活型分子的低水平表达，或是免疫抑制型分子的过度表达) 有关。而miRNAs参与调控肿瘤表面分子ICAM (intercellular adhesion molecule) 、B7(CD80/86)、人白细胞抗原-G(human leucocyte antigen-G,HLA-G)的表达，从而影响肿瘤的免疫原性。已有研究表明，miR-222或miR-339与ICAM-1、miR-513与B7-H1、miR-148及miR-152与HLA-G的表达有相关性[5]。

2.2.2 miRNAs与肿瘤免疫微环境平衡的关系 在肿瘤微环境中，存在大量炎性细胞因子与免疫抑制性细胞因子、免疫效应细胞与免疫抑制性细胞，而miRNAs正可通过调节它们的表达介导肿瘤免疫，如miR-122和miR-378抑制IL-1α的表 达[6]，TGF-β 通 过Smad 通 路 上 调miR-21 的 表 达、miR-106a调控IL-10的表达[7]。在宫颈癌、结肠癌、前列腺癌等多种癌症中，miR-17-5p、miR-20a、miR-93、miR-106b、miR-372、miR-373、miR-520c、miR-376a 及miR-433 等miRNAs 呈高水平表达，进而下调肿瘤细胞表面MICA 和MICB 的表达[8]。miR-17-92 的过表达可能促进了T 细胞向Th1 型细胞分化[5]。miR-155 靶向调节SOCS1 基因的表达，参与调控Tregs 细胞的自我平衡[9]。在荷瘤小鼠模型中，miR-17-5p 和miR-20a 可以直接靶向下调STAT3 的表达，且转输过表达miR-17-5p或miR-20a，肿瘤的生长较对照组减慢[10-11]。

2.3 TLRs TLRs 广泛表达于各类肿瘤组织中, 尤其TLR4更具有广谱表达性和高表达性。He等[12]发现，TLR4激活后能够通过p38 MAPK 依赖的方式促进人肺癌细胞分泌大量免疫抑制性因子, 如TGF-β、VEGF和IL-8。TLR4的配体亦能诱导肿瘤细胞抵抗TNF-α和TRAIL诱导的凋亡。研究还发现，TLRs 能促进肿瘤细胞抵抗化疗药物诱导的凋亡。Wang等[13]的研究证实, TLR4信号能够促进肿瘤细胞分泌大量的巨噬细胞炎性蛋白MIP-3(又称CCL20),继而招募大量未成熟的DC进入肿瘤组织参与肿瘤的免疫逃逸。

2.4 TRAIL 现有的研究证实，TRAIL 对于大多数来自骨髓、前列腺、乳腺、肺、肾、脑和皮肤的恶性肿瘤细胞有抑制生长和细胞毒性效应，而人体的正常细胞则耐受TRAIL诱导的凋亡耐受。TRAIL通过与特异性死亡受体DR4/DR5结合，经线粒体依赖或非依赖途径而传导凋亡信号[14]。

2.5 DC-CIK DC 细胞是目前所知功能最强且唯一能激活初始性T细胞的抗原提呈细胞，可有效诱发肿瘤宿主对特异性抗原的免疫应答，提高肿瘤宿主免疫效应细胞的细胞毒活性，进而抵制肿瘤细胞的免疫逃逸。CIK是外周血淋巴细胞在多种细胞因子（γ干扰素、抗CD3 单克隆抗体、白介素-1和白介素-2）定向诱导下形成的肿瘤杀伤细胞。联合应用DC-CIK 细胞，可能对提高肿瘤患者的免疫功能有一定帮助。Mafia S等[15]将外周血来源的CIK细胞和同源DC细胞共同培养后发现，二者的增殖能力明显增强，细胞因子的分泌量明显增高，CIK细胞对肿瘤细胞的杀伤活性也显著提高。

3 临床应用

上世纪80 年代中叶, Rosenberg 等建立了现代肿瘤生物治疗的理论基础起，经过20余年的试验研究与临床应用，至今肿瘤生物治疗已成为肿瘤综合治疗中的又一模式。目前主要包括免疫治疗、基因治疗、抗血管生成治疗等。

肿瘤免疫治疗主要包括肿瘤疫苗治疗、细胞因子治疗、过继性细胞免疫治疗及单克隆抗体免疫治疗等。肿瘤疫苗是近年来国内外研究的热点之一,利用肿瘤细胞或肿瘤抗原物质诱导机体的特异性细胞免疫和体液免疫反应,增强机体的抗癌能力,阻止肿瘤的生长、扩散和复发。目前，用于抗肿瘤研究的细胞因子主要有干扰素类、白细胞介素类、集落刺激因子类等，其中以IFN-α、IL-2、粒-巨噬细胞集落刺激因子为多，而过继性细胞免疫包括淋巴细胞因子活化的杀伤细胞、自然杀伤细胞、肿瘤浸润淋巴细胞、DC- CIK等。单克隆抗体免疫疗法的现有研究结果表明，肿瘤分子靶向治疗具有较好的安全性和有效性,如小分子表皮生长因子受体（eepidermal growth factor receptor，EGFR）、酪氨酸激酶抑制剂、抗EGFR单克隆抗体、抗血管内皮生长因子单克隆抗体以及其他分子靶向治疗药物, 已在临床中取得较好的疗效[16]。

肿瘤基因治疗是利用细胞工程技术，将外源的目的基因导入人体靶细胞或组织，以取代有缺陷的基因, 通过其正常表达, 以达到防治肿瘤的目的。其基本策略主要有引入抑癌基因、自杀基因、抗耐药基因或反义核酸技术等。目前已有基因转导P53(如AV-P53), 基因转导的DC(如AAV-BA46-D C)、基因转导的TIL(IL-2 和TNF-A)等用于各期临床研究, 疗效有待进一步的临床评价[17]。

肿瘤的持续生长依赖于新血管的生成, 肿瘤血管生成过程受到血管生成刺激因子和抑制因子的双重调节，如血管内皮生成因子、转化生长因子、碱性纤维母细胞生长因子、血小板源性生长因子等及金属蛋白酶抑制剂、血管生成抑素、内皮抑素、8Flt-1等。整合素avB3在血管的生成过程中具有重要作用, 并且抗整合素avB3抗体具有明显的抗肿瘤效应。

4 黄芪多糖的应用

黄芪是常用的滋补中药材。在中医理论中, 黄芪性微温, 味甘, 归肺、脾经, 具有补气升阳、固表止汗、托毒生肌、利尿退肿之功效。 目前认为, 黄芪的抗肿瘤作用通过促进免疫分子生成与免疫细胞功能、诱导肿瘤细胞的凋亡、诱导细胞分化、干预肿瘤细胞代谢、抑制肿瘤血管生成等机制来实现。

黄芪主要的有效成分之一黄芪多糖(astragalus polysaccharide，APS) 具有调节免疫、抗肿瘤、抗氧化、保护血管等功能。其在免疫调节方面的作用包括提高体液免疫和细胞免疫、活化B 细胞和巨噬细胞、刺激NK 细胞增殖、增强树突状细胞的功能, 并对细胞因子有一定调节作用[18]。黄芪多糖可通过促进树突状细胞的成熟、巨噬细胞的吞噬作用、诱导抗凋亡因子和降低凋亡因子水平（如bcl-2 和NF-κB）、调节抗肿瘤细胞因子如白介素、肿瘤坏死因子水平等途径发挥其促进肿瘤免疫、双向调节的作用。

刘立民等[19]研究发现，APS 可以使pDC 分泌的IFN-α、TNF-α、IL-6 量增加, 促进pDC 向DC 的分化。提示APS 可以通过pDC途径来增强人体的体液免疫和细胞免疫, 有望成为以pDC 为基础的免疫治疗中的有效佐剂。对于APS 增强pDC 成熟的机制，他们推测可能与pDC 上的TLR9 有关。陈朝俊等[20]研究表明，黄芪多糖可以上调DC膜表面与抗原递呈相关的HLA-DR、CD86 等共剌激分子的高表达，对促进DC 的分化与成熟，有着显著的影响，并增加DC 的免疫活性。有研究证实[21]，黄芪多糖诱导的DC 能明显提高CIK 对肿瘤细胞的杀伤活性。提示黄芪多糖作为DC-CIK 过继性细胞免疫肿瘤治疗的辅助治疗有很好的应用前景。

5 结语

生物治疗作为继手术、放疗、化疗后的一种新兴的肿瘤治疗方式，已经呈现出它的光明前景。其主要包括基因、免疫、抗血管生成治疗等几方面，主要通过IL-12 家族细胞因子、miRNAs、TLRs、TRAIL、DC-CIK 等作用靶标的相关机制发挥抗肿瘤作用，且目前已有相关实验研究与临床应用的佐证。中医中药作为中华民族的传统医学，亦在肿瘤生物治疗方面表现出它的一定优势。由于一种中药可能包含多种有效成分，作用于多个靶标，已经在肿瘤治疗方面暂露头角。黄芪便是其中的重要代表，它通过促进免疫分子生成与免疫细胞功能、诱导肿瘤细胞的凋亡、诱导细胞分化、干预肿瘤细胞代谢、抑制肿瘤血管生成等机制来发挥抗肿瘤作用。已有实验研究与临床应用证明，黄芪的主要有效成分黄芪多糖，可通过作用于细胞因子、DC-CIK细胞、TLR等靶标发挥抗肿瘤作用。但因中医中药抗肿瘤作用机制尚有待进一步证实，且中药往往有效成分非单一成分，故将其作为肿瘤生物治疗的又一方式，还需充足的实验研究与临床应用去证实它的有效性与可靠性。

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