CIK细胞的特点及在消化系统肿瘤免疫治疗中的研究进展

张正群 马兴刚

•综述•

CIK细胞的特点及在消化系统肿瘤免疫治疗中的研究进展

张正群 马兴刚

肿瘤过继细胞免疫治疗（ACI）是一种新的肿瘤治疗技术，是继传统的手术、化疗、放疗等肿瘤治疗方法的又一治疗模式，被Science评选为2013年十项重大突破之首。细胞因子诱导的杀伤细胞（CIK）因其具有独特性、可行性、有效性及安全性等，已成为肿瘤免疫治疗的首选方案，但CIK细胞的杀伤机制尚不完全清楚，而且CIK细胞治疗技术仍处于临床实验阶段，有待进一步深入研究及突破，本文从CIK细胞的生物学特性、杀伤机制以及CIK细胞对于消化系统肿瘤的基础和临床应用的研究进展的几个方面进行综述。

消化系统； 免疫治疗； CIK细胞

消化系统肿瘤是常见的恶性肿瘤，据国际癌症研究机构2009年的一项统计数据研究资料显示，全球范围内每年约有超过10万的结直肠癌新发病例，五年生存率仅接近50%，而胃癌位居世界范围内最常见的恶性肿瘤的第四位，在亚洲，日本和我国更是胃肠道肿瘤的高发区。同时中国是食管癌高发国家，也是食管癌病死率最高的国家。而肝细胞癌也是全世界第三常见的癌症，其恶性度高，严重威胁到人类的健康健康。目前，消化系统肿瘤的治疗仍以手术为主，辅以局部放疗和全身化疗，而以肿瘤免疫治疗为基础的肿瘤生物治疗作为现代肿瘤治疗的新型模式越来越受到重视，且被Science评选为2013年十项重大突破之首。常用于细胞免疫治疗的细胞包括细胞因子诱导的杀伤（cytokine-induced killer cells，CIK）细胞、树突状细胞（dendritic cell，DC）、自然杀伤（natural killer，NK）细胞等。CIK细胞是一种新型的免疫治疗细胞，它是将人静脉血或脐血中单个核细胞在体外通过多种细胞因子诱导培养一段时间后获得的一群免疫活性细胞，具有T淋巴细胞性和非主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex，MHC）限制性强大的抗瘤活性，因其具备增殖速度快、杀瘤活性高、杀瘤谱广等优越性，已成为细胞免疫治疗的首选方案，CD3＋CD56＋T细胞是CIK群体中的主要活性细胞［1］。

一、CIK细胞生物学特点

CIK细胞是一种新型的过继免疫治疗细胞，其体外增殖能力远优于淋巴因子激活的杀伤细胞（lymphokine activated killer cells，LAK），经10天左右培养后就可以达到临床抗肿瘤效应细胞所需的细胞数量。CIK细胞具有广泛的、强大的杀伤肿瘤细胞的作用，对具有耐药性的肿瘤细胞的杀伤活性也无明显减弱［2］。CIK细胞对不同来源的肿瘤细胞均具有相似的细胞毒性作用，并且对一般的肿瘤干细胞样细胞也具有细胞毒性作用［3］，已成为生物治疗的首选方案。CIK细胞的增殖量及其细胞杀伤活性的大小与不同来源血及其培养过程中添加的细胞因子有密切关系［4-5］，Kim等［6］实验说明加入CIK细胞培养体系中的不同的外源性细胞因子所起的作用不同，例如IL-2在CIK细胞增殖过程中起关键作用，它一方面能刺激CIK细胞数量增长，另一方面能促进CIK细胞杀伤活性的增强。CD3抗体激发T细胞的增殖，而IFN-γ、IL-1β、TNF-α则主要用于增强其细胞活性。收获的CIK细胞是异质细胞群，一般95%以上的细胞表达CD3＋，其中包含NK细胞，但量少。CIK细胞主要的活性群体是一群终末分化的淋巴细胞，主要为表面表达CD3＋CD56＋的淋巴细胞。在单个核细胞中，原有CD3＋CD56＋T表达率很低；经过体外细胞因子诱导培养以后，表达CD3＋CD56＋T的细胞迅速大量增殖［7］，这些细胞来源于单个核细胞中的CD3＋CD56-T细胞，是由CD3＋CD56-T细胞中的CD4-CD8＋细胞诱导而获得的。CIK细胞还表达部分NK细胞的受体，如NKG2D、DNAM-1等，NKp30也有少量表达［8］。

二、CIK细胞杀伤肿瘤的机制

至今CIK细胞对肿瘤的杀伤机制尚不完全明确，目前经研究证明可能有以下机制：（1）CIK细胞因其表面的CD3样受体结合而被激活，CD3与MHC-TCR结合，参与信息传递，导致毒性颗粒介导的杀伤作用，同时提高机体的免疫功能［9］；（2）NKG2D受体在CIK细胞的抗肿瘤过程中起重要的作用，使用NKG2D的抗体干预可以极大程度地降低CIK细胞的抗肿瘤活性［10］。目前已经发现有许多NKG2D配体可以通过NKG2D活化免疫细胞，从而激活免疫应答。其中最重要的，也是最早发现的配体是人类MIC（major histoeompatibiitye complex class1chain-related moleeules）。其中只有MICA、MICB编码、表达和转录。MICA和MICB这两个基因的编码区的同源序列高达90%，但与经典的人类白细胞抗原（human leukoeyteantigen， HLA）分子同源性仅有30%［11］。肿瘤细胞表面NKG2D配体是机体免疫细胞识别肿瘤的关键分子，提高NKG2D配体的表达，被认为是增强免疫细胞的杀伤活性的可能机制之一［12-13］；（3）CIK细胞表达淋巴因子功能相关抗原（lymphocyte function-associated antigen 1，LFA-1），而易感的靶细胞表达其配体细胞间黏附分子（inter cellular adhesion molecule 1，2，3，ICAM-1，2，3），CIK细胞通过LIF-1/ICAM-1系统与靶细胞结合，释放颗粒酶和穿孔素对靶细胞产生MHC非限制性杀伤作用［14］；（4）活化肿瘤细胞凋亡基因和通过死亡受体（TNF-α、FasL）活化caspase级联反应，促进肿瘤细胞凋亡［15-16］。孙抒等［17］通过实验发现CIK细胞对MGC-803胃癌细胞的抑制和诱导凋亡作用，发现CIK细胞可能通过调控降低P53蛋白的表达而促进细胞凋亡；（5）分泌多种细胞因子，如IL-2、TNF-α、IFN-γ等，可以直接抑制肿瘤细胞及调节免疫功能［18］。

三、CIK细胞杀伤消化系统肿瘤细胞的基础研究进展

Kim等［19］体外实验发现，在30：1（效靶比）的比例下CIK细胞杀死了大约58%的人胃癌MKN74细胞。CIK细胞的培养体系虽然逐渐趋于完善，但仍处于临床试验阶段。如何获得足够数量并具有高细胞毒活性的CIK细胞已成为研究热点［20］。Shi等在常规培养CIK细胞体系中增加刺激因子CD28单克隆抗（CD28 monoclon antibody，CD28 mAb）、白介素15（interleukin-15，IL-15）和IL-21后获得的CD3＋CD56＋T为功能特征的异质群T淋巴细胞，其增殖能力、细胞因子分泌和杀伤活性明显提高［21］。Huang等［22］将CD133/CD3双功能抗体在体外修饰结合到CIK细胞上，将其作用于胰腺癌细胞SW1990和肝癌细胞Hep3B中高表达CD133的肿瘤干细胞，观察其杀伤效果，结果证明针对特定抗原的特异性抗体修饰CIK细胞能有效提高CIK细胞的靶向性和治疗效果。刘洪一等［23］将SWlll6细胞种植裸鼠后，建立裸鼠结肠癌模型，分为3组分别经静脉注入生理盐水、CIK细胞及CIK细胞及双特异性抗体，结果CIK组和CIK及双抗组均可抑制肿瘤生长，抑瘤率分别为29.70%和65.02%，各组在瘤体积、瘤重、抑瘤率等方面比较都有显著差异。说明CIK细胞本身可以抑制肿瘤细胞的生长，在加入抗CD3抗癌胚抗原（CEA）双特异性单链抗体后抑瘤作用明显增强，其原因可能是CIK细胞结合了双特异性抗体后，具有更好的肿瘤靶向作用。王美梅等［24］通过白桦酯酸对人CIK细胞杀伤胃癌细胞株SGC-7901作用的研究中证实白桦酯酸能够显著促进CIK细胞增殖（P＜0.05），经白桦酯酸诱导后的CIK细胞杀伤胃癌SGC-7901细胞的活性明显提高（P＜0.05），其机制可能与活化ERKl/2信号通路、增强信号接头蛋白SLP-76、LAT表达和上调CIK细胞表面穿孔素和颗粒酶B、CDl07a的表达有关。Yu等［25］在研究IL-24时发现，将IL-24基因转染到DC细胞中，将转染的DC细胞和CIK细胞共培养，研究共培养的CIK细胞杀伤肝细胞癌细胞系SMMC7721的活性，其研究结果表明转染了IL-24基因的DC细胞可以分泌更多的细胞因子如IL-12、TNF-a等，而与其共培养的CIK细胞对肝细胞癌细胞系SMMC7721的杀伤活性也有显著提高。陈艳等［26］研究显示表达新型干扰素的CIK细胞体外可以发挥联合抗结肠癌效应。

四、CIK细胞在消化系统肿瘤临床应用中的研究进展

CIK细胞临床试验最多的国家是中国，Li等［27］对国内20多个CIK细胞临床试验做了统计学分析，涉及消化系统的肝癌、胃癌及其他系统恶性肿瘤，其中5例是DC-CIK联合治疗，其余为CIK治疗，总有效率达50%。Shi等［28］报道了自体CIK细胞联合化疗在晚期胃癌临床应用中的治疗效果，研究观察151例患者，将其分成两组，一组仅给予化疗（对照组）；另一组给予CIK细胞联合化疗（实验组）。治疗后，实验组的疗效显著高于对照组，且患者的免疫功能和生活质量都显著优于对照组。表皮生长因子受体（epidermal growth facor receptor，EGFR）靶向药物已成为肿瘤治疗的热点，研究表明多种实体瘤中存在EGFR高表达或异常表达，并与治疗无效、预后差、病情恶化相关［29］。目前CIK细胞联合靶向药物治疗已运用于临床，索拉菲尼（Sorafenib）是一种常用的多酶抑制靶向抗肿瘤药物。它不仅能通过RAF/MEK/ ERK信号通路直接对抗肿瘤细胞增殖，同时还可以抑制VEGFR和PDGFR进而阻断肿瘤血管生成，间接抑制瘤体生长。李建旺等［30］的临床观察结果表明CIK-DC细胞联合索拉菲尼治疗晚期肝癌可使索拉菲尼副反应减轻、对不宜进行手术或化疗晚期的肝癌患者具有改善症状（疲劳乏力、食欲不振等）、提高生活质量的作用。目前，经大量的临床研究发现CIK细胞与DC联合治疗肿瘤，已经获得较好的临床效果，可能的机制是CIK细胞与DC混合以后，提高了DC的抗原递呈能力，并促进了CTL的增殖［31-32］。肝动脉化疗栓塞术（transcatheter arterial chemoembolization，TACE）当前被认为是中晚期肝癌的首选治疗手段。但TACE治疗后的复发率以及生存率仍不理想。经临床研究发现TACE后加以CIK细胞治疗，不仅可以显著提高其疗效（包括提高患者的免疫力、减少复发，延长无进展生存和总生存期），还可以减轻化疗药物对肝脏的毒性作用。Huang等［33］一项回顾性研究对比了TACE及射频消融（radiofrequeneyab lation，RFA）联合CIK细胞治疗和传统TACE联和RFA治疗。该研究结果表明从预防肿瘤复发、转移以及改善患者预后提高生存等方面来看，TACE加RFA联合CIK治疗比单独（TACE＋RFA）微创治疗有显著的优越性。2013年Wang等［34］研究将CIK细胞通过腹膜灌注加局部射频高温治疗不仅可以通过物理方式清除肿瘤细胞，还能促进CIK细胞与肿瘤细胞的结合进而提高CIK细胞杀伤肿瘤的效率。而且局部射频高温还使得CIK细胞能够更有效的对肿瘤细胞进行渗透。

综上，CIK细胞的发现为后继肿瘤过继免疫治疗研究提供更高平台。CIK细胞抗肿瘤治疗现已逐渐趋于完善，但CIK细胞应用于肿瘤治疗仍处于临床实验阶段，而且缺乏前瞻性及大样本的临床研究，还有很多问题有待解决，例如CIK细胞的抗肿瘤机制尚未完全明确、培养增殖技术还有待进一步优化，其治疗的适应证、应用方法及疗效评估等也需进一步系统规范。因此CIK细胞依然是目前研究的热点。随着对生物免疫作用机制的不断探索以及对规范化生物免疫治疗体系的逐渐深入研究，CIK细胞过继免疫疗法将在消化系统肿瘤治疗中产生新的突破。

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The characteristics of CIK cells and the research progress in immune therapy of digestive system tumors

Zhang Zhengqun, Ma Xinggang. Department of Gastroenterology, Hospital of Huaian Aff i liated to Xuzhou Medical College (Second People′s Hospital of Huaian), Huaian 223002, China
Corresponding author: Ma Xinggang, Email:hamxg@sian.com

Tumor adoptive cellular immunotherapy is a new tumor treatment technology, is following the traditional surgery, chemotherapy, radiation therapy, and treatment of tumor treatment methods, such as model, has been named by Science for fi rst ten major breakthrough in 2013. Of cytokine induced killer cells (cytokine induced killer cells, CIK cells) because of its uniqueness, feasibility, effectiveness and safety, etc., has become the preferred scheme of tumor immunotherapy, but CIK cells killing mechanism is not fully clear, and CIK cell treatment technology is still in the clinical trials, remains to be further in-depth study and the breakthrough, this paper from the biological characteristics of CIK cells, killing mechanism and CIK cells on the basis of digestive system tumors and summarized the research progress of clinical application of several aspects.

Digestive system; Immunotherapy; CIK cells

2016-09-12）

（本文编辑：杨明）

10.3877/cma.j.issn.2095-3224.2017.01.011

淮安市科技局S科技支撑计划（社会发展）基金（No.HAS2013022）

223002 淮安，徐州医学院附属淮安医院（江苏淮安市第二人民医院）消化科

马兴刚，Email：hamxg@sian.com

张正群, 马兴刚. CIK细胞的特点及在消化系统肿瘤免疫治疗中的研究进展[J/CD].中华结直肠疾病电子杂志, 2017, 6(1): 52-55.