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癌症免疫疗法与癌症疫苗的研制进展

来源:上海情报服务平台
摘要:一直以来,癌症治疗以化疗、放疗及手术这三种传统方法为主。随着癌症治疗研究的不断进展,研究人员对人体自身抵抗癌症的机制有了更为深入的了解,因此,利用人体防御系统发展潜在的癌症治疗及预防手段,即癌症的免疫疗法逐渐成为研究热点。癌症疫苗的研制及应用就是其中一个重要方面。人体防御系统又称为免疫系统,是由免......

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        一直以来,癌症治疗以化疗、放疗及手术这三种传统方法为主。随着癌症治疗研究的不断进展,研究人员对人体自身抵抗癌症的机制有了更为深入的了解,因此,利用人体防御系统发展潜在的癌症治疗及预防手段,即癌症的免疫疗法逐渐成为研究热点。癌症疫苗的研制及应用就是其中一个重要方面。  

        人体防御系统又称为免疫系统,是由免疫细胞(如淋巴细胞)、免疫组织和免疫器官所组成的复杂而协调的网络,能够在分子水平上识别“自我”和“非我”(外物),然后破坏那些被鉴定为“非我”的实体[1]。免疫系统以这种方式清除入侵的病原微生物以及对生物体造成威胁的大分子,抵抗疾病维护机体健康。利用癌症疫苗等手段激发机体免疫系统对癌细胞产生有效识别和清除来治疗、预防癌症即是免疫疗法又可称为生物疗法。目前,癌症疫苗用于癌症治疗还处于研究或临床试验阶段[2]。  

        研究人员最初利用免疫系统预防或抑制癌症生长、扩散的设想,是建立在免疫系统可以随时监测到体内癌细胞的产生并清除癌细胞的基础上;他们认为癌症病人的免疫系统由于癌症或化疗等原因受到破坏,变得微弱甚至崩溃,所以不能产生有效的抗癌免疫应答,免疫系统不能识别并清除癌细胞[3]。然而现在发现这个观点不完全正确。实验结果表明即使免疫系统功能完好,针对癌细胞的强免疫应答也是很难产生的。问题在于,虽然免疫系统可以有效地识别并清除“非我”实体,但是一般来说,却不会将癌细胞识别为  “非我”,因此不会清除癌细胞。通常为了维持机体的健康,免疫系统不仅需要识别、清除外物或异常细胞(如被病毒所感染的),也需要能“无视”或“忍受”正常细胞。癌细胞不会引起有效的免疫应答,原因之一可能是由于癌细胞是从正常细胞演化而来的。尽管癌细胞与正常细胞存在着很大的分子差异,对免疫系统而言癌细胞可能与正常细胞类似,所以能够“忍受”癌细胞而不会清除它们。  

        另外一个原因可能是癌细胞已经发展了能够逃逸免疫系统监测的特殊方式。免疫系统对“自我”和“非我”的识别依赖于淋巴细胞特异的膜受体对抗原的识别。如果癌细胞可以逃避淋巴细胞特异性膜受体的结合,就可以不被免疫系统监测到。研究人员现在了解了部分癌细胞逃逸机制,包括癌抗原脱落,降低能够激活免疫细胞或其他免疫应答的分子和受体数目,使得免疫系统对癌细胞很不敏感[2]。  

        基于以上认识,研究人员正在努力设计有效的癌症疫苗,用以刺激免疫系统产生针对癌症的强免疫应答,从而杀死癌细胞。目前,研究人员主要通过以下一些方法实现癌症的免疫治疗[2,3]:  

        1、寻找鉴别癌细胞独有的抗原,利用这种癌抗原激发免疫系统对癌细胞的清除。癌细胞表面存在一些正常/非癌细胞没有或极少具有的独特分子,如某种蛋白质、醣,可以作为癌抗原用以激发抗癌免疫应答。研究者们希望制备含有癌症特异性抗原的疫苗,注射到人体中,癌抗原刺激免疫系统使癌细胞能够被免疫细胞识别并清除,而正常细胞不会受到影响。

        2、对癌抗原进行修饰,使其免疫原性增加。如稍微改变抗原的氨基酸结构,使癌抗原显得更象“非我”,从而产生免疫应答。  

        3、使细胞表达大量的癌抗原或免疫活性分子,刺激免疫系统产生有效应答。将癌抗原(或者一些免疫活性分子)的编码基因转染到细胞(癌细胞或正常细胞)使其在这些细胞表面大量表达,能够对免疫系统产生有效的刺激从而识别、清除癌细胞。  

        3、用免疫活性的“非我”实体(辅佐物)帮助产生免疫应答。将免疫活性的辅佐物和癌抗原结合,来刺激免疫系统产生对辅佐物-癌抗原结合体的免疫应答,进而同时识别、清除表达癌抗原的肿瘤细胞。  

        4、用可以激活免疫细胞的树突细胞(DCs)或其他抗原呈递细胞(APCs)作为疫苗。包括DCs在内的APCs摄入癌抗原或被癌抗原基因转染后,经过一系列加工处理过程,将癌抗原信息呈递给淋巴细胞,由此激活免疫细胞对癌细胞的识别和清除。

        5、抗独特型抗体(anti-idiotype  antibodies)作为癌症疫苗。一些抗体本身也可以作为其他抗体的抗原,例如首先制备抗原的抗体Ab1,再以Ab1为抗原制备抗体Ab2,由于Ab2与第一种抗体Ab1匹配所以和初始抗原类似,可以代替初始抗原激发类似的特异性免疫反应,Ab2即称为抗独特型抗体。抗独特型抗体疫苗能代替癌抗原激发免疫系统对癌细胞的免疫应答。  

        虽然癌症免疫治疗及癌症疫苗的研究、应用已经取得一些鼓舞人心的结果,但是癌症疫苗仍处于实验阶段,研究结果也存在争议。研究人员仍在探索新型癌症免疫治疗方法,不断改进癌症疫苗的设计,提高疫苗的免疫活性。  

        美国的Mayo  Clinic医学中心于2007年4月17日在其网站发布了该中心研究人员设计出新型乳腺癌疫苗的相关报道[4]。他们设计的这种疫苗可以成功地激活淋巴T细胞,对癌细胞产生强免疫应答。研究人员称该治疗策略比现有正在研究或临床试验的治疗方法更加有效。Pilar  Nava-Parada博士和其同事设计了一种可以激活T细胞的合成肽疫苗。这种癌症疫苗成功地抑制了小鼠的乳腺癌扩散。由于单独使用合成肽疫苗不能触发强免疫应答,研究人员将疫苗和一种Toll-like  受体的刺激物(辅佐物)联合使用。并且为了进一步提高疫苗的有效性,他们还尝试在利用肽疫苗(加辅佐物)激活免疫细胞的同时,引入抗CD25抗体(anti-CD25  antibodies)来抑制会阻碍癌症疫苗发挥作用的调节性T细胞的产生,通过这两种策略的联合可以成功地触发针对癌症的强免疫应答。  

        通过使用癌症疫苗等手段激发、增强人体对癌症的主动性免疫能力来预防、抵抗癌症的免疫疗法很可能成为继化疗、放疗和手术三个传统治疗方法后一个非常具有普遍应用潜力的抗癌方法。虽然单独使用免疫疗法的临床效果离普遍应用还有相当差距,但是与传统疗法的结合使用可能显示出更好的效果。在给病人手术或化疗、放疗的同时,通过提高病人自身免疫能力来巩固治疗,防止癌症复发也成为了比较流行的治疗策略。

  

        参考文献

        [1]  王镜岩,朱圣庚,徐长法主编  《生物化学》,高等教育出版社,2002  第三版,P270

        [2]  http://www.cancer.gov/clinicaltrials/learning/cancervaccines

        [3]http://www.cancer.gov/clinicaltrials/learning/cancervaccines/page4

        [4]  http://www.mayoclinic.org/news2007-rst/4006.html
作者: 2007-5-17
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