肿瘤免疫的肿瘤抗原

失控的进行性生长和向他处转移是恶性肿瘤的基本特征。及早手术切除原发肿瘤迄今仍是最有效的治疗方法。但外科手术是一种局部疗法，采用所谓的根治术或超根治术也不可能消灭全部瘤细胞。即使没有转移临床表现的相当早期的恶性肿瘤病人，术后经过或长或短的时间，有些也出现了转移，这说明术后必然残留下来的瘤细胞还需认真对待。有的研究发现，在麻醉和手术过程中，病人血流内即可找到瘤细胞，所幸这与术后转移的发生频率无必然联系。瘤细胞在迁徙过程中大部分可能被机体的免疫系统消灭。放射治疗和化学治疗是沿用已久的肿瘤常规治疗方法。放射治疗也是一种局部治疗。术后放疗可以消灭未切除干净的原发瘤，但不能对付已经扩散的瘤细胞。化学治疗是一种全身治疗，可以对付蔓延全身各处的瘤细胞，化疗遵循一级动力学原理，每剂化疗消灭一定百分比的瘤细胞，因此在理论上，化疗不能将最后剩下的少数瘤细胞完全消灭。那些最后幸存的瘤细胞，大概也要靠机体的免疫系统去处理。这便是用免疫治疗配合常规疗法以减少转移、复发的依据。多数人类肿瘤的抗原性弱，不易刺激特异性免疫反应的产生。肿瘤通过产生免疫抑制因子和其他途径又对免疫系统产生压抑作用，使肿瘤免疫反应，不论是特异的还是非特异的，难以启动和发挥作用。面对这种形势，所谓过继性免疫疗法应运而生，这就是将现成的有杀伤威力的免疫细胞成分输给病人。最成功的尝试是用 LAK细胞。动物实验和临床初步应用结果都证实，向体内输入大量LAK细胞，甚至可以使业已形成的肿瘤转移灶消失。具体步骤是用细胞分离机将病人（或其他正常人）外周血中的白细胞分离出来，在IL-2存在条件下体外培养3～5天。这种处理不但可以诱导出具有广谱杀瘤作用的LAK细胞，而且使细胞大量繁殖。因此，输血病人体内的LAK细胞在质和量上都足以克服肿瘤的干扰和抵抗，收到满意的效果。为了保持LAK细胞在体内的活性，在回输LAK细胞的同时，还需注射大剂量IL-2。大剂量IL-2可引起严重的毒副反应，是这种疗法的重要缺点。是一种尝试是从肿瘤组织中分离出浸润的淋巴细胞(TIL)，在体外作类似的处理。实验证明，经IL-2活化的TIL的杀伤活性比LAK细胞强；初步临床应用，疗效比用 LAK细胞有所提高。但在一部分病例中疗效不明显，其原因正在探索中。

【细胞免疫机制】
一、T细胞
MHC-I 限制的CD8+细胞毒性T细胞（CTL）：为抗肿瘤免疫的主要效应细胞，其杀伤肿瘤细胞的机制：
①其抗原受体识别结合肿瘤细胞上的肿瘤抗原，通过溶细胞作用直接杀伤肿瘤细胞；②通过分泌多种细胞因子（如IFN-γ、TNF等），间接杀伤肿瘤细胞。
MHC-II 限制的CD4+辅助性T细胞（Th）：其参与抗肿瘤免疫效应主要是通过其释放的细胞因子（如IFN-γ、IL-2等）激活NK细胞、巨噬细胞，并增强CD8+CTL的杀伤功能而实现，但也有一定的直接杀伤肿瘤的作用，其在很多情况下对 抗肿瘤细胞免疫应答的诱导及免疫记忆的维持是必不可少的。
γδ+T细胞与CTL相似，可直接杀伤肿瘤细胞，发挥抗肿瘤作用，但不受MHC限制，此类细胞还可分泌IL-2/4/5、GM-CSF和TNF-α等细胞因子，发挥抗肿瘤作用。此外，在IL-2的作用下，γδ+T细胞能够以肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）或淋巴因子激活杀伤细胞（LAK）的形式杀伤肿瘤细胞。

二、NK细胞
是一类在抗肿瘤免疫早期起重要作用的效应细胞，是机体抗肿瘤的第一道防线。NK细胞是细胞免疫中的非特异性成分，不依赖抗体或补体，无需预先致敏即可直接杀伤肿瘤细胞，可能的机制：
①释放细胞毒性因子或穿孔素介导溶细胞作用，其杀伤作用无肿瘤特异性、MHC限制性和免疫记忆性；②通过Fas/FasL途径诱导肿瘤细胞凋亡；③NK细胞表面的FcγR可与覆盖在肿瘤细胞表面抗体的Fc段结合，通过ADCC作用而杀伤肿瘤细胞；④il-2/12/15、IFN等可在体内外增强NK细胞的细胞毒作用，故T细胞免疫应答可增强NK细胞活性。

三、巨噬细胞
既可作为抗原提呈细胞（APC）启动免疫应答，也可作为潜在效应细胞溶解肿瘤细胞。其杀伤肿瘤细胞的机制如下：
①作为APC将肿瘤抗原提呈给T细胞，并通过分泌IL-2/12促进其激活，以诱导特异性抗肿瘤细胞免疫应答；②活化的巨噬细胞与肿瘤细胞结合后，通过释放溶酶体酶等直接杀伤肿瘤细胞（其强弱与进入肿瘤细胞内的酶的量有关）；③巨噬细胞表面有FcR，可通过特异性抗体介导的ADCC效应杀伤肿瘤细胞；④活化的巨噬细胞可分泌TNF、NO等细胞毒性分子简介杀伤肿瘤细胞（TNF可能是介导巨噬细胞杀伤作用的主要成分）。
四、树突状细胞（DC）
可高度表达MHC-I/II、B7和ICAM-1等免疫相关分子，参与肿瘤抗原的提呈，在体内外均有激发针对肿瘤的初次和再次T细胞应答的功能；内皮细胞被TNF-α，IFN-γ等激活后具有细胞毒活性，也可杀伤某些肿瘤细胞。

【体液免疫机制】
一、提呈肿瘤抗原
B细胞以其BCR捕捉肿瘤细胞释放（或分泌、脱落）的可溶性抗原，加工处理后与MHC-II 类分子结合，诱导CD4+ T细胞对肿瘤的免疫应答。
二、分泌抗体介导肿瘤杀伤效应
①补体依赖的细胞毒作用（CDC）：细胞毒性抗体IgM和某些IgG亚类（G1/G3）与肿瘤细胞结合后，在补体参与下溶解肿瘤细胞，但CDC仅可杀伤单个肿瘤细胞，对实体瘤无效。
②抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（ADCC）：IgG抗体通过Fab段与肿瘤细胞结合后，又可通过Fc段与表达FcγR的多种效应细胞（如巨噬/NK/中性粒细胞）结合发挥ADCC效应，溶解肿瘤细胞。该类细胞介导型抗体比上述补体依赖型抗体产生快，肿瘤形成早期即可在血清出现。
③抗体的调理作用：吞噬细胞在有IgG类抗体存在时，通过其表面的FcγR，可显著增强对以结合抗体的肿瘤细胞的吞噬能力。
④抗体封闭肿瘤细胞表面的某些受体：例如转铁蛋白可促进某些肿瘤细胞生长，而其抗体可通过封闭肿瘤表面的转铁蛋白受体抑制肿瘤生长。
⑤抗体使肿瘤细胞的粘附特性改变或消失：抗体与肿瘤细胞结合后，使肿瘤细胞的粘附特性改变甚至消失，从而限制肿瘤细胞的生长及转移。

肿瘤抗原是指细胞恶性变过程中出现的新抗原（neoantigen）物质的总称。 细胞恶性变过程中由于基因突变或正常静止基因的激活都可以产生新的蛋白分子。这些蛋白质在细胞内降解后，某些降解的短肽可与MHCⅠ类分子在内质网中结合，并共表达于细胞表面，成为被CD8 CTL识别和杀伤的肿瘤特异抗原。此外，某些细胞在恶性变后，可使正常情况下处于隐敝状态的抗原决定簇暴露出来，成为肿瘤相关抗原，可被B细胞识别产生抗肿瘤抗体。
已在动物自发性肿瘤和人类肿瘤细胞表面都发现了肿瘤抗原。为了叙述方便，一般将肿瘤抗原进行分类，下面介绍两种对抗肿瘤抗原分类方法。 （一）肿瘤特异抗原
肿瘤特异抗原（tumorspecificantigen TSA）是指只存在于某种肿瘤细胞表面而不存在于正常细胞的新抗原。这类抗原是通过近交系小鼠间进行肿瘤移植的方法证明的实验过程，先用化学致癌剂甲基胆蒽（methyl-cholanthrene,MCA）诱发小鼠皮肤发生内瘤，当肉瘤生长至一定大小时，予以手术切除。将此切除的肿瘤移植给正常同系小鼠后可生长出肿瘤。但是，将此肿瘤植回原来经手术切除肿瘤的小鼠，则不发生肿瘤，表明该肿瘤具有可诱导机体产生免疫排斥反应的抗原。鉴于此类抗原一般是通过动物肿瘤移植排斥实验所证实，故又称为肿瘤特异移植抗原（tymor spicific transplantationantigen,STA）或肿瘤排斥抗原（tumor rejection antigenTRA）。
以往曾对人肿瘤细胞是否有特异抗原（tumor specific antigenTSA）存在争议，已在人黑色素瘤等肿瘤细胞表面证实了存在这类TSA。它是一个静止基因活化的产物，以9个氨基酸的短肽或与HLA-A1分子共表达于某些黑色素瘤细胞表面，称为MAGE-1，它是第一个证实并清楚其结构的人肿瘤特异抗原。TSA只能被CD8 CTL所识别，而不能被B细胞识别，因此是诱发T细胞免疫应答的主要肿瘤抗原。
（二）肿瘤相关抗原
肿瘤相关抗原（tumor-associated antigen,TAA）是指一些肿瘤细胞表面糖蛋白或糖脂成分，它们在正常细胞上有微量表达，但在肿瘤细胞表达明显增高。此类抗原一般可被B细胞识别并产生相应的抗体。 （一）化学或物理因素诱发的肿瘤抗原
实验动物的研究证明，某些化学致癌剂或物理因素可诱发肿瘤，这些肿瘤抗原的特点是特异性高而抗原性较弱，常表现出明显的个体独特性。即用同一化学致癌剂或同一物理方法如紫外线、X-射线等诱发的肿瘤，在不同的宿主体内，甚至在同一宿主不同部位诱发肿瘤都具有互不相同的抗原性。由于人类很少暴露于这种强烈化学、物理的诱发环境中，因此大多数人肿瘤抗原不是这种抗原。
（二）病毒诱发的肿瘤抗原
实验动物及人肿瘤的研究证明，肿瘤可由病毒引起，例如EB病毒（EBV）与B淋巴细胞瘤和鼻咽癌的发生有关；有乳头状瘤病毒（HPV）与人宫颈癌的发生有关。EBV和HPV均属于NDA病毒，而属于RNA病毒的人嗜T细胞病毒（HTLV-1）可导致成人T细胞白血病（ATL）。同一种病毒诱发的不同类型肿瘤（无论其组织来源或动物种类如何不同），均可表达相同的抗原且具有较强的抗原性。动物实验研究已发现了几种病毒基因编码的抗原，例如SV40病毒转化细胞表达的T抗原和人腺病毒诱发肿瘤表达的ELA抗原。
（三）自发肿瘤抗原
自发性肿瘤是指一些无明确诱发因素的肿瘤。大多数人类肿瘤属于这一类。自发肿瘤的抗原有二种：一种是TAA；另一种是TST。TAA被B细胞识别诱发体液免疫应答，TsA被CD8 CTL识别，诱发细胞免疫应答。已证明小鼠自发肿瘤和人肿瘤细胞表面具有肿瘤特异性抗原。
（四）胚胎抗原
胚胎抗原是在胚胎发育阶段由胚胎组织产生的正常成分，在胚胎后期减少，出生后逐渐消失，或仅存留极微量。当细胞恶性变时，此类抗原可重新合成。胚胎抗原可分为两种，一种是分泌性抗原，由肿瘤细胞产生和释放，如肝细胞癌变时产生的甲胎蛋(alphafetoprotein，AFP)另一种是与肿瘤细胞膜有关的抗原，疏松地结合在细胞膜表面，容易脱落，如结肠癌细胞产生癌胚抗原（carcinoembryonic antigen，CEA）。AFP和CEA是人类肿瘤中研究得最为深入的两种胚胎抗原，它们抗原性均很弱，因为曾在胚胎期出现过，宿主对之已形成免疫耐受性，因此不能引起宿主免疫系统对这种抗原的免疫应答。但作为一种肿瘤标志，通过检测肿瘤患者血清中AFP和CEA的水平，分别有助于肝癌和结肠癌的诊断。