腫瘤免疫與檢測ppt課件

1、Tumorimmunology,腫瘤免疫學,腫瘤免疫學(Tumorimmunology),腫瘤免疫學:是研究腫瘤及其相關分子的免疫原性、機體對腫瘤的免疫應答、機體免疫功能與腫瘤發(fā)生、發(fā)展的相互關系以及腫瘤的免疫學診斷和免疫防治的科學。近年來，人們對腫瘤相關基因、腫瘤抗原、抗瘤效應、腫瘤逃避、標志物檢測、免疫治療等進行了深入研究，從而促進了腫瘤免疫學進展。,腫瘤免疫學(Tumorimmunology),一、腫瘤相關基因二、腫瘤抗原三、

2、抗腫瘤效應四、腫瘤逃避五、標志物檢測六、免疫治療,一、腫瘤相關基因,腫瘤相關基因,腫瘤相關基因: 細胞癌變過程中發(fā)生改變的基因種類很多，重要的有：癌基因抑癌基因腫瘤轉移基因腫瘤轉移相關基因腫瘤轉移抑制基因,腫瘤相關基因,(一)癌基因(oncogene)：是動物細胞以及致癌病毒基因組內固有的一段功能單位。正常情況下癌基因表達受嚴密控制，當胞內調控機制受損時，癌基因可過度激活并異常表達，從而導致正常細胞癌變。迄今已發(fā)現百余

3、種癌基因，根據其來源可分為： 1.病毒癌基因 virus oncogene 1968年 Duesberg 等首次發(fā)現，基因來自病毒，因而被命名為病毒癌基因。 Rous 肉瘤病毒：基因組“編碼酪氨酸蛋白激酶”基因，證實它在細胞轉化中起關鍵作用,腫瘤相關基因,2.細胞癌基因 cellular oncogene1972年Bishop 核酸分子雜交法證實： 幾乎在所有高等動物細胞基因組中

4、，都有和v- onc相似的DNA序列； 細胞癌基因在正常情況下的表達有時間、空間限制，表達產物參與細胞分化、增殖；癌基因在生物進化中具高度保守性; 正常細胞中的癌基因和腫瘤細胞中的癌基因的核苷酸順序十分相似，后者可使NIH 3T3 細胞惡性轉化，前者需經激活后才具有轉化能力；說明：在正常情況下細胞癌基因不致癌，生理條件下內外環(huán)境中的某些刺激可激活癌基因，從而調節(jié)細胞的生長、分化和信息傳遞。,腫瘤相關基因,,3.原癌基因 未

5、激活的細胞癌基因 在人體正常細胞中存在 是一種正常基因 作用：調控細胞生長和分化, 廣泛存在于生物界中，從酵母到人的細胞中都存在按原癌基因的結構、產物的功能、所在的位置分為四類： 1. 蛋白激酶類 2. 信息傳遞蛋白類 3. 生長因子及其受體類 4. 核內蛋白類,

6、腫瘤相關基因,(二) 抑癌基因tumor suppressor gene：正常細胞抗癌基因或抑癌基因存在于正常細胞內，能抑制細胞轉化和腫瘤發(fā)生。抑癌基因的丟失或失活與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關。最早由A.Knudson Jr.提出，多數腫瘤都存在抑癌基因的改變，腫瘤抑制基因的失活和癌基因的激活都是癌化過程的一部分； 抑癌基因的主要功能 (1) 誘導終末分化；(2) 維持基因穩(wěn)定； (3) 觸發(fā)衰老，誘導細胞程序性

7、死亡；(4) 調節(jié)細胞生長；(5) 抑制蛋白激酶活性；(6) 改變DNA甲基化酶活性；(7) 調節(jié)組織蛋白酶活性 ；(8) 調節(jié)血管形成 ；(9) 促進細胞間聯(lián)系等,腫瘤相關基因,(三) 腫瘤細胞轉移基因與轉移抑制基因： 腫瘤細胞轉移基因的激活和/或轉移抑制基因失活均可誘發(fā)腫瘤細胞轉移表型而導致轉移的發(fā)生，此類基因本身并不引起正常細胞癌變，而是參與其調控作用。,目前發(fā)現,癌基因 有100多個：ras基因家族參與多種腫

8、瘤的形成與發(fā)展，82年以來，在膀胱癌、乳腺癌、結腸癌、腎癌、肝癌、肺癌、胰腺癌、胃癌、及造血系腫統(tǒng)瘤中，均檢出了ras癌基因的異常；myc基因參與細胞凋亡，c-myc基因與多種腫瘤發(fā)生發(fā)展有關?？拱┗?有7個：nm23基因是腫瘤轉移抑制基因。p16是比p53更重要的一種新型抗癌基因等轉移基因（metastasis gene）有一些?直接促進轉移發(fā)生的關鍵基因，其存在或表達增強會引起侵襲轉移的發(fā)生轉移相關基因（ metas

9、tasis-asscciated gene）有一些?只涉及轉移的某個階段，并非參與整個轉移過程。,二、腫瘤抗原(tumorantigen),二、腫瘤抗原(tumorantigen),1.概念：是指細胞在癌變過程中出現的新抗原物質的總稱，作為腫瘤免疫診斷和免疫治療的靶分子。,二、腫瘤抗原(tumorantigen),2.腫瘤抗原研究主要歷程：◆在20世紀最初，尋找和證實腫瘤抗原，研究沒有取得明顯進展◆20世紀50年代，純種小鼠的培育

10、成功，證實了腫瘤抗原的存在◆20世紀60年代，證明淋巴細胞、巨噬細胞和抗體等均具有抗腫瘤效應。◆20世紀70年代，單抗問世推動了腫瘤免疫診斷技術和腫瘤免疫治療的發(fā)展?！?0世紀80年代，腫瘤抗原的性質、MHC分子在腫瘤中作用、T殺傷機制等有更深了解?！?0世紀90年代，多種人類腫瘤抗原基因克隆成功，腫瘤標志物檢測，推動了腫瘤免疫學發(fā)展。,3、化學物質誘發(fā)的腫瘤抗原,病毒誘發(fā)的腫瘤抗原,二、腫瘤抗原(tumorantigen

11、),4.腫瘤抗原產生的分子機制：◆細胞癌變過程中合成了新的蛋白質分子；◆由于突變等使正常蛋白質分子的結構發(fā)生改變；◆正常情況下處于隱蔽狀態(tài)的抗原表位暴露出來；◆多種膜蛋白分子的異常聚集；◆胚胎抗原或分化抗原的異常表達；◆異常的細胞蛋白的特殊降解產物；目前人們已在自發(fā)性和實驗性的動物和人類腫瘤細胞表面發(fā)現了多種腫瘤抗原。,二、腫瘤抗原(tumorantigen),5.腫瘤抗原的分類1).腫瘤抗原特異性分類 ①腫瘤

12、相關抗原（TAA） ②腫瘤特異性抗原（ TSA ） 90年代初比利時的Thierry Boon研究組巧妙地應用T細胞克隆技術，找到了人類腫瘤特異性抗原，黑色素瘤細胞與淋巴細胞重復進行淋巴細胞腫瘤細胞混合培養(yǎng)發(fā)現瘤細胞MAGE基因家族，MAGE-1-4、6、12基因與腫瘤相關。這些基因在其他多種組織來源的腫瘤也有高表達，這些基因編碼的抗原有稱為腫瘤特異性抗原。,二、腫瘤抗原(tumorantigen),2).腫瘤誘

13、發(fā)和發(fā)生情況的分類法①理化因素誘生的腫瘤抗原 特異性強,免疫原性弱,個體特異性；②病毒誘生的腫瘤抗原 病毒特異性，無組織和種屬特異性，免疫原性強；③自發(fā)性腫瘤 各自獨特的抗原性，很少或幾乎完全沒有交叉反應，免疫原性弱，無明確誘因；④胚胎抗原 分泌型和膜型，免疫原性弱，易形成耐受；,（5）正常自身成分的異常表達 ①組織特異性抗原：來源于特定組織的腫瘤可表達該組織的分化抗原：◆惡性腫瘤細胞表達其他正常組織細胞特

14、異的分化抗原◆惡性腫瘤細胞表達未分化細胞的分化抗原 ②癌胚抗原： AFP、CEA、胚胎性硫糖蛋白抗原（FSA)、2—H鐵蛋白、胎盤堿性磷酸酶以及神經外胚層衍生的癌胚抗原等。,3）按抗原的基因類型分為：◆靜止基因（silent gene）的表達產物：癌變細胞則將該基因啟動表達，被T細胞識別產生排斥反應?！舴只乖虻谋磉_產物： CEA是胚胎時期表達的產物，出生后該基因關閉。細胞癌變后則重新開啟該基因，成為免疫系統(tǒng)識

15、別的靶子。MART-1、tyrosinase、gp100等均為分化抗原?！舭┗虻漠惓８弑磉_：HER-2/neu某些正常細胞有微量表達，但自身T細胞對其耐受，癌變細胞由于異常高表達打破了這種耐受，成為免疫系統(tǒng)可識別的靶子?！敉蛔兊囊职┗虍a物：如突變的p53可造成其產物的堆積，同樣可作為免疫系統(tǒng)識別的靶子。,◆突變的癌基因表達產物：正常的ras基因產物無免疫源性，癌細胞中在編碼ras第12或61 位發(fā)生基因突變，形成具有新表位的p2

16、1ras產物，而被免疫系統(tǒng)識別。◆染色體易位產生的融合基因產物：白血病細胞的原癌基因c-abl 從9號染色體易位到22號染色體與bcr基因連接形成bcr-abl融合基因編碼210KD融合蛋白被T細胞識別。◆致癌病毒性基因產物：HPV的16和18型與宮頸癌密切相關，HPV16的E6、E7基因能使宮頸鱗狀上皮轉化為腫瘤細胞。而E6、E7的基因產物可被T細胞識別?！羝渌? 如MUC-I基因編碼的與細胞膜相關的粘蛋白，在某些癌細胞中高表達

17、，關鍵是糖基化不完全，而暴露出多肽骨架，成為免疫識別的靶子。,腫瘤抗原的呈遞同樣存在（內源性抗原呈遞和外源性抗原呈遞）兩種形式： 腫瘤細胞本身由MHC I類分子將內原腫瘤抗原小肽呈遞給CD8+ T細胞；腫瘤抗原基因所編碼的多肽一般含有多個抗原表位，由MHC I類分子結合并能誘導CTL的小肽是其中極小部分。人工合成腫瘤抗原小肽用于腫瘤的免疫治療。目前已鑒定出一批與人MHC I類分子結合的腫瘤抗原小肽。 專

18、職APC也可捕捉腫瘤釋放出的抗原，由MHC II類分子呈遞給CD4+ T細胞。,6、腫瘤細胞的抗原呈遞,三、抗腫瘤效應,三、機體抗腫瘤的免疫效應機制,1.T細胞介導的抗腫瘤作用1).CD4+Th1：2).CD8+CTL：,三、機體抗腫瘤的免疫效應機制,2.NK細胞介導的抗腫瘤效應 ◆穿孔素 ◆ Fas/FasL ◆ ADCC ◆細胞因子,3.巨噬細胞介導的抗腫瘤效應①溶酶體酶：活化的巨噬細胞與腫瘤細胞結合后，通過溶酶體酶等

19、直接殺傷腫瘤細胞，且殺傷作用強弱與溶酶體進入腫瘤細胞數量有關；②提呈抗原：處理和提呈腫瘤抗原，并通過分泌IL-1、IL-12等激活T細胞，以產生特異性抗腫瘤細胞免疫應答；③ ADCC：巨噬細胞表面上有FcR，通過特異性抗體介導ADCC效應殺傷腫瘤細胞；④分泌細胞因子：活化的巨噬細胞分泌TNF、一氧化氮(NO)等細胞毒性因子間接殺傷腫瘤細胞。,三、機體抗腫瘤的免疫效應機制,4.樹突狀細胞：DC是近幾年研究的熱點。 誘

20、導T細胞抗腫瘤免疫它是最強的APC。 近期研究證實DC可分泌的exosomes（外泌小體）或稱為dexosomes的小體具有抗原呈遞密切相關的MHC I、II類分子和共刺激分子。 IL-10、IL-12、IFN-g可促進DC分泌exosomes。 動物實驗表明：腫瘤抗原多肽致敏的骨髓DC制備的exosomes可在體內誘導高水平腫瘤特異性CTL，治愈荷瘤小鼠，它有望成為一種新型的腫瘤疫苗。

21、5、其它細胞,三、機體抗腫瘤的免疫效應機制,6.機體抗腫瘤的體液免疫學機制1)ADCC 防止動物腫瘤細胞的血流播散與轉移具有重要意義。2)補體依賴的細胞毒作用 激活補體系統(tǒng)溶解腫瘤細胞，在防止癌細胞轉移中具有一定作用。3)干擾瘤細胞的黏附作用 抗體與腫瘤細胞膜抗原結合-腫瘤細胞粘附喪失-控制腫瘤生長和轉移。4)形成免疫復合物 抗體+抗原=濃集抗原—提呈抗原—T。5)調理作用,三、機體抗腫瘤的免疫效應機制,四、腫瘤逃

22、避機體免疫攻擊的機制,1.腫瘤細胞缺乏激發(fā)機體免疫應答所必需的成分,1）腫瘤抗原的免疫原性弱及抗原調變（抗原表位減少或缺失）2）MHC抗原表達異常 3）腫瘤細胞表面“抗原覆蓋”或被封閉 （ ①封閉抗體②可溶性腫瘤抗原③腫瘤抗原—抗體復合物④封閉因子）4）腫瘤抗原的加工、提呈發(fā)生障礙 不能將自身MHCI抗原轉至表面5）協(xié)同刺激分子及黏附分子表達下降,2.腫瘤細胞的逃逸3.腫瘤抗原誘發(fā)免疫耐受4.腫瘤細胞誘導免疫細胞凋亡

23、◆腫瘤細胞高表達FasL—活化T表達Fas—T凋亡5.免疫抑制作用 ◆分泌TGF-β、IL-10抑制抗瘤效應,五、腫瘤標志物概述及檢測,腫瘤標志物,腫瘤標志物：指體內腫瘤存在并反映其一定的生物學特性的生化物質。從臨床應用角度出發(fā)，是指在腫瘤發(fā)生和增殖的過程中，由腫瘤細胞合成、釋放，或者是宿主對腫瘤反應性產生的一類物質，這類物質在血液、體液及組織中可以定量或定性檢測到，以此作為辨認和追蹤腫瘤存在和發(fā)展的標志。,(一) 腫瘤標志物作用

24、,專家們對腫瘤標志物的作用歸納為7點:1.在篩選項目中的應用（早期診斷）2.出現腫瘤癥狀或可疑腫物后的鑒別診斷3.生物特點和疾病的階段的判定4.手術，化療和放療的監(jiān)測 5.腫瘤標志物在監(jiān)控中的作用 6.確定不知來源的轉移腫瘤的原發(fā)腫瘤 7.許多腫瘤標志物的(同時)聯(lián)合應用,(二)腫瘤標志物的分類,1)腫瘤細胞分泌的標志物 (1)分化抗原標志物(淋巴瘤標志物等)； (2)胚胎抗原標志物(CEA，AFP等

25、)： (3)糖脂或精蛋白類(CA-199,-125，CA-153，CA-50等) (4)同功酶類標志物(NSE，PAP，IRE，PLAP等) (5)激素類標志物(HCG， ACTH， CT等) (6)腫瘤相關抗原(PSA，SCC，CYFRA-21—1) (7)基因類標志物(P53基因，癌基因等) (8)其它；多胺(PUT)、唾液酸(SA)等2)宿主反應標志物 血清鐵蛋白、β2—微球

26、蛋白、白細胞介素2受體、腫瘤壞死因子(TNF)、新喋呤等。3)不進入循環(huán)體液的標志物：,1.分化抗原標志物檢測,主要是膜性的分子,少部分為分泌性分子,①甲胎蛋白化學本質：68-71KD單一肽鏈分泌(或表達)：細胞正常卵黃囊、胎肝合成主要臨床意義：◆原發(fā)性肝癌診斷或檢測100-350 有可能是肝細胞癌350-500有可能是肝細胞癌500-100 可能是肝細胞癌>1000 肝細胞癌

27、 ◆反映胎兒狀況常用檢測方法： ◆ CLIA(chemiluminescent immunoassay) ◆ RIA(radiommunoassay) ◆ EIA(enzyme iommunoassay) ◆ GIA(colloid gold iommunoassay),2.胚胎抗原標志物,2.胚胎抗原標志物,②癌胚抗原CEA化學本質：150-2000KD糖蛋白分泌(或表達)：胎肝、腸等的一種組織抗原主要

28、臨床意義： ◆內胚層分化來的腫瘤：尤其消化道腺體腫瘤，結腸癌70-90%、大腸癌65-75%、胃癌45%。 ◆判斷惡性腫瘤預后常用檢測方法：CLIA RIA EIA GIA,①糖類抗原CA-50化學本質：唾液酸酯和唾液酸糖蛋白為主要成分分泌(或表達)：正常組織不產生，細胞惡變產生，消化道腫瘤高表達，上皮類腫瘤患者體液中出現主要臨床意義：惡性腫瘤診斷和預后

29、檢測常用檢測方法：IRMA(iommunoradiometric assay) EIA,3.糖蛋白類抗原（carbohydrate antigen,CA）,②糖類抗原CA-199化學本質：>500KD粘蛋白型糖蛋白分泌(或表達)：正常胰膽體液極微量，消化道腫瘤高表達，特異性敏感性高于CA-50主要臨床意義：消化道腫瘤篩選、檢測、診斷：胰腺癌診斷、預后判斷的較好指標。常用檢測方法：CLIA IRMA

30、 EIA,3.糖蛋白類抗原（carbohydrate antigen,CA）,③糖類抗原CA-125化學本質：200-1000KD糖蛋白分泌(或表達)：正常人心包膜間皮細胞、輸卵管、子宮內膜微量表達，卵巢癌高表達，脫落入血代謝快，測得結果反映腫瘤近期變化狀況。主要臨床意義：婦科惡性腫瘤診斷、預后、轉歸判斷：卵巢癌最可靠的早期診斷標志（特異性80-100%、敏感性92%）常用檢測方法：CLIA IRMA

31、 EIA,3.糖蛋白類抗原（carbohydrate antigen,CA）,④糖類抗原CA-153化學本質：糖蛋白分泌(或表達)：正常人血清中濃度極低，乳腺、卵巢癌高表達，主要是乳腺癌標志主要臨床意義：乳腺癌診斷、預后、轉歸判斷常用檢測方法：CLIA IRMA EIA,3.糖蛋白類抗原（carbohydrate antigen,CA）,4.同功酶類標志物,①神經特異性烯醇化酶NSE化

32、學本質：αβγ三個亞基組成烯醇化酶，NSE為γγ型分泌(或表達)：NSE存在神經組織主要臨床意義：◆小細胞肺癌診斷、療效、復發(fā)判斷：最特異、敏感的指標◆神經內分泌腫瘤的診斷和治療檢測常用檢測方法：RIA,4.同功酶類標志物,②前列腺酸性磷酸酶PAP化學本質： 100KD糖蛋白分泌(或表達)：前列腺上皮細胞合成、肝腎血小板等多種組織存在，主要存在精囊，血中含量極低。主要臨床意義：前列腺癌篩選、診斷、療效檢測檢常用檢測方法

33、：IRMA,5.激素類標志物,①HCG化學本質：α（16KD）β(23KD)兩個亞基組成糖蛋白分泌(或表達)：人滋養(yǎng)層細胞產生。主要臨床意義：滋養(yǎng)層細胞監(jiān)護、早孕診斷指標常用檢測方法：CLIA RIA EIA GIA,6.腫瘤相關抗原,①前列腺特異抗原PSA化學本質： 32KD糖蛋白分泌(或表達)：前列腺上皮細胞合成，血中低水平存在。主要臨床意義：前列腺癌診斷、預后判斷指標，美國

34、50歲以上男性普查指標。常用檢測方法：CLIA RIA EIA,7.基因類標志物,①癌基因：90多種，ras、myc等家族②抗癌基因：對癌基因表達調控，P53（53KD蛋白質）③調整基因常用檢測方法：◆表達的蛋白質分子——免疫組化技術◆基因——分子生物學方法8.其它：多胺(PUT)、唾液酸(SA)等,9. 宿主反應標志物,①IL-2R 腫瘤、免疫性疾?、赥NF 腫瘤、敗血癥、創(chuàng)

35、傷、免疫性疾病↑常用檢測方法： ELISA,10.不進入循環(huán)體液的標志,人乳脂肪球蛋白（HMFG）：肺癌、胃腸道癌、前列腺癌等 常用檢測方法：免疫組化、放射免疫分析,（四）腫瘤標志物應用前景,◆繼續(xù)尋求新的靈敏和特異指標◆聯(lián)合檢測數種指標：結腸癌：CEA、CA19、CA125、AAG等，胰腺癌：PCAA、CA199、CA50、CA125、PaA等肺癌：CEA、SA、NSE、CK-BB、TPA、CA199、CA126

36、等乳腺癌：、CEA、CA125、CAM26、CA199等卵巢癌：CA125、CA199、TPA、LAP、CEA等,六、免疫治療,腫瘤免疫治療(Immunotherapy of Tumors ): 最近十幾年來倍受關注的研究領域, 其基本思路是通過體內或者半體外方法來調動宿主免疫系統(tǒng)的抗腫瘤免疫應答能力, 消滅已經形成的腫瘤細胞或者抑制其進一步發(fā)展。腫瘤免疫治療的關鍵是克服宿主對腫瘤細胞的免疫忽視狀態(tài)

37、。,Tumor immunotherapy with antibodies:將具有細胞毒作用的毒素、放射性物質或細胞毒性藥物與腫瘤特異性抗體偶聯(lián)之后可用于腫瘤的治療。從理論上看，這種負載了不同毒素的抗體分子能夠像“定向導彈”一樣直接而特異地殺傷腫瘤細胞。,1、腫瘤的抗體免疫治療,Cellular immunotherapy of tumors:從腫瘤患者外周血或腫瘤組織塊中分離所需要的腫瘤特異性淋巴細胞,在體外將其迅速擴增之后回輸給腫瘤

38、患者進行治療。 常用免疫細胞包括T細胞、NK細胞和樹突細胞等。,2.腫瘤的細胞免疫治療,Experimental tumor vaccines:用編碼腫瘤抗原的基因作為DNA 疫苗或者制備重組病毒瘤苗(tumor vaccine)，或者用人工合成的腫瘤抗原肽配以佐劑免疫動物均可得到有效的抗腫瘤保護效應。另外,用DC與腫瘤細胞融合之后,或者用腫瘤抗原裝載純化的 DC,再回輸給患者的臨床觀察也已取得了初步進展。

39、 細胞瘤苗：將腫瘤細胞滅活，一般只配合佐劑卡介苗（BCG）使用，臨床效果、遠期療效多數不理想； 亞細胞瘤苗：國內學者應用IL-2基因重組痘苗病毒轉染小鼠黑色素細胞瘤，將其裂解的沉淀物作為瘤苗治療荷瘤鼠，明顯延長了生存期； 分子瘤苗：獨特型瘤苗、合成肽疫苗 、HSP-多肽復合物誘導抗腫瘤免疫等； 基因瘤苗：腫瘤細胞轉染IL-2、IL-4、IFN-γ或者表達B7分子基因后得到“基因工程瘤苗”

40、。,3、腫瘤疫苗,Cytokine immunogherapy of tumors: CK具有活化免疫細胞、調節(jié)免疫功能的作用，用細胞因子對晚期腫瘤患者進行治療已有多年的嘗試： （1）IFN- α具有上調MHC-I分子的表達和增強NK細胞活性的作用。腎癌、黑色素瘤、Kaposi肉瘤和淋巴瘤有療效。 是治療毛細胞白血病(hairy cell leukemia)的常規(guī)制劑。 （2）大劑量IL-2, T和NK細胞數量與活性均有顯著增加,

41、IL-1、IFN-γ和TNF水平亦隨之升高,IL-2的副作用較強,包括發(fā)熱、肺水腫及休克等。 （3）GM-CSF和G-CSF 沒有直接抗腫瘤作用,在化療、放療或骨髓移植之后縮短白細胞貧血的時間。 （4）TNF 在體外試驗中有較為明顯的抗腫瘤細胞作用,但臨床試驗中的副作用過強。,4、腫瘤的細胞因子免疫治療,腫瘤免疫學研究展望,1、腫瘤與免疫系統(tǒng)相互作用的分子機理有待進一步研究；2、從上世紀90年代初以基因修飾腫瘤細胞為基礎的疫苗發(fā)展