導讀：趨化因子與腫瘤的免疫治療
趨化因子是一類小的，細胞因子樣的分泌蛋白。分子量是為8-11Kda，它通過介導白細胞與內皮細胞粘附，引發通過內皮迂移的組織浸潤，而調節白細胞轉運。趨化因子是一類具有結構相似性的超家族，含有保守的半胱氨酸殘基，該半胱氨酸殘基形成的二硫鍵是其三級結構的形成中起關鍵作用。它可分為四類：即CC，CXC，C和C-X3-C趨化因子。依其蛋白順序中前面兩個半胱氨酸的位置。目前已發現24個人CC趨化因子（CCL1-CCL28） 15個人CXC趨化因子（CXCL1-16），及CX3C和C趨化因子四類各一個，即分別是CX3CL1和XCL1。趨化因子通過其特異性受體介導其生物效應。其特異性受體屬於7次跨膜結構域G蛋白偶聯受體（GPCRS）目前已發現10個CC-，6個CXC，1個CX3C-和1個XC-趨化因子受體。還有7個受體因尚不知其受體而暫稱為“孤兒”GPCRs。一、趨化因子與腫瘤生物學趨化因子在腫瘤生物學中的作用是複雜的。除了對血液細胞的作用外，還對非血液細胞如基質和固體腫瘤細胞起作用。 1、趨化因子具有生長因子的作用，CXCL8（IL-8）在黑色素瘤、肝和胰腺及結腸癌細胞中都具有生長因子的作用。有趣的是，在卵巢癌中，CXCL8受體（CXCR1/2）與表皮生長因子受體（EGFR）具有串話（Cro-talking）聯繫。除CXCL8外，腫瘤細胞產生其它ELR+CXC趨化因子。黑色毒瘤細胞過表達CXCL1（生長相關癌基因a，GRO-2）和CXCL3（GRO-r），這些趨化因子均促進黑色素瘤細胞在體外和體內的生長，而且，人非小細胞肺癌（CLC）細胞分泌CXCL5（上皮—中性粒細胞活化肽，ENA-78）。在小鼠模型中和上述趨化因子可以抑制腫瘤生長，減少血管形成和增加腫瘤細胞凋亡。 2、趨化因子具有血管生成和血管抑製作用血管形成是一個高度複雜有序的過程。它是在已存在的血管上又長出新的毛細血管的過程。包括內皮細胞活化，細胞體外基質和基底膜降解及內皮細胞定向遷移和增生。腫瘤依賴新生血管而生長和存活。 ELR+趨化因子是血管生成因子，而ELR-趨化因了是血管抑制因子。 ELR是三個氨基酸（谷氨酸-亮氨酸-精氨酸）的縮寫。基中ELR-趨化因子的代表為CXCL10（干擾素-g-誘導蛋白-10，IP-10）而ELR+趨化因子，CXCL12（基質細胞衍化因子-1，SDF-1）在體內試驗中有促進血管形成的作用。與內皮細胞生長因子（VEGF）相比，CCL12僅有有限的有絲分裂效應但卻有較強的趨化作用。但有趣的是CXCL12可誘導內皮細胞表達VEGF。 VEGF反過來可上調內皮細胞表面的CXCR4（血小板源性因子受體-4）。這表明CXCL12和VEGF在促進血管產生過程中有協同作用。 CXCL8（IL-8）在腫瘤中的作用是複雜的。 CSCL8具有自分泌生長促進和血管形成功能。 CXCL8還具有誘導基質金屬蛋白酶活性利於腫瘤細胞通過重新形成的基底膜遷移，從而增強轉移性。其它研究表明CXCL4（血小板因子-4，PF-4），CXCL9（r干擾素誘導的單核因子，MIG），CXCL10通過乾擾血管生成而抑制腫瘤生長。 CC亞家族中CCL1（I-309）和CCL11（eotaxin）在體外試驗中有誘導血管形成的功能。儘管目前還不完全清楚趨化因子是直接還是間接作用於內皮細胞。但是已有可靠的證據表明趨化因子超家族成員是血管生成的調節者。二、趨化因子與腫瘤轉移腫瘤轉移是一個具有高度組織性，非隨機性和具器官選擇性的多步驟過程。趨化因子超家族成員在某些器官或組織中具有偏向性表達的特性。並且與細胞表面蛋白，包括整合素協同作用，以指導各种血液細胞亞群向特殊的解剖部位的歸巢。近期研究發現腫瘤細胞的轉移過程也可能採用了與調節白細胞轉運的相似的趨化因子介導機制。腫瘤細胞表達獨特的，非隨機性的具功能活性的趨化因子受體。例如乳腺腫瘤細胞的偽足形成和肌動蛋白聚合均是通過CXCR4或CCR7介導的，並且CXCR4和CCR7還介導趨化性誘導及浸潤反應。另外，對於乳腺腫瘤轉移的器官上有大量的與這些腫瘤中趨化因子受體相關的配體。在體內，中和CXCL12/CXCR4相互作用可導致淋巴結和肺轉移的明顯抑制。因此，在腫瘤細胞表達的趨化因子受體將代表乾預治療的一個潛在的靶點。三、趨化因子與抗腫瘤反應將不同類型的免疫刺激因子導入腫瘤細胞環境內，能強化宿主抗腫瘤免疫反應。於是人們在體內體外將有趨化性或對不同白細胞亞群發揮效應有促進作用的趨化因子導入腫瘤細胞；應用方法如下：將趨化因子基因導入腫瘤細胞；將重組蛋白注射入腫瘤。或者將趨化因子與腫瘤抗原結合的融合蛋白注入腫瘤，或將趨化因子基因轉導入樹突狀細胞（DC）或基質細胞。趨化因子的過表達引起腫瘤中宿主白細胞浸潤。但臨床上有相反的結果報導，這主要是由於依據不同的腫瘤模型和趨化因子所致。因此，我們傾向於使用免疫相容性的小鼠中的協同腫瘤模型。 1使用單一趨化因子的療法將CCL1，CCL2（MCP-1），CCL3（MIP-1a），CCL5（RNATES）CCL16（HCC-4；人bCC趨化因子4），CCL19（MIP-3b）CCL20（MIP-3a），CCL21（6CKine）,CXCL10(IP-10)和XCL1等單獨即可使腫瘤消退並對以後接種的腫瘤刺激產生免疫反應。在小鼠乳腺瘤（TSA）模型中，CCL16基因表達腫瘤細胞誘導APCs、T細胞和中性粒細胞的聚集，並導致CD8+T細胞依賴性腫瘤細胞排斥和抗腫瘤免疫的增強，CCL16引起了特異性抗腫瘤細胞細胞毒活性和腫瘤特異性淋巴細胞活性。 CCL20對未成熟的DC是一個較強的趨化因子。將CCL20腺病毒注射入不同的協同腫瘤模型（C26結腸腺瘤，B16黑色毒瘤，Lewis肺細胞癌）較明顯地抑制了腫瘤的生長並增加了腫瘤宿主特異性存活。 CCL20腺病毒注射導致局部CD8+細胞聚集，並引起腫瘤特異性細胞毒T-淋巴細胞活性及抗腫瘤保護。另外，CCL20，CCL19，CCL21也是DC的強力趨化因子。它們均通過其共同受體CCR7介導成熟DC明顯的上調。 CCL19和CCL21同時也趨化T，B細胞及NK細胞。 Vicari等的研究表明，小鼠CCL21通過誘導血管抑制，CD8+T細胞介導和可能NK細胞介導的抗腫瘤機制發揮強大的抗腫瘤效應。並且將重組CCL21腫瘤內註射誘導較強的抗腫瘤反應並且導致牙槽癌（L1C2）和Lewi肺癌完全消退。 CCL21介導的抗腫瘤反應是CD4+和CD8+淋巴細胞依賴的。 CCL21引起CD4+，CD8+淋巴細胞和DC，在腫瘤的浸潤。這些細胞取自經CCL21處理過的荷瘤小鼠經照射的自體腫瘤細胞，脾臟和淋巴結來源的細胞。發現這些細胞分泌的IFN-Y，GM-CSF，IL-12顯著增多，並顯示細胞溶解能力明顯增強。與sharma相類似的其它試驗顯示腫瘤內註射重組CCL21抑制免疫原性較差的B16黑色素瘤生長是通過CD8+T細胞依賴方式介導的。顯然，採用CCL21基因修飾的DC抑制腫瘤生長的效果明顯優於單獨用DC或CCL21治療效果。另外，用CCL21基因修飾DC與腫瘤細胞裂解物接觸中的體內試驗引起抗腫瘤免疫並且誘導T細胞招募，並且將CCL19轉導的腫瘤細胞後的小鼠出現了對C3L5小鼠乳腺瘤的排斥。 C趨化因子XCL1具有趨化CD4+，CD8+T細胞和NK細胞的特性。因此它是另一個實驗性抗腫瘤免疫治療的焦點。 2/0骨髓瘤細胞同XCL1轉染BALB/C小鼠，骨髓瘤細胞消失，並且出現CD4+，CD8+T細胞和中性粒細胞浸潤。 2/0-XCL1腫瘤的消退是與1型細胞因子反應相聯繫並且依賴CD4+和CD8+T細胞而不是NK細胞。因此，XCL具有天然佐劑活性。它通過效應T細胞和中性粒細胞能夠放大抗腫瘤反應。因此它將成為一些腫瘤基因轉導免疫治療的有希望的因素。有趣的是，經XCL1基因修飾的DC對於由多肽誘導的抗腫瘤免疫的保護和治療作用起更強的佐劑作用。這種抗腫瘤免疫的保護和治療作用是通過特異吸引T細胞實現的。 2、細胞因子與趨化因子結合治療單獨的趨化因子發揮有限的抗腫瘤效應。目前新發展了利用細胞因子刺激T細胞，NK細胞和DC的特性而將細胞因子與趨化因子相結合的治療方法。 Dilloo採用的策略是，將T和NK細胞活化因子IL-2與T和NK細胞趨化因子XCL1基因轉導研究。將表達XCL1或IL-2成纖維細胞同時注射，顯著增加骨髓腫瘤T淋巴細胞浸潤。並以CD4+和CD8+T細胞依賴方式抑制腫瘤生長。而單獨將XCL1或IL-2轉導入腫瘤則幾乎對腫瘤發展不起作用。另外，在小鼠乳腺癌模型中，以腺病毒作載體將XCL1+IL-2或XCL1+IL12轉導入腫瘤中顯著地增強了抗腫瘤活性並誘導產生了長期的保護免疫作用。 CXCL9和CXCL10與其受體CXCR3結合，掃募Th1和活化的NK細胞，CXCL9和CXCL10抗腫瘤活性是通過免疫系統介導和血管抑制機制實現的。 IL-12是由巨噬細胞和DC誘導CTL和Th1介導的免疫反應，NK細胞活化和腫瘤血管抑制等機制介導強大的抗腫瘤效應。用重組腺病毒作載體單獨將CXCL10或IL-12導入小鼠結腸腺瘤細胞系（C26）顯示明顯的抗腫瘤效應。並且，將IL-12和CXCL10基因共同轉入腫瘤則產生強大的並發揮協同的腫瘤特異性CTL反應，CD4+和CD8+T細胞均在腫瘤消退區域出現。中和試驗表明CXCL10/IL-12基因治療抗腫瘤活性是通過淋巴細胞和NK細胞介導的。該研究在臨床上的一個重要發現是將CXCL10與IL-12結合可以允許減少IL-12基因轉導水平，從而阻止IL-12介導的劑量依賴的毒性作用，提高抗腫瘤療效。 CXCL9與IL-12聯合應用也取得明顯的抑瘤效果，但是CXCL10較CXCL9與IL-12結合的抑瘤作用更有效。該研究表明將活化的細胞因子與趨化因子聯合用於腫瘤微環境中，可以誘導強烈的抗腫瘤反應並能明顯地減少系統地使用細胞因子所致的劑量限制性毒性提供解決辦法。另一改進方法是將趨化因子與腫瘤相關抗原（TSA）相融合如CXCL10或CCL7（MCP-3）與淋巴瘤免疫球蛋白的可變區相結合，在體外可引發趨化反應，在體內誘導炎症反應。進一步研究顯示，將這些融合蛋白接種可以產生對腫瘤刺激產生強烈的保護作用。最近的一項研究是用（DC-促白細胞生成素）GM-CSF與T和NK細胞活化細胞因子IL-2及趨化因子結合。所用的趨化因子為CCL19，CCL21，CCL12，將GM-CSF，IL-2和三者中任何一種趨化因子結合共轉導的小鼠體內的腫瘤都消退了。進一步研究表明，該小鼠脾細胞對其父母源性的腫瘤細胞有巨大的細胞毒活性。脾細胞自身顯示較高的增生反應。這些發現表明CCL19，CCL21和CXCL12可以系統和局部地增強抗腫瘤免疫。這些趨化因子當與IL-2和GM-CSF結合，可在臨床上發揮效用。總之，最近的試驗研究證據表明，將趨化因子導入腫瘤環境中在體內可招募相關的白細胞亞群，減少惡性細胞的腫瘤形成。另外將趨化因子與其它免疫刺激細胞因子結合可提供較強的長期的抗腫瘤免疫。因此，趨化因子也許做為潛在的天然佐劑而應用於試驗性抗腫瘤免疫治療。當與腫瘤肽導入DC、或與腫瘤抗原或免疫刺激細胞因子相結合能產生協同抗腫瘤活性，並可減少毒副作用。結論和展望目前為止，腫瘤免疫治療實驗研究表明，單純將白細胞招募到腫瘤部位是不足以產生顯著的和長期的抗腫瘤免疫反應的。這表明免疫治療只有在提供充足的腫瘤抗原，及多種活化因子相聯合，才能克服腫瘤微環境的免疫抑制，才能產生有效的抗原提呈和效應細胞活化，而趨化因子會在這方面發揮較好的作用。 (編輯:)
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關鍵字：#趨化因子與腫瘤的免疫治療
