癌癥的細(xì)胞因子基因治療_紀(jì)小龍

1、第12卷第1期實 用 癌 癥 雜 志Vol.12,N0.11997年3月THEPRACTICALJOURNALOFCANCERMarch199771癌癥的細(xì)胞因子基因治療解放軍總醫(yī)院 (北京市100853) 紀(jì)小龍將生物學(xué)基礎(chǔ)研究的成果及時應(yīng)用于臨床治療實踐之中,是提高癌癥病人治愈的根本措施。近十年來在癌癥治療領(lǐng)域,基礎(chǔ)研究的成果應(yīng)用于臨床最引人注目的是基因治療,其原理是從癌細(xì)胞核內(nèi)DNA鏈上根本改變癌細(xì)胞的惡性行為,為根本上治愈癌癥開辟了嶄新的天地。但自美國國家癌癥研究所首例應(yīng)用于臨床已6年過去了(1),盡管成果喜人,但在臨床上廣泛應(yīng)用,并收到預(yù)期效果還有很長的路要走。因此,目前則出現(xiàn)了/從

2、一點突破0的癌癥基因治療指導(dǎo)思想,即從細(xì)胞因子的基因治療上打開缺口,以便今后的一步步深入到全面有效的癌癥基因治療上?，F(xiàn)將近年來細(xì)胞因子基因治療的進(jìn)展作一簡述。1 細(xì)胞因子的生物學(xué)特性認(rèn)識細(xì)胞因子的歷史已很長久,但在腫瘤臨床上比較熟悉的主要是干擾素、集落刺激因子、生長因子等(2)。細(xì)胞因子的生物學(xué)特點主要有:¹分子小于200kd的多肽或糖蛋白,其分子量小,基因易于被載體攜帶;º調(diào)節(jié)細(xì)胞因子的機制比較穩(wěn)定,可以人為地使局部產(chǎn)生足夠量的細(xì)胞因子而在局部發(fā)生效應(yīng);»細(xì)胞因子的局部效應(yīng)是有一定時間的,這樣就可以人為地加以控制效應(yīng)的長短;¼人體組織細(xì)胞上有細(xì)胞因子的

3、高親和力的受體存在,細(xì)胞因子的生物效應(yīng)也就高;½細(xì)胞因子的效應(yīng)是通過調(diào)節(jié)靶細(xì)胞的基因表達(dá)而實現(xiàn)的,如引起靶細(xì)胞的生長、凋零(程序性壞死)、分化等,因此細(xì)胞因子治療腫瘤可以人為地予以控制;¾多效性、異效性、合成作用性,即一種細(xì)胞因子可有多個靶細(xì)胞作用效應(yīng),一種細(xì)胞可以產(chǎn)生多種細(xì)胞因子,不同細(xì)胞因子可協(xié)同作用于一種靶細(xì)胞,由此可設(shè)計出不同作用的細(xì)胞因子基因治療方案;¿細(xì)胞因子作用途徑可以是自分泌性、旁分泌性、內(nèi)分泌性,即細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子作用于自身細(xì)胞稱自分泌性,細(xì)胞因子作用于局部周圍的細(xì)胞稱旁分泌性,細(xì)胞因子作用于遠(yuǎn)處細(xì)胞稱為內(nèi)分泌性。多數(shù)細(xì)胞因子是以旁分泌形式作用于

4、局部靶細(xì)胞的,少數(shù)細(xì)胞因子,如白介素12則有較長時間的生物活性,因而可以入血,作用于遠(yuǎn)處靶細(xì)胞,則屬于內(nèi)分泌性。根據(jù)上述細(xì)胞因子的生物學(xué)特性,可以合理地設(shè)計出各種不同的有一定針對性的細(xì)胞因子基因治療方案。如白介素4是由Hh2T淋巴細(xì)胞和肥大細(xì)胞產(chǎn)生的。如將白介素4的基因轉(zhuǎn)入Th2T淋巴細(xì)胞或肥大細(xì)胞內(nèi),就可以使此兩種細(xì)胞不斷產(chǎn)生一定量的白介素4,而且白介素4主要是局部作用(3),表現(xiàn)為:¹局部血管內(nèi)皮細(xì)胞釋放血管細(xì)胞粘附分子(Vascularcelladhesionmolecule,VCAM),吸引嗜酸性白細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、憶T淋巴細(xì);抑2 基因載體的選擇#綜述與講座#制巨噬細(xì)胞產(chǎn)生T

5、GF-B、白介素1和PGE2,活化樹突狀細(xì)胞,這一步對于B、T淋巴細(xì)胞的原發(fā)性免疫反應(yīng)有關(guān)鍵作用;»調(diào)節(jié)殺傷淋巴細(xì)胞的活性,促進(jìn)活化T細(xì)胞的增生以及細(xì)胞毒作用。目前已將白介素4的基因治療作為癌癥細(xì)胞因子基因治療的方案之一予以應(yīng)用,并且觀察到治療后癌腫局部出現(xiàn)樹突狀細(xì)胞及CD+巨噬細(xì)胞及嗜酸性白細(xì)胞的聚積4細(xì)胞的浸潤、等。了解了各種細(xì)胞因子的生物學(xué)特性,就可以設(shè)計出針對某一癌腫選用哪幾種細(xì)胞因子進(jìn)行治療的方案。隨之面臨的問題是,用何種載體將特定的細(xì)胞因子基因?qū)爰?xì)胞之中。歸納起來,有三種主要的載體可供選用。2.1 病人自體的癌細(xì)胞用病人自己的癌細(xì)胞作為細(xì)胞因子基因的載體,優(yōu)點是作用靶細(xì)

6、胞直接、無排斥反應(yīng),但存在的問題是采取病人的癌細(xì)胞有限制性,而且獲得癌細(xì)胞后要培養(yǎng)、傳代、再導(dǎo)入基因,其費時太長,臨床應(yīng)用難以普及。2.2 病人的纖維母細(xì)胞(4)由于皮膚中就可獲得纖維母細(xì)胞,因而取材方便,作為基因載體后注入病人自身內(nèi)無排斥,因而可以采用。但在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)纖維母細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子不夠活躍,即細(xì)胞因子的量不高,故其作用有限。2.3 病人的樹突狀細(xì)胞(5)現(xiàn)已明了樹突狀細(xì)胞從骨髓產(chǎn)生后進(jìn)入血循環(huán),再穿出血管壁到達(dá)組織內(nèi),它不僅是原發(fā)性免疫反應(yīng)的起始細(xì)胞,而且可將信息傳遞給多種免疫反應(yīng)活性細(xì)胞,產(chǎn)生活躍有力的局部和遠(yuǎn)處免疫反應(yīng),并可以從局部組織遷涉到引流淋巴結(jié)。上述特點決定了樹突狀細(xì)

7、胞是較為理想的細(xì)胞因子基因治療的載體。再則,由于從外周血中就可以分離到樹突狀細(xì)胞,因而取材方便,所以,樹突狀細(xì)胞已成為細(xì)胞因子基因治療的主要應(yīng)用載體而受到重視。其它還有用同種異體細(xì)胞作載體的研究,但要想進(jìn)行理想的基因治療尚存在一定困難,因而并未廣泛采用。3 基因?qū)敕椒ǖ倪x擇有了細(xì)胞因子基因,有了載體,下一步是如何將細(xì)胞因子基因?qū)爰?xì)胞核內(nèi),讓其復(fù)制出足夠量的細(xì)胞因子,從而達(dá)到治療的目的。研究最多的是逆轉(zhuǎn)錄病毒,目前已發(fā)展到一種病,采用的72實 用 癌 癥 雜 志 第12卷第1期Cancer.Philadelphia:J.B.Lippincott,1995.3 GolumbekPT,Lazen

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12、基因,則可使不同的細(xì)胞因子起到同時協(xié)同作用的效應(yīng)。其它有采用腺病毒、單純皰疹病毒的報道。近年來一種新的導(dǎo)入基因方法,稱為基因槍(Genegun),即脂質(zhì)體導(dǎo)入法。由于其安全、方便、高效、價廉,因而很可能成為基因?qū)氲睦硐敕椒?6)。4 初步的應(yīng)用及效果臨床上應(yīng)用細(xì)胞因子,如IFN、TNF、IL-2等直接注入腫瘤部位的治療方法已證明效應(yīng)有限,因而細(xì)胞因子基因的治療吸引著眾多的探索者,并進(jìn)行了大量的實驗研究。在動物腫瘤的實驗中主要應(yīng)用的細(xì)胞因子有IL-2、GM-CSF、IL-4、IL-6、IL-12、TNF、IFN-r、IL-7,均收到了不同程度的治療效果。如用IFN-r基因治療小鼠膠質(zhì)瘤和神經(jīng)母

13、細(xì)胞瘤,可見腫瘤消失(7),T細(xì)胞活性增加。IL-4基因治療小鼠漿細(xì)胞瘤,腫瘤生長減慢,巨噬細(xì)胞和嗜酸性白細(xì)胞浸潤(8)。IL-12基因治療的作用+是通過CD+4或CD8細(xì)胞抗腫瘤生長的。在一系列動物腫瘤細(xì)胞因子基因治療的基礎(chǔ)上,近幾年已逐步過渡到癌癥病人的應(yīng)用。美國和歐州已進(jìn)行了轉(zhuǎn)移性結(jié)腸癌、腎細(xì)胞癌、惡性黑色素瘤、淋巴瘤等的細(xì)胞因子基因治療,主要是用IL-7基因、IL-12基因(9)。其療效仍在觀察之中。還有IL-4基因治療肺癌病人以及惡性黑色素瘤、GM-CSF治療轉(zhuǎn)移性腎癌、細(xì)胞因子基因治療前列腺癌等文獻(xiàn)報告(1013)。癌癥的細(xì)胞因子基因治療,其有效、實用、簡便、價廉四大趨勢使得這一新

14、的癌癥治療方案正在迅速發(fā)展之中。雖然目前臨床應(yīng)用還剛剛開始,但從大量的實驗研究中已充分證明了上述優(yōu)點,尤其是發(fā)現(xiàn)細(xì)胞因子基因治療可以引導(dǎo)T細(xì)胞對癌腫的特異性攻擊和T細(xì)胞可以在癌腫局部產(chǎn)生血管漏出綜合征(Vascularleaksyndrome)而局部積聚,還可以保持長期的免疫記憶。由此而使這一新的癌癥治療方法有了更有力的臨床應(yīng)用的理論基礎(chǔ)。在眾多的有限的癌癥治療方法難以達(dá)到明顯治療效果的今天,細(xì)胞因子基因治療不失為臨床提高治愈率的一個新途徑。參考文獻(xiàn)FoaR,ParmianiD.ActiveImmunizationofmetastaticmelanomapatientswithIL-4tran

15、sduced,allogeneicmelanomacells.AphaseI/Ò1994;5:1059.12 BernsAJ,CliftS,CohenLK,etal.PhaseIstudyofnon-repl-icatingautologoustumorcellinjectionsusingcellspreparedwithorwithoutGM-CSFtransductioninpatientswithmetastaticrenalcellcarcinoma.HumanGeneTher,1995;6:347.13SandaMG,AyyagariSR,JaffeeEM,etal.Demonstrat-istudy.HumanGeneTher,1 紀(jì)小龍,王輔林,李維華.癌癥的基因治療現(xiàn)狀.實用癌癥雜志,1994;9:137.2 DevitaVT,HellmanS,RosenbergSA.BiologicTherapyof(上接第66頁)補鹽。本例對肺癌合并嚴(yán)重稀釋