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肿瘤基因治疗的研究进展

肿瘤基因治疗的研究进展
肿瘤基因治疗的研究进展

肿瘤基因治疗的研究进展

摘要:基因治疗是一种新的肿瘤治疗手段。抗肿瘤有效基因的筛选、基因治疗方法的选择、基因治疗的相关载体的选择及其安全性改造的研究逐步深入,使肿瘤的基因治疗研究进展迅猛,部分基因治疗方案已进入临床试验阶段。然而,肿瘤基因治疗仍然存在风险。本文对肿瘤基因治疗的应用及所面临的挑战进行综述。关键词基因治疗;肿瘤;治疗方法;载体

引言

随着现代分子生物学及其技术的发展,人们对疾病的认识和治疗手段已进入分子水平。越来越多的研究资料表明,多种疾病与基因的结构或功能改变有关,因而萌生了从基因水平治疗疾病的想法。DNA重组、基因转移、基因克隆和表达等技术的建立和完善,为基因治疗(gene therapy)奠定了基础。

1 肿瘤基因治疗概述

1.1基因治疗的诞生和发展

早在上个世纪60年代末,美国科学家迈克尔·布莱泽首次在医学界提出了基因治疗的概念;进入80年代,对基因治疗能否进入临床存在很大争议。直到1990年,美国国家食品药品监督管理局(FDA)才正式批准了第一个基因治疗临床试验,美国国立卫生研究院(NIH)进行了世界上首次人体基因治疗的临床试验。一名年仅4岁患有先天性腺苷脱氨酶缺乏症(ADA)的小女孩,经过基因治疗技术导入正常的腺苷脱氨酶基因,患儿的免疫能力得以提高,获得了明显的治疗效果。这项临床试验的成功是当今生物医学发展最重要的篇章。

此后,世界各国都掀起了基因治疗的研究热潮,许多人认为这预示着基因治疗时代的到来。在华盛顿美国国家历史博物馆有一份DNA研究的历史档案,记载了自1943年Avery及其同事McLeod、McCarty证明DNA是生命的遗传物质以来所有发展的里程碑,档案上清楚地显示基因治疗是当今基因生物技术最新的重要里程碑。

然而,基因治疗的诞生与发展从来就不是一帆风顺的。由于最初基因治疗技术达不到预期持久稳定的治疗效果,在不断遭到质疑的同时,人们便逐渐对其丧失兴趣。1999年,美国一位患有先天性鸟氨酸转甲酰酶缺陷症的18岁少年Jesse Gelsinger,在宾西法尼亚大学人体基因研究所施行基因治疗4天后死去,致使基因疗法遭受重创,人们对基因治疗的热情骤然间降至冰点。在人们怀疑基因治疗安全性的同时,美国FDA终止了该大学的8项正在进行中的基因治疗临床试验。但随后的调查结论证明,问题不在基因治疗本身。死者在治疗前正在发热,其用药

量也明显超过FDA批准的标准且未上报。尸检和实验室检查结果表明,门静脉大剂量注射重组腺病毒激发了该例患者机体致命的免疫反应,导致多器官衰竭而死亡。这显然是主诊医师为了尽快将基因治疗推向临床而违规操作的结果,与进行的基因治疗制品本身无直接关系。由此可见,医师不恰当的违规操作放大了公众业已存在对该项试验安全性的怀疑。在随后的2002年底到2003年,法国巴黎Necker儿童医院报道重症联合免疫缺陷综合征(SCID)接受基因治疗的患者中,有2例出现了类白血病样症状。这2例患儿发生类白血病的原因可能与采用的鼠白血病病毒(MLV)载体的整合位点有关,MLV插入造血干细胞染色体细胞生长启动基因LMO2的启动子附近,从而导致某些细胞的失控性生长。这次源于法国的事件经过媒体的广泛报道和渲染,又一次引发了公众对基因治疗安全性危机的大讨论。从此,人们对基因治疗的期望跌到了低谷,基因治疗临床试验受到了更严格的监管,安全示范标准比其他治疗方法设置的都要高。

1.2基因治疗的现状

时至2009年,基因疗法在经过多年沉寂之后,最近频频传来好消息。先天性黑矇症、X连锁肾上腺脑白质营养不良、帕金森氏症这三种疾病运用基因治疗取得成功的案例使得基因治疗逐步摆脱过去失败的阴影,重新燃起新的希望。此外,《Journal of Clinical Investigation》发表了美国波士顿大学医学院的研究人员用基因疗法治疗α-1抗胰蛋白酶缺乏症(alpha-1 anti-trypsin deficiency)引起的肺气肿的论文,以及报道肌肉萎缩症基因疗法动物实验获得成功;《Cell》报道抑制IB激酶ε(IKKε)基因表达可治疗肥胖《NatureMedicine》报道人类首个艾滋病病毒(HIV)感染患者的基因治疗临床试验结果,对74例HIV 成人感染者实施了随机、双盲、安慰剂对照的基因转换Ⅱ期临床试验,接受携带OZ1分子的血液干细胞有效抑制了HIV病毒的复制,并且未发现与OZ1相关的毒副作用。这一系列成功的案例,将大大促进基因治疗的发展。2009年岁末,《科学》杂志评出2009年十大科学突破,位列第七的就是“基因疗法卷土重来”。1.3肿瘤基因治疗

在热衷于基因治疗同时,人们最大的期望并不是只想治疗好几个单基因缺陷症的患者,而真正的目的是要攻克人类健康的头号“杀手”———肿瘤。相对于单基因缺陷症来说,肿瘤的发生是一个极为复杂的过程,有许多基因的突变会导致肿瘤的发生。因此,肿瘤基因疗法受到的最大挑战首先是有效基因的筛选,其次是载体安全性的控制。所选择的目的基因是否只针对癌细胞而不损害体内的正常细胞?该基因的治疗是否可被精确调控而不会引起其他遗传性改变?癌细胞是否能被全部清除?因此,随着基因导入系统的改造、表达调控元件的应用以及新的治疗基因的发现,上述问题将逐步得到解决,基因治疗将会成为恶性肿瘤治疗的重

要组成部分,在肿瘤综合治疗、防止肿瘤细胞的转移与复发等方面发挥重要的作用。

2 抗肿瘤有效基因的筛选

对肿瘤遗传性改变的深入研究,为肿瘤的基因治疗提供了更多可供利用的目的基因。根据治疗策略的不同,目的基因可选择原癌基因或肿瘤自分泌生长因子及其受体基因的反义核酸、抑癌基因、免疫调节因子基因、抗血管生成因子基因、肿瘤细胞自杀基因、抗肿瘤抗体基因等。针对肿瘤细胞的遗传缺陷,我们设计转染抑癌基因p16和p53转移使肿瘤细胞的生长受到抑制,诱导细胞凋亡;在体外细胞学和裸鼠移植瘤实验中证实,对胃癌、肺癌具有良好的抗肿瘤效应,并且在临床前的安全性评价中未见明显的毒副作用。针对实体肿瘤的微环境,我们构建了携带抗血管生成基因的腺病毒载体,如Canstatin、Endostatin,在多种人体肿瘤的动物模型上均能够明显抑制肿瘤微血管的生成,抑制肿瘤细胞生长,诱导细胞凋亡。为了提高宿主的抗肿瘤免疫能力,我们通过转染γ干扰素基因,不但使机体产生有效的免疫反应抑制肝癌细胞的生长,而且能够抑制肿瘤血管生长,诱导细胞凋亡,起到多重杀伤机制。然而,目前有治疗价值的基因还是太少,通过深入细致地研究肿瘤发生的机制以及基因调控的原理,寻找和筛选更有效的基因,仍然是我们努力的方向。

3 肿瘤基因治疗的的治疗方法

3.1 自杀基因疗法

自杀基因疗法也称前药转换酶基因疗法,是将能编码某些药物敏感酶的基因转导入肿瘤细胞,肿瘤细胞产生的这些酶将低毒或无毒的药物前体转化为细胞毒性产物,以达到杀死肿瘤细胞的目的。其作用是:促进免疫效应细胞的分化增殖、加强对肿瘤的杀伤力;直接杀伤癌细胞;增加肿瘤细胞的免疫原性。

自杀基因治疗系统的种类很多,主要包括单纯疱疹病毒Ⅰ型胸苷激酶/丙氧鸟苷(HSV1-tk/GCV)系统、带状疱疹病毒胸腺嘧啶激酶/阿糖甲氧基嘌呤(VZV-tk/Ara-M)系统、胞嘧啶脱氨酶/5-氟胞嘧啶(CD/5-FC)系统和硝基还原酶/CB1954(NTR/CB1954)系统等。HSV-tk/GCV系统将无毒的药物前体GCV磷酸化,转变为毒性药物丙氧鸟苷三磷酸。CD/5-FU系统能将无毒的5-FU脱氨酶转变为5-FU,5-FU再转化为5-FUTP或5-FdUMP,发挥细胞毒性作用,从而杀伤转染基因的肿瘤细胞,而且基因表达的细胞对邻近未转染的细胞有较强的旁路细胞毒效应(旁观者杀伤效应)。目前研究较多的是HSV-tk/GCV系统,研究者正在致力于提高自杀基因疗法的效率。Okada等发现,将表达逆转录包蛋白的复合体载体与腺病毒载体AVC2、GCEGFP(二者均为腺病毒载体)共同转导可以提高转导的效率,提高了体外细胞对更昔洛韦前药的敏感性,而对种植于裸鼠的肿瘤抑制率也达到了

50%。

在自杀基因的探索中,不少研究者发现,少量的自杀基因转染的癌细胞与未转染的癌细胞按一定的比例混合后培养,不仅转染的癌细胞被杀灭,二者相互接触后相邻的未转染的癌细胞也大量死亡,此即“旁观者效应”。治疗中“旁观者效应”是一重要特征,即有毒代谢物通过缝隙连接或凋亡小体从转染细胞移动到邻近细胞,对其产生杀伤作用,大大提高了自杀基因的杀伤效应Ammerpohl等在用HSV-tk基因治疗脑胶质瘤时发现,作为增强瘤细胞间隙链接的4-丁酸苯酯和更昔洛韦合用时显著增加了旁观者效应。

3.2 免疫基因疗法

免疫基因治疗是通过基因重组技术,将抗癌免疫增强细胞因子或mhc基因导入肿瘤组织,增强机体的抗肿瘤免疫功能,达到治疗肿瘤的目的,主要包括增强免疫效应细胞功能的细胞因子基因疗法、调节增强抗原识别能力的主要组织相容性复合物的基因疗法和共刺激分子基因疗法等。细胞因子基因疗法是将细胞因子导入体细胞,提供一个合适的微环境,以有利于提高机体的抗肿瘤免疫应答。

3.3 基因替代疗法

基因替代治疗就是利用载体体内导入野生型抑癌基因,替代缺失或异常的抑癌基因表达,逆转肿瘤细胞的表型、抑制细胞增殖、诱导细胞凋亡,以达到治疗的目的。

目前已分离克隆出20余种抑癌基因,p53基因是与人类肿瘤相关性最高的抑癌基因,肿瘤生成会伴随p53的缺失。p27基因是一种抑癌基因,调控细胞周期并抑制细胞分裂,其编码的P27蛋白为细胞周期素依赖性蛋白激酶抑制因子(CDKI)。目前研究的抑癌基因还有Fhit及第10号染色体丢失的张力蛋白同源的磷酸酯酶等,但真正应用到临床,还需要大量的研究。

3.4 反义基因疗法

反义基因疗法就是通过人工合成的寡核苷酸与癌基因编码的mRNA互补结合,可以抑制mRNA的转录,达到封闭癌基因的目的。目前的治疗方案主要采用反义细胞癌基因myc、neu、k-ras等,根据碱基互补原则,用人工合成或生物体表达的特定DNA或RNA片断(反义核酸),抑制或封闭专一靶基因的技术。目前用于反义治疗的基因有Survivin(凋亡抑制基因)、分化抑制因子(Id)、B细胞淋巴瘤、cerb-b2基因和增殖细胞核抗原等。

3.5 多药耐药相关的基因疗法

多药耐药(MDR)是指在化疗药物治疗肿瘤中发现的肿瘤细胞的非特异普遍耐药性。导致肿瘤细胞MDR的一个重要原因是其MDR1基因扩增和过度表达。MDR 相关的基因治疗一般集中在抑制肿瘤细胞的MDR1基因表达,从而增加常规化疗

的效果。

3.6 抗肿瘤新生血管形成疗法

实体瘤的生长有赖于获得足够的血供以提供营养物质和氧气。抗血管生成基因治疗通过基因导入并表达的手段,在体内长期维持一定水平的血管生成抑制因子,抑制肿瘤血管的生成,从而达到抑制肿瘤增殖、复发和转移。血管内皮生长因子(VEGF)和转化生长因子是促进新生血管生成的主要生长因子,以VEGF作用最强。与其他基因治疗相比,该疗法无需直接转染肿瘤靶基因,只需转染肿瘤4周,创造抑制血管生成的环境。在小鼠血管内给予针对VEGF受体的siRNA时发现,VEGF受体表达减少,肿瘤的生长速度和血管生成明显减少。

3.7 抗端粒酶疗法

端粒是位于染色体末端的复合结构,调控细胞的有丝分裂,随着细胞分裂将逐步缩短,最后导致细胞凋亡。所以端粒的持续存在是肿瘤细胞增殖的基础。端粒酶是一种逆转录酶,能够以自身RNA为模板合成端粒的末端重复序列5-TTAG-3,以补偿端粒片段的缺失,在正常组织中通常处于抑制状态,但在恶性肿瘤和永生化的细胞中常处于激活状态。人端粒酶逆转录酶(hTERT)是端粒酶的活性限速成分。迄今已发现6种类型的核酶,其中锤头状核酶由于结构简单,设计方便,成为基因治疗的首选。何霞等将端粒酶特异性核酶表达载体pCIneo-hTR-RZ和pCIneo-hTERT-RZ分别转染A549肺癌细胞,证实了核酶对靶RNA切割的有效性。并且细胞端粒酶的活性降低,说明端粒酶hTERT mRNA及端粒酶RNA均可作为肺癌的治疗靶点,端粒酶特异性核酶有望成为肺癌基因治疗的手段。

3.8 抑制细胞信号传导道路

通过抑制细胞信号传导道路可抑制肿瘤细胞的增殖,信号传导道路中酪氨酸激酶与肿瘤的发生和发展有关,主要有上皮生长因子受体、血管内皮生长因子受体、血小板生长因子、细胞癌基因scr、B细胞抗药受体、细胞癌基因abl等。Kim等采用表达Cmet核酶的腺病毒载体转染前列腺癌细胞时发现,细胞癌基因scr激酶活性明显下降,并认为靶向Cmet信号通路的治疗对于控制前列腺癌生长和转移有重要意义。还有研究采用EGFR反义RNA治疗胶质瘤也取得明显的疗效。Book-out等通过抑制前列腺癌G蛋白信号传导道路而使肿瘤细胞死亡。

3.9 病毒介导的肿瘤溶解

在肿瘤细胞内突变的腺病毒作为癌溶解剂,无需加治疗基因,能有效地溶解肿瘤。如部分缺失腺病毒1B期的腺病毒可特异性地在缺乏p53的肿瘤细胞内复制。

3.10 联合基因疗法

由于肿瘤是多因素、多环节、多阶段的复杂疾病,依靠单一方法并不能达到

理想的抗肿瘤效果,因此多种治疗方法联合,针对肿瘤的不同特征进行治疗已经成为基因治疗发展的一个趋势。不同目的基因之间的联合应用:(1)自杀基因与免疫基因之间的联合应用,如自杀基因HSV-tk与能增强抗瘤免疫力的mmIL-2基因联合应用的抑瘤作用更强;(2)免疫基因与免疫基因之间的联合应用,其他的联合疗法包括目的基因与化疗药物的联合以及目的基因与放射线之间的联合等。如Yamazaki等利用HSV-tk/GCV系统以及与IL-12联合治疗转移性甲状腺癌效果良好。Mikyskova等利用IL-12和GM-CSF联合基因治疗HPV16相关肿瘤模型,也取得了良好的效果。

3.11 化疗保护性基因治疗

化疗保护性基因治疗是指化疗前向骨髓内导入耐药基因,保护骨髓细胞不受抗肿瘤药物的损害。MDR1编码P糖蛋白的跨膜蛋白,它有抗肿瘤药物位点和ATP 位点2个结合位点,通过ATP供能可将细胞内药物泵出,从而保护正常细胞免受药物的损害。通过基因转移技术转移耐药基因到正常器官组织,保护其免受化疗药物的毒性作用,该疗法可以提高化疗效果。目前,肿瘤耐药基因治疗的方案是转入mdr1基因、二氢叶酸还原酶基因、DNA修饰蛋白-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶基因等,或者联合使用两种或多种耐药基因转入造血干细胞,使造血干细胞获得广谱抗药性;或使用耐药基因的突变体,以获得比野生型更有效的骨髓保护作用;也有将gm-csf基因等转入骨髓细胞,以提高机体对大剂量化疗的耐受力。应用此方法降低肿瘤细胞对化疗药物的耐受也可类归于干扰性基因治疗。

4 肿瘤基因治疗的相关载体

4.1 病毒载体

病毒能够自然感染细胞,从而可将自身的遗传物质带至宿主细胞。RNA和DNA 病毒均可作为基因运载工具,病毒载体具有天然嗜性,使其能有效转导外源基因进入靶细胞。在基因治疗过程中,一方面要有效利用病毒感染细胞效率高的优点;另一方面又必须克服病毒载体的天然嗜性所带来的潜在安全性问题。

4.1.1 逆转录病毒载体

逆转录病毒(retrovinls,RV)为RNA病毒,该载体即是将结构基因去掉换成外源基因,在体外的包装细胞内组装成含有目的基因的重组逆转录病毒,该重组逆转录病毒不具致病性;在逆转录病毒感染细胞后,整合至细胞染色体上,从而实现其携带外源目的基因的作用;具有转染效率高,靶向性差,体内病毒滴度较低的特点。Barzon等将白细胞介素-2基因和单纯疱疹病毒的胸苷激酶基因同时插入反转录病毒载体治疗甲状腺癌,可使瘤体比单独利用白细胞介素-2基因进行治疗时缩小3~4倍。但逆转录病毒只能转染处于分裂增殖期的细胞,且与受染细胞的整和具有随机性,故具有潜在的危险性。因担忧其安全性问题,故目前逆转录病

毒载体多用于体外转染。现阶段国内外学者们仍在寻求开发新的更为高效安全稳定的逆转录病毒载体,如已报道的复制缺陷型泡沫病毒载体等。

4.1.2 腺病毒载体

腺病毒(adenoviru,Ad)为双链DNA病毒,它能感染各时相的细胞,以其高效转染和高效表达而成为应用广泛的病毒载体。常树建等构建腺病毒载体介导抗-VEGF发状核酶的实验结果显示:腺病毒可高效感染HT-29细胞,有效抑制VEGF 的表达及移植瘤组织内血管的生成。但腺病毒作为载体也有自身的局限性: (1)表达时间短,容量小(4. 5kb),免疫原性强; (2)缺乏理想的动物模型来进行临床前毒性研究; (3)对肝细胞的天然嗜性容易造成腺病毒颗粒在肝脏中积累从而诱发肝脏损伤,这些使得腺病毒作为基因治疗的载体具有一定的危险性,从而限制了其在临床上的应用。

4.1.3 腺病毒相关病毒载体

腺病毒相关病毒(adenovirus-as-sociated virus,AAV)为单链DNA病毒,具有长期稳定整合的特点,且适用于表达生物活性物质的基因,在高滴度情况下也未发现引起炎症反应的副作用,已有逐步取代腺病毒载体之势。齐荣等通过构建特异性杀伤肿瘤细胞的腺相关病毒载体AAV-hTERT-TRAIL的研究结果显示,其可以介导肿瘤细胞特异性基因表达与杀伤作用,同时对正常细胞无毒性。目前,该载体的主要局限是难以大量生产和载体容量有限,但新的复制模型有望解决这些问题。

4.1.4 单纯疱疹病毒载体

单纯疱疹病毒(herps simple virus,HSV)为双链DNA病毒,可引起口唇及生殖道黏膜感染,且具有嗜神经性。此类病毒感染神经未梢并导致潜伏感染,这一特性常被用来进行脑部肿瘤的基因治疗,但它所引起的神经毒性及潜伏性感染也不容忽视。研究显示,复制缺陷型载体则不含HSV-I的任何编码基因,细胞毒性及免疫原性小,基本消除了病毒基因表达的可能,使宿主细胞中不存在野生型潜伏感染而安全性好。

4.1.5 痘病毒载体

痘病毒(poxvirus, PV)为双链DNA病毒,主要用于制备疫苗。痘病毒载体具有低毒性和高容量的特点,其与单纯疱疹病毒载体是仅有的能够同时携带多个外源基因的转运系统,因而作为体内转基因的载体是个不错的选择,但是在应用于人体时,由于其免疫原性强,限制了其在临床中的应用。近年,国外报道开发了一种新型减毒痘病毒载体NYVAC安全性高,目前已进入I/Ⅱ期临床试验。

4.1.6其它病毒载体

此外,慢病毒( lentivirus)、杆状病毒(Baculovirus)、重组仙台病毒

(Sendai virus, SV)载体也有报道,但是要进入人体还需要进行大量深入的研究。

4.2 非病毒载体

欧美目前已有大于20%的临床研究应用非病毒载体,其中常用的主要包括:真核细胞表达质粒载体(裸DNA)、阳离子多聚物载体、脂质体、纳米粒、厌氧菌等。

4.2.1 真核细胞表达质粒载体

真核细胞表达质粒载体主要用于基因治疗的直接体内治疗方案,该方法是将治疗用的目的基因克隆到构建好的真核细胞表达质粒载体中去,采用裸DNA肌肉注射的方法,直接转移到体内,在肌肉组织中表达目的蛋白质,发挥治疗作用。4.2.2 阳离子多聚物载体

阳离子多聚物(cationic polymer)载体是用带正电多聚物静电结合、浓缩DNA,再通过静电作用结合细胞膜或通过携带的靶向配体与存在于细胞膜上的受体结合,内吞进入细胞内。目前常用的主要有聚赖氨酸、聚乙烯亚胺、树状高分子载体、明胶、壳聚糖及其衍生物等。然而由于存在电荷相关毒性及较病毒载体低的转染率等缺点,其临床应用也受到限制。近年来,随着材料及合成技术的飞速发展,人工合成的生物可降解阳离子多聚物主要用于制备纳米级载体。

4.2.3 纳米粒

纳米粒(nanoparticles)是一类由天然高分子物质或合成高分子材料制成的粒径为纳米级的载体,其表面经过生物修饰或理化修饰后具有靶向作用。IwasakiY等的研究显示表面存在乙肝病毒的L抗原的L纳米粒具有嗜肝细胞性,其体内试验结果首次证明了纳米粒可用于将抗肿瘤的治疗基因导入人类肝脏肿瘤,值得关注。而对脑肿瘤来说,利用人脑肿瘤原发部位的血管间隙较大、透性增强和滞留效应,抗肿瘤药物的转运可通过直径小于80nm的纳米载体实现。尽管如此,但纳米靶向载体还是存在着药物装载量偏低,靶向物质与药物载体结合的稳定强度低,靶向性药物存在毒性和组织特异性不理想,体内环境中纳米载体难以检测等系列问题,尚待深入研究。

4.2.4 阳离子脂质体

脂质体(1iposome)载体为脂质双分子层组成的环形封闭囊泡,它可通过被宿主细胞融合、内吞等方式将其所携带的核酸分子送入细胞。脂质体转染无插入突变的危险,而且无毒、无免疫原性,是近年发展起来的非常有前途的非病毒载体。但普通脂质体作为药物载体,仍存在靶分布特性不理想、贮存中稳定性欠佳等缺点,因而限制了脂质体在肿瘤化疗中的应用。

4.2.5 活菌载体

基于实体瘤微环境缺氧的特性构建的重组厌氧菌载体,能特异性定居于肿瘤,

通过产生细胞因子、毒素、酶类等活性物质或表达其所携带的目的基因起到治疗作用,现已初步显示出应用潜力。用于肿瘤基因治疗的厌氧菌载体具有以下特点: (1)易于生产,便于储存,使用更加方便; (2)可以作用于间质细胞,比病毒更易于从循环中清除,安全性高,其本身的抗瘤效果优于病毒; (3)治疗基因整合、发生遗传突变的可能性也减少; (4)靶向性优于病毒载体和脂质体载体。但厌氧菌载体也有其局限性:溶瘤治疗仅作用于厌氧区,这将阻碍专性厌氧菌穿透肿瘤间质“寻找”低氧区。据目前研究来看,工程化厌氧菌和联合治疗的优化将有利于提高厌氧菌抗肿瘤治疗的疗效。目前研究较多的应用于肿瘤基因治疗的厌氧菌载体有双歧杆菌、沙门氏菌、梭状芽孢杆菌、乳酸杆菌等。

4.3 基因转移载体的安全性改造

以基因治疗常用的病毒载体为例,早期常用缺失E1区的复制缺陷型腺病毒,虽然安全性得到保障,但其在肿瘤细胞中无法复制和扩增,只对受感染细胞有效,由于无法保证每个肿瘤细胞都被病毒感染,其治疗效果有限。中国国家食品药品监督管理局(SFDA)2004年批准的世界上第一个肿瘤基因治疗药物“重组人p53腺病毒Ad-p53”即属于这类非复制型腺病毒载体。近年研制出来的条件增殖型腺病毒能在肿瘤细胞中特异性增殖复制,并释放子代病毒感染更多的肿瘤细胞,裂解和杀伤肿瘤细胞,故又称溶瘤腺病毒(onco-lytic adenovirus),其早期的代表是E1B-55kD基因缺失的腺病毒Onyx-015。2005年中国SFDA批准上市了世界上第一个溶瘤病毒,由上海三维生物技术公司研制的Onyx-015同类型制剂H101。目前大多数溶瘤腺病毒存在肿瘤特异性不强、杀伤效率不足、缺乏感染靶向性、安全性不高等缺点。我们针对肿瘤广谱且特异的3个生物学靶标(端粒酶阳性、缺氧以及Rb信号途径异常),对溶瘤腺病毒进行一系列改造,从用人端粒酶逆转录酶基因启动子(hTERT)调控腺病毒E1a的表达,到联合缺氧反应元件(HRE)调控E1b基因的表达,最后到同时缺失E1a基因内部CR2区24个核苷酸,并将抗癌基因p53插入到病毒的基因组中,使腺病毒载体对肿瘤细胞的特异性及疗效不断增加,开发出三重精确调控的肿瘤特异性增殖腺病毒治疗系统SG600-p53。SG600-p53具有广谱、安全及高效等多重优势特点,充分发挥基因治疗与病毒治疗的双重优势,利用病毒高弥散力、高转染力以及在肿瘤细胞内特异性复制和增殖的能力,可使p53抗癌基因拷贝数随病毒增殖而增加,从而在肿瘤细胞中获得高转染率及高效表达的抗癌基因,对多种肿瘤产生明显的抗肿瘤效应。

5 问题与展望

基因治疗取得的新成就,为我们征服肿瘤带来了新的希望。然而,世界各国在肿瘤的基因治疗领域投入了大量的人力物力,相关的临床试验也占到了基因治疗总数的60%以上,但能真正上市应用于临床的产品很少,主要原因是基因治疗的

临床疗效还不够理想,即反映出体外和体内、基础技术和临床应用之间的差异性,

这其中还有很多机制需要研究清楚。长期安全性的问题也限制了基因治疗临床应

用的发展。虽然基因治疗还存在如此诸多问题,但它的理论基础和发展前景是显

而易见的。传统的肿瘤治疗模式难以从根本上解决肿瘤细胞的遗传性改变和根源,

而作为一种全新的治疗方法,基因治疗绝对是追根溯源,在基因水平上彻底纠正

细胞的遗传缺陷。随着对癌变机制、癌细胞信号转导、癌细胞遗传特征研究的深

入,大批新基因新靶标的发现以及基因操作新技术的发展,预期在未来的10-20

年内,基因治疗一定会有重大突破,成为肿瘤综合治疗一种必不可少的治疗手段。

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HPV疫苗的研究进展

HPV疫苗的研究进展 摘要:子宫颈癌是引起女性死亡的第二大癌症。研究证实人乳头瘤病毒(HPV)感染与子宫颈癌有着十分密切的关系。近年来,HPV疫苗在预防和治疗子宫颈癌方面备受关注,关于HPV疫苗研究已经取得了很大的进展。本文就HPV疫苗的研究进展做一综述。 关键词:人乳头瘤病毒;子宫颈癌;HPV疫苗 Progress in research on human papillomavirus vaccine Zhang Ting(Obstetrics and Gynecology Department of The Third Xiangya Hospital, Central South University ) Abstract: Cervical cancer is the second cause of cancer death in women, many studies confirm that human papilloma virus (HPV) infection and cervical cancer has a very close relationship. In recent years, HPV vaccines get much attention in the fields of cervical cancer prevention and treatment, and great progress has been made in it. This paper focused on the progress HPV vaccine researching. Key Words: human papilloma virus; cervical cancer; HPV vaccine 宫颈癌是导致女性死亡的第2位恶性肿瘤,每年大约死亡50万人。在西方发达国家,宫颈癌筛查方法的有效实施使该病的死亡人数急剧下降[1],但在那些社会经济不发达的地区,宫颈癌不仅相当常见,而且多为晚期,预后很差。流行病学以及病毒学资料已经证实,HPV 感染与宫颈癌的发生发展有密切的内在联系[2]。分子生物学及免学等多学科的发展及其在动物模型中对HPV疫苗研究取得的进展,进一步推动了HPV(human papilloma virus,人乳头状瘤病毒)疫苗在治疗宫颈癌方面的研究。 1 HPV的地域分布及感染特点 1.1 HPV是含有大约8000个碱基对的双链DNA病毒,并按照其致癌特性分为高危型和低危型,HPV16,18,52,33,45,39等均属高危型,它们与CIN2级与CIN3级密切相关,其中HPV16和18与71%的宫颈癌有关 [3]。HPV16是在所有国家中最为常见的一类,其他类型的HPV的患病率因地理位置的差别而有所差异,如HPV45在非洲西部常见,而HPV39多见于非洲中部及南部。相同基因型的HPV中存在多样的基因组型是与史前时代种族分离进化相关的,这些变异体之间的区别是在其DNA内容物的1%~5%。在墨西哥的人口中HPV16变异体数量和美国、印第安地区相比,比预期的高出很多,相反,HPV18变异体在欧 洲比在非洲常见。 1.2 HPV感染是一个动态的过程,该病毒的自发清除以及多类型HPV联合感染常见。已有证据表明,在性活跃人群中,HPV感染是常见并且短暂的,只有那些长期感染高危型HPV的病人才有罹患宫颈癌的危险,这是因为HPV感染及宫颈癌前病变有较高的自愈能力。目前,已 有一些研究,其目的在于观察HPV感染的自然病程和自发清除率。一项加拿大的调查中发现,HPV16的24个月累计感染率最高(12%),感染时间最长(平均持续18.3个月),其次是HPV31(平均感染14.6个月)。一项哥伦比亚研究显示,与其他HPV类型相比,HPV16及其相关基因型(31,33,35,52,58)具有较低的清除率。另有资料显示,非欧洲的HPV16变异体的自发清除率较低,并因此表现出了更强的致癌性。 2 HPV预防性疫苗及其临床试验成果、前景

肿瘤疫苗研究进展介绍

肿瘤疫苗研究进展介绍 摘要:肿瘤疫苗,即含肿瘤抗原基因或肿瘤抗原肽的疫苗,是近年的研究热点之一。与传统疫苗防止疾病的作用不同,癌症疫苗通过促使自身免疫系统攻击已经生成的肿瘤达到治疗效果。现在已取得一定研究进展的肿瘤疫苗有宫颈癌HPV疫苗、黑色素瘤疫苗、淋巴瘤疫苗、白血病DNA疫苗、前列腺癌疫苗、肺癌疫苗等,本文对上述疫苗一一进行了介绍。此外,本文还对肿瘤疫苗研究过程中几个重大的突破进行了介绍,如MUC1蛋白与肿瘤疫苗的关系、DC疫苗的原理及应用等。 关键词:肿瘤疫苗宫颈癌HPV疫苗黑色素瘤疫苗淋巴瘤疫苗白血病DNA疫苗前列腺癌疫苗肺癌疫苗 MUC1蛋白 DC疫苗 Abstract:The tumor vaccine,which contains tumor associated antigen encoding gene or tumor associated antigen(peptide), has become one of the research hotspots in recent years. Unlike the function of the traditional vaccine, the tumor vaccine treat a tumor through making the immune system attack the tumor. Up to now,three are several tumor vaccines has made progress,including the cervical cancer HPV vaccine ,melanoma vaccine,lymphoma vaccine,leukemia DNA vaccine,prostate cancer vaccine,lung cancer vaccine, which is also talked about in this article. Besides, several breakthroughs will be included in this article, which contains the MUC1 and the dc vaccine. Key words:tumor vaccine,cervical cancer HPV vaccine ,melanoma vaccine,lymphoma vaccine,leukemia DNA vaccine,prostate cancer vaccine,lung cancer vaccine, MUC1,dc vaccine (一)肿瘤疫苗的定义及分类 肿瘤疫苗,即含肿瘤抗原基因或肿瘤抗原肽的疫苗,是近年的研究热点之一。其原理是通过激活患者自身免疫系统,利用肿瘤细胞或肿瘤抗原物质诱导机体的特异性细胞免疫和体液免疫反应,增强机体的抗癌能力,阻止肿瘤的生长、扩散和复发,以达到清除或控制肿瘤的目的。它来源于自体或异体肿瘤细胞或其粗提取物,带有肿瘤特异性抗原(tumor specific antigen,TSA)或肿瘤相关抗原(tumor associated antigen,TAA)。可通过激发特异性免疫功能来攻击肿瘤细胞,克服肿瘤产物所引起的免疫抑制状态,增强TAA的免疫原性,提高自身免疫力来消灭肿瘤。其中,TSA的免疫治疗在肿瘤综合治疗中占有重要地位,因为它可以启动以肿瘤特异性细胞毒性T淋巴细胞(cytotoxic Tlymphocyte,CTL)反应为主的抗肿瘤效应,有效打击肿瘤,防止转移、复发且不伤及无关组织。它既可以独立地治疗肿瘤,又可与手术及放、化疔结合,具有疗效高、特异性强、不良反应小等优点,尤其对于中晚期已经发生转移的恶性肿瘤而言,具有独到的治疗作用。(1) 根据肿瘤疫苗的用途不同,可以把它分为两种:预防性疫苗和治疗性疫苗。其中,预防性疫苗是用与某些特殊肿瘤发生有关的基因制备的疫苗,可接种于具有遗传易感性的健康人群,进而控制肿瘤的发生;而治疗性疫苗是以肿瘤相关抗原为基础,主要用于化疗后的辅助治疗的。 而根据它的来源,又可以把它分为肿瘤细胞疫苗、基因疫苗、多肽疫苗、树突状细胞疫苗、CTL表位肽疫苗等。其中,肿瘤细胞疫苗是从机体肿瘤组织中提取肿瘤细胞,经灭活处理后使瘤细胞丧失致瘤性,但仍保持其免疫原性,然后对机体进行主动免疫。但由于肿瘤细胞肿瘤抗原抗原TSA表达低下,并缺乏一些免疫辅助因

MAGE基因在肺癌疫苗研究进展

四综述四 D O I :10.3760/c m a .j .i s s n .1673-436X.2012.004.018作者单位:233004蚌埠医学院第一附属医院呼吸内科 通信作者:刘超,E m a i l :l i u c h a o @b y y f y .c o m.c n MA G E 基因在肺癌疫苗研究进展 刘帮助 刘超 ?摘要? 随着对肿瘤逃避免疫监视机制研究的不断深入,免疫治疗已成为一种有希望治疗肿瘤的新方法三其中肿瘤疫苗作为肿瘤的特异性主动免疫治疗成为肺癌非常有吸引力的靶向治疗策略之一, 尤其适用于完全切除术后患者的辅助治疗三近年来肿瘤疫苗是采用MA G E 多肽二基因和树突状细胞等方法来免疫肺癌患者,在Ⅰ/Ⅱ期临床试验中已观察到免疫反应和肿瘤的缓解,并取得了较好的临床疗效评价三目前正在进行国际多中心临床研究进行论证三 ?关键词? 黑色素瘤抗原; 免疫治疗;疫苗;肺癌R e s e a r c h p r o g r e s so f M A G E g e n ei nl u n g c a n c e rv a c c i n e L I U B a n g -z h u ,L I U C h a o .D e p a r t m e n to f R e s p i r a t o r y M e d i c i n e ,t h e F i r s tA f f i l i a t e d H o s p i t a l o f B e n g b u M e d i c a lC o l l e g e ,B e n g b u 233004,C h i n a C o r r e s p o n d i n g a u t h o r :L I UC h a o ,E m a i l :l i u c h a o @b y y f y . c o m .c n ?A b s t r a c t ? A st h et u m o rt oe v a d ei mm u n es u r v e i l l a n c e m e c h a n i s m f o rt h ec o n t i n u o u si n - d e p t h r e s e a r c h ,i mm u n o t h e r a p y h a sb e c o m ea p r o m i s i n g n e w m e t h o d f o rt r e a t m e n to fc a n c e r .O n ec a n c e r v a c c i n e a sat u m o r - s p e c i f i ca c t i v e i mm u n o t h e r a p y o f l u n g c a n c e rb e c o m e sav e r y a t t r a c t i v es t r a t e g y o f t a r g e t e dt h e r a p y ,e s p e c i a l l y f o r p a t i e n t s w i t hc o m p l e t e l y r e s e c t e da d j u v a n tt h e r a p y .I nr e c e n t y e a r s ,c a n c e r v a c c i n e s i st h eu s eo f MA G E p e p t i d e s ,g e n e s ,a n dd e n d r i t i cc e l l s i n p a t i e n t sw i t hl u n g c a n c e r ,t u m o r i mm u n e r e s p o n s e a n dm i t i g a t i o nh a v e b e e n o b s e r v e d i n p h a s eⅠ/Ⅱ c l i n i c a l t r i a l s ,a n d g o o d c l i n i c a l e v a l u a t i o na c h i e v e d .O n g o i n g i n t e r n a t i o n a lm u l t i -c e n t e r c l i n i c a l s t u d y w i l l d e m o n s t r a t e i t .?K e y w o r d s ? MA G E ;I mm u n o t h e r a p y ;V a c c i n e ;L u n g c a n c e r 肺癌在发展中国家恶性肿瘤中病死率居首,尽管常规治疗方法如手术治疗二化疗二放疗取得了较大 改进,但是5年生存率仍较低[ 1] 三综合治疗方法在一定程度上延长了患者的生存期,但由于就诊时 70%患者已是中晚期[2] ,据统计仅有20%可以接受 手术治疗,且术后复发和转移率高达50%以上,而化疗对复发患者的有效率不足25%三在肺癌的靶向治疗中,以表皮生长因子受体(E G F R )为靶标的分子靶向治疗受到国内外肿瘤界的普遍关注,但经研究发现几乎所有初始治疗有效的患者经过治疗后,病情出现进展即产生了获得性耐药三因此迫切寻求更新的肺癌治疗模式尤为重要,而免疫治疗是一种极具有可能替代细胞毒性药物治疗前景的方法三 肿瘤疫苗研制是免疫治疗热点,肺癌疫苗是具有吸引力的靶向治疗,尤其适用于完全切除术后患 者的辅助治疗;它的低风险性和合理性尤其引人关注三然而肿瘤疫苗研制过程中存在的一个主要问题是大多数肿瘤抗原的免疫原性很弱,抗原表位少,表达分布不均,很难引起机体特异性免疫应答三而黑色素瘤抗原编码基因(MA G E )被认为是肿瘤特异性免疫治疗的理想免疫原,可以作为肿瘤治疗型疫苗的靶抗原,在肿瘤免疫治疗的研究中起到十分重要的作用并取得了一定的进展三本文主要针对MA G E 基因的结构表达调控特点二肺癌疫苗研制在肿瘤免疫治疗的作用以及应用前景作一综述三1 M A G E 基因发现与结构特点 1991年,v a nd e r B r u g g e n 等[3] 使用基因转染技术发现了黑色素瘤细胞系上的MA G E -A 1基因,其后发现该家族中MA G E -A 基因亚家族有12个成员,并根据其在染色体上分布的区域不同分为A 二 B 二 C 二 D 四个主要亚系和MA G E -E ~L 以及N e c d i n 二r e s d i n 等多个次要亚家族, 它们均定位于x q 28上,具有独特的基因组结构三其成员在多种恶性肿瘤和正常睾丸组织和胎盘中均有表达,而其他正常组织不表达三根据MA G E 家族基因的结构特 四 713四国际呼吸杂志2012年2月第32卷第4期 I n t JR e s p i r ,F e b r u a r y 2 012,V o l .32,N o .4

肿瘤基因疫苗研究进展

肿瘤基因疫苗研究进展 基因疫苗是指将编码外源抗原的基因与质粒重组,构建出真核表达载体,导入人或动物细胞后,利用宿主细胞的蛋白质合成系统合成外源抗原蛋白,并诱导机体产生对该抗原的免疫应答,以达到预防和治疗疾病的目的。[1]肿瘤的治疗目前仍是世界性的难题, 随着免疫学和分子生物学的发展, 肿瘤疫苗的发展经历了肿瘤细胞疫苗、重组蛋白疫苗和基因疫苗三个阶段。 肿瘤基因疫苗也称DNA疫苗, 是目前研究的热点, 主要包括与肿瘤相关抗原(Tumor Associated Antigen,TAAs)有关的全长、表位、独特型(Idiotype,Id)和融合脱氧核糖核酸(Deaxyribonucleic Acid,DNA)疫苗, 能够自主复制的核糖核酸(Ribonucleic Acid,RNA)疫苗,与树突细胞(Dendric Cell,DC)相关的肿瘤基因疫苗等。 近年来, 肿瘤基因疫苗在动物基础研究和临床前研究, 甚至I期及II期临床 试验中取得了可喜的成果, 显示出广阔的应用前景。1990年Wolff等[2]首次发现将编码报告基因的DNA质粒直接肌肉注射, 能在肌细胞内获得较持久的蛋白表达。1992年Tang等[3]将表达人生长激素基因的质粒DNA导入小鼠细胞后, 诱导小鼠产 生了特异的抗人生长激素的抗体, 从而提出了基因免疫的概念。1993 年,Ulmer[4]等将可表达甲型流行性感冒(流感)病毒核蛋(Nucleoprotein,NP)的质粒DNA 注射小鼠,发现可有效地保护小鼠抗不同亚型、分离时间相隔34年的流感病毒的攻击。随后的大量动物实验都说明,在合适的条件下,DNA接种后既能产生细胞免疫又能引起体液免疫。于是,核酸疫苗技术应运而生。随后的几年其在肿瘤综合治疗中显示出很好的应用前景,从而使基因免疫的研究更加深入。 1 肿瘤基因疫苗的免疫学机制 肿瘤基因疫苗诱导的抗肿瘤免疫反应机理可能是DNA疫苗转染至宿主细胞后, 将其编码的抗原蛋白提呈给免疫系统,诱导MHC-I限制性CD8+ 的CTL和MHC-II限制性的TH以及抗体产生,引起广泛的免疫应答。质粒DNA进入组织后,通过胞饮方式被摄入宿主细胞,在细胞内表达产生抗原蛋白, 细胞将表达蛋白转运至近的抗原提呈细胞(APC), 然后蛋白被多蛋白酶体系降解成为有不同抗原表位的短肽进入内质网腔内, 与MHC-I类分子结合,形成MHC-I肽复合物,递呈给并激活CD8+T细胞, 诱导产生细胞免疫反应。辅助性T细胞( HTL)则诱导和维持CTL效应。动物实验证明了抗原特异性的HTL在CTL清除肿瘤过程中所起的重要作用[2]。而另一些短肽则与MHC-I结合, 形成MHC-II肽复合物, 提呈给CD4+ T细胞使其激活,刺激抗原特异性的B细胞分泌抗体, 产生体液免疫。[5] 2 肿瘤核酸疫苗的构建 核酸疫苗的构建方法是将编码保护性抗原的目的基因片段重组到真核表达载体上,主要包括真核表达载体的选择、外源抗原基因的选择与分析、抗原基因与表达载体的连接与鉴定几个方面。 2.1 载体的选择 构建核酸疫苗的载体主要有重组质粒型载体和病毒载体(包括逆转录病毒),尤以前者较多。质粒载体必须是能在大肠杆菌中高拷贝地扩增,而在动物细胞内则能高效表达,但不复制,也不含有向宿主细胞基因组内整合的序列,一般以PBR322 或PUC 质粒为基本骨架,带有细菌复制子,真核生物的启动子(有的含

DNA+疫苗及其免疫途径的研究进展

DOI:10.3969/cmba.j.issn.1673-713X.2010.04.010 · 综述·DNA 疫苗及其免疫途径的研究进展 楚琰,吴兴安 DNA 疫苗(DNA vaccine)又称为核酸疫苗、基因疫苗,是指将含有编码某种抗原蛋白基因序列的质粒载体作为疫苗,采用某种方法直接导入动物细胞内,然后通过宿主细胞的转录翻译系统合成抗原蛋白,诱导宿主产生对该抗原蛋白的免疫应答,从而使被接种动物获得相应的免疫保护,以达到预防和(或)治疗疾病的目的。1990 年,Wolff 等[1]发现小鼠的骨骼肌细胞能捕获含外源基因的质粒并表达外源基因,首次提出了基因免疫的概念。1992 年,Tang 等[2]将含生长激素基因的质粒导入小鼠表皮细胞,88% 的被免疫小鼠产生了抗生长激素抗体,二次免疫后抗体水平显著提高。随后的大量动物实验都说明在合适的条件下,DNA 接种后既能刺激机体产生细胞免疫,又能产生体液免疫。于是,基因疫苗技术应运而生,并逐渐显示出作为第 3 代疫苗的优越性。 最近几年来,关于基因免疫的研究在世界范围内广泛展开,所涉及的范围包括人和动物的各种细菌性疾病、病毒性疾病、寄生虫病及肿瘤性疾病。目前,在医学上针对结核杆菌、艾滋病病毒、流感病毒和 T 细胞淋巴瘤的基因疫苗已进入临床阶段;而针对乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、戊型肝炎病毒、狂犬病病毒、牛疱疹病毒、人乳头瘤病毒感染及相关癌症、巨细胞病毒、淋巴细胞脉络丛脑炎病毒、疟原虫、利什曼病、乳腺癌、肺癌、前列腺癌等的核酸疫苗也正处于研究和开发之中。 虽然 DNA 疫苗研究已经取得长足的进展,但多数DNA 疫苗,尤其是针对大型动物和灵长类动物的 DNA 疫苗的免疫效果仍不理想,普遍存在免疫原性低、诱发的抗体滴度低以及不能完全清除病毒感染的问题,妨碍了其进一步的临床应用。因此,探索提高 DNA 疫苗有效性的策略和方法是目前 DNA 疫苗研制的重要环节。已有的研究表明,多种因素影响 DNA 疫苗的免疫效果,如目的基因的选择、质粒载体的选择、免疫佐剂的选择等,其中免疫途径的选择是一个重要方面。DNA 疫苗存在多种不同的免疫途径,不同免疫途径和免疫方式可对抗原 DNA 的吸收、表达和递呈产生影响,从而诱导出不同强度的免疫反应,其诱导的免疫应答机制也各不相同[3]。现有资料表明,不同 DNA 疫苗最佳的接种方式不同。因此,需根据客观情况进行优化选择。 本文就 DNA 疫苗免疫途径的研究进展作一综述。 1 注射免疫法 所谓直接注射法就是将重组质粒 DNA 直接注射到动物或人体的不同部位,如肌肉、静脉、腹腔、皮内和皮下等。该法需要大量重组质粒 DNA,但操作简单,无需复杂设备,是一种常用的方法。 1.1 肌肉注射 目前大部分研究者认为包括骨骼肌和心肌在内的横纹肌系统是最有效的摄取外源基因的组织[4]。肌肉组织具有安全、体积大、免疫接种容量大的优点,是一个可以长期分泌治疗性蛋白的有效平台,能引起有效的体液和细胞免疫应答,因此多被用来进行 DNA 免疫注射[5]。但是肌肉组织缺少相关的巨噬细胞、树突状细胞和淋巴细胞,故其抗原提呈能力较弱。将质粒 DNA 注射进入肌肉组织后,最多只有1% ~ 2% 的肌纤维被转染,而影响质粒 DNA 扩散的主要屏障是肌束膜[4]。尽管如此,但由于肌肉组织的骨骼肌细胞可通过 T 小管或沟隙摄取 DNA,且可长时间持续表达,因而其内化质粒 DNA 及表达编码基因蛋白的能力远优于其他类型细胞,从而成为 DNA 疫苗最主要的免疫方法之一。DNA 转染的效率还与质粒 DNA 的大小、构型、肌细胞的状态等有十分密切的关系。一般而言,DNA 分子越小,越有利于肌细胞的摄取,反之则扩散和摄取的效率越低。超螺旋闭合环状双链质粒构象对质粒进入肌细胞并在其中有效表达是十分有利的;而线性或开环的双链质粒 DNA 的转染效率则较低。对肌细胞而言,处于再生状态的肌细胞摄取质粒 DNA 的能力较强。 研究表明[6],肌肉内接种诱发的免疫类型以 Th1 型为主,包括激活 CD8+ 的 CTL,CD4+ 的 Th1 细胞以及产生 IgG2a 为主的 B 淋巴细胞,且所获得的免疫力随免疫次数增加而不断加强。其产生 Th1 型优势应答的机制除与巨噬细胞和 NK 细胞活化产生 Th1 类细胞因子有关外,尚与肌肉的部位有关。骨骼肌所属淋巴结为周围淋巴结,其内有较多 Th1 类细胞及可提供 Th0 向 Th1 类细胞分化的微环境,这也是骨骼肌成为比较理想的肌注部位的原因之一。 1.2 静脉注射 有文献显示[7],静脉注射的免疫保护效率与肌注无显著差异。主要是由于虽然静脉注射导入 DNA 的转染率很低,但其内丰富的抗原提呈细胞及其对特异抗原的识别和高效提呈,能够弥补转染率的不足。 1.3 腹腔注射 腹腔注射由于可迅速吸引众多巨噬细胞吞噬处理侵入 基金项目:国家高技术研究发展计划(863 计划)(2006AA02A225);军队科技攻关课题(2008G112) 作者单位:710032 西安,第四军医大学微生物学与病原生物学教研室通讯作者:吴兴安,Email:wuxingan@https://www.docsj.com/doc/d17322859.html, 收稿日期:2010-03-29

肿瘤疫苗的研究进展

1988,12(1):18-26. [4]Xu AM,Cheng HY,Jiang WB,et al.Multi-slice three di-mensional spiral CT cholangiography:a new techn ique fordiagnosis of biliary diseases.Hepatobiliary Pancreat Dis Int,2002,1(4):595-603. [5]Zandrino F,Curone P,Benzi L,et al.MR versus multisliceCT cholangiography in evaluating patients with obstruction ofthe biliary tract.Abdom Imaging,2005,30(1):77-85.[6]Ahmetoglu A,Kosucu P,Kul S,et al.MDCT cholangiogra-phy with volume rendering for the assessment of patientswith biliary obstruction.AJR Am J Roentgenol,2004,183 (5):1327-1332. [7]杨连海,韩悦,应援宁,等.肝门部胆管癌的MRCP表现.天津医药,2004,32(6):342-344. [8]Clary B,JarniganW,Pitt H,et al.Hilarcholang iocarcino-ma.J Gastrointest Surg,2004,8(3):298-302. [9]Patel AH,Harnois DM,Klee GG,et al.The utility ofCA19-9in the diagnoses of cholangiocarcinoma in patients without primary sclerosing cholangitis.Am J Gastroenterol,2000,95(1):204-207. [10]Singhal D,van Gulik TM,Gouma DJ.Palliative managementof hilar cholangiocarcinoma.Surg Oncol,2005,14(2):59-74.[11]万紫微,李松岗,杨勇,等.肝门部胆管癌外科手术治疗进展.肝胆外科杂志,2009,15(6):469-471. [12]肖梅,周宁新,黄志强,等.联合肝叶切除治疗肝门部胆管癌(附74例报告).中国实用外科杂志,2006,26(1):42.[13]Yoshida T,Matsumoto T,Sasaki A,et al.Lymphaticspread differs according to tumor location in extrahepatic bile duct cancer.Hepatogastroenterology,2003,50(49):17-20.[14]Makuuchi M,Thai BL,Takayasu K,et al.Preoperative por-tal embolization to increase safety of major hepatectomy forhilar bile duct carcinoma:apreliminary report.Surgery,1990,107(5):521-527. [15]Gazzaniga GM,Filauro M,Bagarolo C,et al.Surgery for hi-lar cholangiocarcinoma:an Italian experience.J Hepatobili-ary Pancreat Surg,2000,7(2):122-127. [16]Robles R,Figueras J,Turrion VS,et al.Spanish experiencein liver transplantation for hilar and peripheral cholangiocarci- noma.Ann Surg,2004,239(2):265-271. [17]Rea DJ,Heimbach JK,Rosen CB,et al.Liver transplanta-tion with neoadjuvant chemoradiation is more effective thanresection for hilar cholangiocarcinoma.Ann Surg,2005,242 (3):451-461. [18]欧迪鹏,杨连粤.肝门部胆管癌的外科治疗问题.腹部外科,2008,21(2):71-72. [19]许庆华,刘鹏飞,项斌,等.胆道金属支架治疗恶性梗阻性黄疸的预后因素分析.南京医科大学学报(自然科学版),2009,29(8):1185-1187. [20]陈大朝,袁亚维,陈龙华.胆管支架联合3D-CRT治疗晚期肝门部胆管癌的疗效评价.临床肿瘤学杂志,2008,13(3):251-253. (收稿日期:2012-09-26)作者简介:薛源,男,1982年6月生,医师,西山煤电集团职工总医院,030053 肿瘤疫苗的研究进展 河北省秦皇岛市第二医院(066600) 孔丽清 肿瘤疫苗作为预防肿瘤患者术后复发和转移的有力手段,近年来已得到广泛的研究和应用[1]。目前,已有多种疫苗进入临床试验阶段。但是由于肿瘤免疫反应的复杂性,肿瘤疫苗距成为治疗型疫苗并真正走向临床实际应用尚有距离。目前的肿瘤疫苗主要有以细胞为载体的肿瘤疫苗、肿瘤抗原疫苗、单克隆抗体(mAb)肿瘤疫苗、树突状细胞型疫苗等。 1 肿瘤细胞疫苗 肿瘤细胞经放射线灭活后能诱导机体产生抗肿瘤免疫,称为肿瘤细胞疫苗。激活人体特异性免疫需要3类信号:①抗原-MHC分子复合物(第1信号);②免疫共刺激分子(第2信号)如B7等;③刺激淋巴细胞扩增的因子(第3信号),如白细胞介素(IL)-2、干扰素(IFN)等。灭活的肿瘤细胞在体内、体外均丧失增殖能力,在经历短时间细胞周期停滞后走向凋亡。接种灭活的肿瘤细胞后,真皮内的树突状细胞摄取正在凋亡的肿瘤细胞,使之在内质网内与人类白细胞抗原(HLA)Ⅰ类分子相结合,然后递呈于细胞表面,激发CD8+CTL细胞,产生抗肿瘤免疫。与异体肿瘤细胞疫苗相比,自体肿瘤细胞疫苗(ATV)拥有个体特异的肿瘤抗原和HLA分子,比异体肿瘤细胞疫苗安全、有效。但自体肿瘤细胞的免疫原性弱,故常在制备自体肿瘤细胞疫苗时加入免疫佐剂,如弗氏佐剂、病毒、细菌、细胞因子等,也可用分子克隆的策略将上述3类信号分子转染肿瘤细胞。Dranoff[2]首次将粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)作为黑色素瘤疫苗免疫佐剂,发现相对于其他细胞因子(IL-4、IL-6等),GM-CSF可以更持久、更有效地增强肿瘤疫苗的免疫效果。 2 肿瘤抗原疫苗 肿瘤能够刺激机体产生特异性免疫反应的现象引发了对肿瘤抗原的研究,目前将肿瘤抗原分为肿瘤特异性抗原(TSA)和肿瘤相关抗原(TAA)。TSA是指只存在于肿瘤细胞,而TAA并非肿瘤细胞特有的抗原,只是在发生肿瘤时此类抗原的表达明显上调。Tabi和Man[3]认为,肿瘤抗原必须在全部或大多数患有相同肿瘤患者的大部分肿瘤细胞中呈普遍的高表达状态,将肿瘤抗原分为5类:①突变抗原,突变抗原是肿瘤特异性的,正常组织中不存在;包括 · 0 6 1 ·山西医药杂志2013年2月第42卷第2期下半月 Shanxi Med J,February 2013,Vol.42,No.2the Second

肿瘤疫苗作用

肿瘤疫苗作用 【关键词】肿瘤;肿瘤免疫;肿瘤疫苗 0引言一直以来,对于肿瘤的治疗多采用手术,放疗和化疗三大常规方法.一百多年前,Caley用细菌疫苗免疫机体时,观察到肿瘤缩小.此后人们理解到肿瘤能够诱发免疫反应,而机体免疫系统对肿瘤也具有监视作用.肿瘤疫苗的产生正是基于这种理解,使用增强肿瘤特异性抗原的免疫原性的基本方法,诱发机体的抗肿瘤免疫应答,以达到缩小和消除肿瘤的目的. 1肿瘤特异性免疫机制及肿瘤的免疫逃逸机制肿瘤在机体内能引发体液免疫应答和细胞免疫应答,而以后者为主.肿瘤抗原在细胞内加工成肽段后与细胞表面的主要组织相容性复合体并(majorhistocompatibilitycomplex,MHC并)类分子结合并呈递给CD8+细胞毒性T淋巴细胞,或先从肿瘤细胞上脱落,再由抗原提呈细胞摄取、加工成肽段后与表面MHC并蚶喾肿咏岷喜⒊实莞鳦D4+辅助性T淋巴细胞,进而诱发机体的抗肿瘤细胞免疫应答.值得注意的是CD4+T淋巴细胞和CD8+T淋巴细胞的激活都需要MHC部乖肽复合物和免疫共刺激分子的协同刺激作用[1],而共刺激分子的缺失正是肿瘤引发的机体外周免疫耐受的可能机制之一.肿瘤因为其极大的异质性和遗传不稳定性,在机体环境长时间的免疫选择压力下,会启动一系列的免疫逃避机制,对抗机体的抗肿瘤免疫反应.这些机制分别针对T细胞对肿瘤的识别阶段和效应阶段,包括肿瘤抗原的丢失、MHC并窭喾肿颖泶锵碌鳌⒖乖加工缺陷、表达干扰细胞毒作用的蛋白酶及表达FasL等[2]. 2肿瘤疫苗的设计策略 2.1总体思路针对肿瘤抗原在机体内免疫原性下降,造成特异性细胞免疫激活不足,外周免疫耐受的状况,肿瘤疫苗设计策略的总体思路是应用各种技术,增强免疫系统对肿瘤抗原的识别水平,改善免疫微环境,引发有力的特异性抗肿瘤细胞免疫,阻止肿瘤进展,最终消除肿瘤.

肿瘤基因治疗的研究进程及发展趋势-郭晓明之欧阳歌谷创作

《免疫学概论》课程论文 欧阳歌谷(2021.02.01) 肿瘤基因治疗的研究进程及发展趋势 姓名:郭冬阳 学号: 200904123100** 学院:材料与化工学院 专业班级: 2009级生物工程(2)班 指导教师:郑育声 分数: 2012年12 月30 日 摘要 肿瘤的基因治疗就是将一个治疗基因“捆绑”在“病毒”上,随后将这种载有治疗基因的“病毒”感染肿瘤患者或肿瘤细胞,使治疗基因进入肿瘤细胞,进而“摧毁”肿瘤细胞。这种肿瘤的治疗技术已成为现代广大肿瘤学者的研究热点,其具有特异性、安全性、有效性的特点而受到越来越多的关注,而且许多实验及临床研究取得了满意的效果。本文将从肿瘤基因治疗的方法、我国肿瘤基因治疗的现状及发展趋势等方面进行论述。 关键词:肿瘤;基因治疗;研究进展;发展趋势 基因治疗是以改变遗传物质为基础的DNA重组技术,需要将目的基因传递到细胞内,这一过程必需载体的协助才能达到目

的,因此载体在基因的转移中担任重要角色。随着免疫学的发展和基因技术研究的不断加深,结合病毒载体、免疫基因和转基因等方法在肿瘤的基因治疗中取得了许多成就,为肿瘤的治疗展现了广阔的应用前景。 一、肿瘤基因治疗 1.1肿瘤基因治疗的策略 (1)免疫基因治疗,又称细胞因子基因治疗,通过转导细胞因子基因,增强机体抗肿瘤免疫能力; (2)自杀基因治疗,使肝癌细胞产生对某些药物前体的特异敏感性而被杀; (3)基因置换或补充,置换突变的基因或补充缺失的抑癌基因; (4)反义苷酸技术,用于抑制癌基因的表达。 1.2肿瘤基因治疗基因工程的程序 首先取得所需要的基因即目的基因,将其同载体连接,再将经过重组的环状DNA即质粒引入受体细胞,并使目的基因和载体上其他基因的性状得以表达等几个环节。 (1)在内切酶的作用下分离制备待克隆的DNA片段; (2)将目的基因与载体在体外连接形成重组DNA; (3)重组DNA进入宿主细胞; (4)筛选、鉴定阳性重组子; (5)重组子的扩增。 1.3肿瘤基因治疗基因工程所需的载体

肿瘤免疫治疗进展

肿瘤免疫治疗CAR-T技术商业研发的进展 纽约辉瑞公司和巴黎Cellectis公司日前宣布,在肿瘤领域针对某些选择性肿瘤目标,进行全球战略性合作,开发嵌合性抗原受体的T细胞(CAR-T)免疫疗法。Cellectis公司的CAR-T技术平台提供了一个专利的,异基因途径的(利用单一供者来源的T细胞,经基因工程改造后产生的CAR-T,可用于多个病人)CAR-T疗法,这种方法不同于其他的自体来源的CAR-T方法(改造患者自身的T细胞针对肿瘤靶细胞进行治疗)。 根据协议条款,辉瑞公司在肿瘤治疗领域中,针对由辉瑞选定的15种肿瘤具有开发和商业化CAR-T疗法的独家权利。两家公司共同合作负责进行临床前研究,辉瑞公司将负责对于辉瑞选定肿瘤目标中的任何CAR-T疗法进行开发和商业化。此外,该协议也提出了Cellectis公司选定的总共12种肿瘤CAR-T目标。两家公司将共同对4种Cellectis选定的肿瘤CAR-T疗法进行临床前研究,Cellectis 公司对于其余8种肿瘤CAR-T进行独立的研发工作。Cellectis公司将负责对自己选定的肿瘤CAR-T疗法进行临床开发和商业化。辉瑞对Cellectis选定的4项肿瘤CAR-T有优先取舍权。 在合作协议范围内,Cellectis将接收8千万美元的预付款,

并接收用于辉瑞公司选定的CAR-Ts和Cellectis选定的4种CAR-Ts 的研究和开发成本资金。Cellectis有资格获得每项辉瑞产品开发,监管和里程碑性商业进展中的高达1.8亿美元的支付款。Cellectis 也有资格在任何辉瑞商品化产品的净销售额中提成。此外,辉瑞将通过一项股市协议,经由新发行的每股9.25欧元的股票,购买约10%的Cellectis资本,目前协议正待Cellectis股东批准。 Cellectis公司希望将在美国开放一个据点以便能与辉瑞公司的科研人员更加密切的合作。两家公司的结盟,提供了辉瑞所具有的最先进疗法的开发能力,也提供了一个仅有的机会来促进开发最好的CAR-T疗法这一创新性工作。这种CAR-T疗法将可能改变癌症治疗的现有方式。 Cellectis的CEO认为Cellectis的CAR-T技术平台,比其它T 细胞受体基因工程途径更具有真正的优势,而Cellectis与辉瑞的合作,为利用人自体免疫系统对抗癌症,实现该技术全部潜力迈出了重要的一步。辉瑞公司研发总裁认为,这项着眼于肿瘤免疫治疗领域的重要合作,是建立在Cellectis公司先进的基因编辑与细胞工程能力和辉瑞最前沿的癌症生物治疗平台基础上的合作。结合Cellectis的技术创新和科学潜力,加上辉瑞在肿瘤免疫治疗领域的深厚经验,这种强强联合的操作,创建了一个世界级的伙伴关系,

肿瘤疫苗的研究现状与进展

肿瘤疫苗的研究现状与进展 【摘要】肿瘤是威胁人类健康的严重疾病,目前尚无完全有效的治疗方法。随着医学和生物技术的发展,肿瘤治疗方法已呈现多样化,肿瘤疫苗作为其中一种治疗策略正日益受到人们的关注。本综述对目前肿瘤相关疫苗的类型及研究进展情况进行了总结和分析,从而为进一步的研究提供一定的参考和借鉴。 【关键词】肿瘤;疫苗;肿瘤疫苗;免疫 肿瘤疫苗(tumor vaccine)指通过肿瘤细胞相关抗原,包括肿瘤细胞、肿瘤细胞裂解物或肿瘤抗原诱导机体产生特异性细胞免疫和体液免疫反应,以调节机体免疫功能,达到抑制或消除肿瘤生长、复发或转移的目的。随着肿瘤免疫学和分子生物学的发展,人们对肿瘤的认识深入到了分子水平,有关肿瘤免疫识别和免疫调控的分子生物学原理为人们提供了深入了解肿瘤的强大武器,人们开始尝试利用多种方法制备肿瘤疫苗并利用其促进机体抗肿瘤免疫应答,从整体、细胞和分子等多个水平调控机体抗肿瘤免疫功能,为人们最终战胜肿瘤提供强有力的理论与技术。 1肿瘤疫苗的免疫作用机制 肿瘤免疫耐受是肿瘤细胞逃避机体免疫系统监控的主要机制之一。导致肿瘤免疫耐受的因素较多且复杂,但其主要原因可能是由于肿瘤细胞缺乏一种或多种成分,导致其免疫原性低下,而这些成分是有效刺激机体免疫系统所必需的。导致肿瘤免疫耐受的因素主要包括:(1)肿瘤细胞的免疫原性弱;(2)肿瘤抗原的封闭、遮蔽与隔离;(3)MHC分子的低表达;(4)共刺激分子的缺乏;(5)抗原提呈功能障碍;(6)肿瘤细胞免疫豁免;(7)T细胞缺陷。鉴于这一机理的研究认为,人们通过研制大量的肿瘤疫苗来提高免疫系统对肿瘤的排斥。 2肿瘤疫苗的生物学特点 肿瘤疫苗来源于自体或异体肿瘤细胞或其粗提取物,带有肿瘤特异性抗原(tumor specific antigen,TSA)或肿瘤相关抗原(tumor associated antigen,TAA)。它可通过激发特异性免疫功能来攻击肿瘤细胞,克服肿瘤产物所引起的免疫抑制状态,增强TAA的免疫原性,提高自身免疫力来消灭肿瘤。TSA的免疫治疗可以启动以肿瘤特异性细胞毒性T淋巴细胞(cytotoxic T lymphocyte,CTL)反应为主的抗肿瘤效应,有效打击肿瘤,防止转移、复发且不伤及无关组织,其抗肿瘤特异性和免疫记忆性是其它方法所不能比拟的。它既可以独立地治疗肿瘤,又可与手术及放疗、化疗结合,具有疗效高、特异性强、不良反应小等优点,尤其对于中晚期已经发生转移的恶性肿瘤而言,它具有独到的治疗作用,故在肿瘤综合治疗中占有重要地位。 3肿瘤疫苗的类型

肿瘤免疫治疗新进展_宗金宝

第十一届全国免疫学学术大会 447467 / PS2-010 共载11种免疫分子的PLGA微粒式人工抗原提呈细胞的 制备及其抗肿瘤作用研究 张雷 Khawar Ali Shahzad 许涛万昕汪礼敏裴伟亚沈传来 东南大学医学院 病原生物学与免疫学系 210009 目的:在磁珠或胶乳微球表面共展现pMHC分子和共刺激分子的非细胞性人工抗原提呈细胞(aAPC)是特异性免疫疗法的新策略。但其不可生物降解性阻碍了体内应用。聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)具有生物降解和相容性,是被FDA批准的药物递送常用材料。本研究以PLGA微粒为载体共载11种免疫分子,制备多功能式人工抗原提呈细胞(MaAPC),验证其表面共吸附能力和包裹缓释特征;探讨其体外扩增肿瘤抗原特异性T细胞和体内抑瘤生长的能力。 方法:复乳溶剂挥发法制备内部包裹IL-2、IL-15、CCL21、anti-CTLA-4和anti-PD-1的PLGA微粒,EDC/NHS法使其表面功能化后联合共价吸附H-2Kb/TRP2180-188二聚体、H-2Db/gp10025-33二聚体、anti-CD28、anti-4-1BB、anti-CD2以及抗吞噬分子CD47-Ig,制备MaAPC;在体外,与C57BL/6鼠脾细胞共培养,流式检测TRP2和gp100抗原特异性CTL比例;尾静脉注射MaAPC至黑色素瘤皮下载瘤鼠体内,流式监测外周血,脾脏和肿瘤组织中抗原特异性CTL的频率变化,观察肿瘤生长进度。 结果:PLGA微粒对5种免疫分子的包裹率均在65%以上,均可缓慢释放,28天累积释放率大于80%。其表面对其他6种免疫分子也可有效共吸附,各分子间吸附干扰效应较小;在体外,MaAPC与C57BL/6鼠脾细胞共培养7天后使TRP2和gp100特异性CTL的比例分别提高至71%和68%;在体内,MaAPC输注可有效提升载瘤鼠外周血和脾脏中TRP2和gp100抗原特异性CTL的频率,显著提高肿瘤组织中抗原特异性CTL的浸润,明显抑制皮下瘤生长速度。 结论:PLGA微粒既可表面展现又可包裹缓释常见免疫分子,是理想的aAPC载体。共载11种免疫分子的MaAPC是一种新的、可生物降解的特异性主动免疫生物制剂。 关键词:PLGA,人工抗原提呈细胞,抗原特异性T细胞,抗肿瘤主动免疫 447594 / PS2-011 肿瘤免疫治疗新进展 宗金宝张晓春 青岛大学附属医院 266003 肿瘤免疫学治疗的方法种类繁多,已与现代生物高科技技术结合,发展成为继手术、化疗和放疗之后的第四种肿瘤治疗模式-肿瘤免疫治疗。以检查点抑制剂为代表的免疫疗法和嵌合抗原受体T细胞(Car-T)细胞和Car-NK细胞免疫疗法的成功运用使肿瘤免疫学得以复苏,改变了传统的免疫治疗方法。抗CTLA-4抗体是第一个临床应用有效的免疫检查点阻断药物。抗CTLA-4阻断抗体能够提升抗肿瘤免疫反应和长期生存的免疫力,使已经长成的肿瘤消退,促进了其在临床肿瘤治疗中的发展。PD-1阻断不仅影响T细胞在淋巴组织的活化,而且影响T细胞在表达PD-1配体的组织和肿瘤中的反应,减轻肿瘤微环境中的免疫抑制。嵌合抗原受体T细胞(Chimeric antigen receptor T-Cell,Car-T)免疫治疗,Car-T免疫治疗方法,可以特异性地识别 肿瘤相关抗原,最终达到治愈肿瘤的目的。目前,Car-T细胞治疗技术在国际上还处于临床试验阶段,国内还

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