红细胞在结肠癌免疫治疗中的研究进展

【摘要】 肿瘤的发生发展与人体的免疫系统间有着密切的联系。自Siegel于1981年提出红细胞免疫系统以来,红细胞在机体免疫系统中的作用现已被广泛研究。本文就红细胞在结肠癌免疫治疗中作用的研究作一综述。

【关键词】

红细胞;免疫治疗;结肠癌

随着人们生活水平的提高,结肠癌的发病率呈上升趋势,目前结肠癌的治疗手段仍以手术为主,并结合放疗、化疗等辅助治疗手段,但手术治疗仍然存在一定的弊端。目前应用疫苗对肿瘤进行免疫治疗的策略现已成为研究的热点。

1 红细胞免疫系统

红细胞是一种天然免疫细胞。自红细胞免疫系统提出以来,其免疫功能现已被各国学者广泛研究。现已发现红细胞具有清除免疫复合物、促吞噬作用、识别和呈递抗原以及对淋巴细胞和细胞因子的调控作用等。

1.1 清除免疫复合物

CR1(CD35)分子量约为200KD,是一种表达于红细胞表面的一种单链跨膜糖蛋白,包括胞内和胞外两部分,胞外部分包括30个短同源重复序列(SCRs),根据氨基末端的28个SCRs同源性的关系,可以将其分为长同源重复序列(LHR)A-D四型,每种类型均包括7个SCRs,另外两个SCRs,即SCRs29、SCRs30不符合该种分型规律。由于编码形成CR1的基因具有多态性,从而使得人类CR1在肽链长度上有所差异,在血细胞表面表达的CR1分子量在190KD-280KD不等。

CR1是C3b和C4b的受体。在清除免疫复合物中具有重要作用,并且可以通过衰减加速等方式,影响经典途径(C4b2a)和旁路途径(C3bBb)中转化酶的活性,进而达到调节补体活化级联反应的作用。当循环系统中的抗原-抗体复合物与红细胞表面的CR1结合后,粘附于红细胞表面,并激活机体的吞噬系统。通过巨噬细胞Fc受体(FcR)与抗体的Fc段结合,最终介导巨噬细胞吞噬、清除免疫复合物。

1.2 促吞噬作用

在红细胞可通过活性氧簇刺激因子(ROS)等影响巨噬细胞内信号传导通路,从而对网状内皮系统的功能产生影响。并且红细胞可以通过影响磷酸酶的活性,从而对巨噬细胞的吞噬产生促进作用。

红细胞的促吞噬作用还与位于红细胞表面的CR1有关。应用能够表达人源CR1的转基因小鼠进行研究发现,当给小鼠注射肺炎球菌后,小鼠红细胞表面的CR1能够促进红细胞与肺炎球菌的免疫粘附作用,然后循环系统中的免疫复合物可被肝脏巨噬细胞(Kuffer Cell)摄取,进而清除免疫复合物。此外,红细胞具有释放SOD的功能,消除自由基,从而去除自由基对吞噬细胞的损伤作用。

1.3 识别和呈递抗原

CD58是一种分子量为55KD-70KD。在免疫调节和激活抗原提呈细胞(APC)中均具有重要的作用。CD58表达于机体内各种免疫细胞表面。位于红细胞表面的CD58能够与位于T细胞表面的CD2分子发生配体-受体反应,从而使得T细胞活化。在Kaizuka等的研究中发现,单独应用T细胞受体(TCR)与经APC呈递的抗原结合后,可激活T细胞;单独应用APC表面的CD58分子与T细胞表面的CD2分子结合也可激活T细胞,并且两者同时存在时,对T细胞的激活能力增强。

CD59分子是一种小分子量的高度糖基化的GPI连接蛋白,分子量为20KD。 从氨基酸序列水平而言,CD59分子结构与T细胞活化蛋白结构相似,从而可使的红细胞表面的CD59分子具有激活T细胞的能力。当细胞表面同时表达有CD58和CD59时更有利于T细胞的活化。

1.4 对淋巴细胞的调控作用

1.4.1 对体液免疫的调控作用

CD4+T细胞(T helper cells,Th),在抵御外来病原体入侵及维持免疫系统内环境稳态中具有重要作用。 Th细胞具有较高的可塑性,在一定条件下可转变为不同类型的效应细胞。

红细胞表面表达CD44分子。CD44分子为一种分子量为45KD的五次跨膜糖蛋白。当T细胞受抗原刺激活化后,T细胞表面的CD44表达量增加。CD44分子可通过抑制Fas介导的细胞凋亡,从而对Th1细胞起到保护作用,并且CD44分子有助于Th1细胞聚集。此外,CD44分子能够促进Th2细胞的增殖分化,在转录水平上,CD44分子能够上调GATA结合蛋白3(GATA3)的表达,下调T-bet表达,从促进Th2细胞的增殖分化。

1.4.2 对细胞免疫的调节作用

红细胞可通过TCR/CD3依赖方式及非依赖两种方式对T细胞的增殖产生促进作用,通过影响IL-2和IL-5细胞内信号转导通路而发挥作用,从而减少T细胞死亡、刺激T细胞增殖[4]。

1.5 促淋巴细胞增殖作用

红细胞表面的CD44、CD58等分子,通过与淋巴细胞表面受体结合后,可对淋巴细胞的增殖起到促进作用。在张文丽等[1]的研究中发现,不同年龄犬红细胞培养上清对淋巴细胞均具有促增殖作用,并且无论是自体还是异体的红细胞均对淋巴细胞增殖具有促进作用,且幼体红细胞的促增殖作用更强。说明红细胞在免疫系统的成熟与发育过程中具有重要作用。

2 红细胞在抗肿瘤免疫疗法中的应用

2.1 红细胞、肿瘤细胞融合疫苗

细胞融合法可以将两个或多个细胞融合而形成一个重组细胞,该重组细胞具有各亲本细胞的不同特性。细胞融合法主要有化学法(PEG法)、电融合法及由病毒介导的细胞融合。目前应用细胞融合法制备的肿瘤疫苗种类较多。

红细胞具有细胞数量大,无细胞核等优势,可大大的提高细胞融合的效率。当肿瘤细胞与红细胞融合后,可使得红细胞表面的CD58等分子表达于肿瘤细胞表面,从而有助于激活T淋巴细胞转化为细胞毒性T细胞(CTL),从而对肿瘤细胞产生直接杀伤作用。此外,红细胞表面的ABO抗原是一种重要的同种异型抗原。当红细胞与肿瘤细胞融合后,可使得血型抗原于融合细胞表面表达,进行融合疫苗血型抗原异型输入时,在患者体内可形成免疫复合物,在机体免疫系统处理该种免疫复合物时即可呈递肿瘤细胞抗原,打破肿瘤细胞的免疫耐受,诱导CTL的产生,发挥抗肿瘤的作用。

2.2 红细胞激活DC识别肿瘤细胞抗原

在Banz等的研究中发现红细胞具有良好的抗原携带能力,携带有抗原的红细胞能够很快的被DC所识别,并且能够诱导产生细胞毒性反应。当给红细胞负载卵清蛋白(OVA)并给小鼠注射时发现,该种复合物能够被DC吞噬,并进一步激活CD4+T细胞和CD8+T细胞,产生针对于OVA的免疫反应。由此说明,红细胞具有促进DC识别抗原的能力,由此为DC识别肿瘤细胞抗原、DC在肿瘤免疫治疗中的应用提供了一种新的有效途径。

3 展望

红细胞是一种天然免疫细胞,目前对红细胞在免疫系统中作用的研究已取得了长足的进步,以红细胞为基础的肿瘤疫苗也在积极研发中。但是红细胞在抗结肠癌免疫治疗中作用的研究现处于起步阶段,仍然存在着一定的问题,例如红细胞能够诱导调节性T细胞(Treg)增殖,Treg在导致肿瘤细胞免疫耐受中具有一定的作用;以DC为基础的DC-肿瘤细胞融合疫苗在结肠癌免疫治疗中具有一定的效果,虽然红细胞具有激活DC识别抗原的能力,但其对DC-肿瘤细胞融合疫苗的效果仍缺乏实验证明。就目前来看,每一种新方法都会存在一定的不足之处,但在不久的将来,肿瘤免疫疗法一定能够实现多途径、多方法的结合。以红细胞为基础的免疫疗法也一定能够成为肿瘤免疫治疗的一个新的发展方向。

参 考 文 献

[1] 张文丽,乔琦,朱辉,等.不同年龄犬红细胞培养上清对淋巴细胞增殖的作用.西北农林科技大学学报, 2008; 36(6): 15-20.