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1、肿瘤生物治疗概论2005-11-05 袁振铎袁振铎首都医科大学附属北京友谊医院首都医科大学附属北京友谊医院 临床医学研究所临床医学研究所 一、前言（概述）一、前言（概述）20世纪80年代新出现的肿瘤生物治疗，随着细胞分子生物学、生物工程技术迅速发展，不断推出新的治疗方法，如过继性免疫疗法，细胞因子疗法，基因瘤苗疗法等。但这种建立在“改变宿主对肿瘤细胞的生物学应答而起抗瘤效应”基础上的治疗方法，却因为目前对“宿主对肿瘤细胞的生物学应答”的机制了解不充分而疗效不佳。相信通过对人体自身的更充分的了解，肿瘤生物治疗会有更大的作为。肿瘤的生物治疗主要是通过调动宿主的天然防卫机制或给予机体某些物质来取得抗
2、肿瘤的效应。随着现代生物技术的发展，生物治疗日趋重要，已经逐渐成为治疗肿瘤的第四手段了。（手术治疗、放射治疗、化学治疗、生物治疗）生物治疗的日益增加的临床应用，是基于两方面的发展：一是对抗肿瘤防卫机制的基础理论的深入理解，二是生物技术的迅速发展使得临床上大规模运用生物反应调节剂成为可能。肿瘤的基因治疗，目前经FDA批准临床试验的大多数，都是通过调动和调节机体免疫功能来实现的，因此也是生物治疗的重要组成部分。生物治疗和基因治疗虽然仍是处于发展的婴儿期，但已有很多典型的病例及其反映出来的理论探索的成功性足以激发人们将这一疗法继续向前推进。面向21世纪的肿疗治疗，抗癌药物的发展将从细胞毒性药物攻击转
3、向非细胞毒性药物的调节。其中免疫治疗和基因治疗将起到极其重要的作用。二、肿瘤的免疫治疗二、肿瘤的免疫治疗 肿瘤免疫治疗的基本原理是利用人体的免疫机制，通过主动或被动的方法增强肿瘤病人的免疫功能，达到杀灭肿瘤细胞的目的。肿瘤的免疫治疗主要有特异性的免疫治疗和非特异性的免疫治疗两大方面。特异性免疫治疗是指针对肿瘤细胞产生的肿瘤抗原诱导专一的免疫反应所进行的治疗，如肿瘤瘤苗，肿瘤分子疫苗，树突状细胞疫苗等。而非特异性免疫治疗主要是利用一些细胞因子、细菌或微生物等的提取物，如白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子、胸腺素、香菇多糖等，提高机体的整体免疫状态，达到间接抗肿瘤效果。所以，前者疗效确切，是免疫治疗
4、的主要研究方向，后者的抗肿瘤效果较弱，大部分只能作为辅助用药。现将目前临床应用的主要免疫治疗方法作一简单介绍。1生物因子 细胞因子是由体内的免疫活性细胞或某些基质细胞分泌的，能作用于自身细胞或其它细胞，具有调节细胞功能的小分子蛋白或多肽。由于生物工程技术的发展，许多生物因子已经可以通过发酵工程大规模生产，这些原本在体内极微量的生物活性物质的生物效应得到了放大。目前，已经在临床上应用的生物因子有干扰素（IFN）、白细胞介素-2（IL-2）、肿瘤坏死因子（TNF）等。（一）干扰素（一）干扰素 干扰素是最早进入临床应用的细胞因子，对白血病、多发性骨髓瘤、肾癌和淋巴瘤的治疗有效。干扰素抗肿瘤的机制包括
5、：抑制肿瘤细胞的增殖；诱导自然杀伤细胞（NK细胞）、细胞毒T淋巴细胞（CTL）等，并协同IL-2增强淋巴因子激活的杀伤细胞（LAK）的活性；诱导肿瘤细胞表达主要组织相容性复合物（MHC）-I类抗原，增加对杀伤细胞的敏感性。干扰素对多种肿瘤具有良好的疗效。现在临床上应用较为常见的是干扰素2a和干扰素2b，与化疗联合应用时可以得到较高的缓解率。如与化疗联合治疗淋巴瘤可提高约5%的缓解率。最新的报道，干扰素联合希罗达治疗肾癌也获得了满意的治疗效果。（二）白细胞介素（二）白细胞介素2 2 IL-2的临床应用已有10余年历史，其生物学活性主要包括促进和维持T淋巴细胞的增殖，并诱导淋巴细胞产生IFN-、T
6、NF-等细胞因子；单独应用IL-2对于恶性黑色素瘤、肾癌有效，有效率大约在20%。由于IL-2的单独应用需要大剂量时才有效，而大剂量的IL-2有明显的不良反应，因而限制了其应用价值。除了恶性黑色素瘤、肾癌之外，对其它恶性肿瘤的治疗效果不明显。为了克服全身应用时的不良反应，局部治疗有时也能取得一定的疗效。例如，采用腹腔灌注IL-2的方法治疗卵巢癌，不良反应轻微，有一定疗效。（三）肿瘤坏死因子（三）肿瘤坏死因子 TNF可分为两种：TNF、TNF，前者由巨噬细胞分泌，而后者由淋巴细胞分泌。TNF生物学特性包括直接杀伤肿瘤细胞，诱导肿瘤细胞凋亡，介导其他活性细胞的抗肿瘤效应，引起肿瘤微血管损伤，继而引
7、起肿瘤缺血坏死。原型TNF有较严重的毒副作用。近年来我国科学家将其进行了结构改造，降低了毒性，提高了疗效，并且已经获得批准进入临床应用。TNF可以进行瘤体内注射，单用静脉或肌内注射TNF疗效欠佳，与IL-2、IFN等其它细胞因子或者化疗药物联合应用可以提高疗效，而且能够减少用药剂量，降低毒副作用。由于缺乏大宗的临床病例的总结，其真正的临床应用价值还有待进一步评价。（四）白细胞介素（四）白细胞介素2121 近期，另一个值得关注的生物因子是IL-21，它是由辅助性T淋巴细胞（CD4+T细胞）分泌的一种细胞因子，对CD8+T淋巴细胞、B淋巴细胞、NK细胞、树突状细胞（Dendritic cells,
8、DCs）均有调节作用，因此具有增强抗肿瘤免疫的作用。在小鼠动物实验中，采用隔日腹腔注射IL-21的方法，结果发现小鼠肿瘤完全消退，而且无瘤生存达120天以上，并能够排斥二次肿瘤的冲击。其在临床上的有效性还有待于进一步研究和观察。2单克隆抗体（一）单克隆抗体治疗（一）单克隆抗体治疗 单克隆抗体治疗是利用抗原抗体特异性结合的特点设计的一种治疗方法，因此又被称为生物导弹技术。肿瘤细胞表面有一些特异的肿瘤抗原可作为单克隆抗体攻击的靶点。以往的单克隆抗体采用的鼠源性抗体，不能反复使用，疗效差。新近发展的人鼠嵌合型单克隆抗体达到95%以上人源化，减少了 免疫原性，使这一技术的临床应用获得了巨大的成功。单克
9、隆抗体除了能够阻断抗原蛋白的功能外，还能够借助于补体依赖细胞毒作用和抗体依赖细胞介导的细胞毒作用杀灭肿瘤细胞，尤其是对循环血液中的游离肿瘤细胞。其他针对肿瘤区血管的单克隆抗体，可以封闭血管内皮生长因子，同时通过补体系统和NK细胞发挥抗肿瘤作用。利妥昔单克隆抗体和曲妥珠单克隆抗体是目前在临床上应用比较成熟的单克隆抗体。利妥昔单克隆抗体（商品名美罗华），是针对B淋巴细胞表面的CD20，用来治疗B细胞恶性淋巴瘤的单抗。依目前的用药经验，利妥昔单抗联合化疗治疗B细胞恶性淋巴瘤比单独应用化疗要好，有效率比单独化疗提高近10%左右。曲妥珠单抗（商品名赫赛汀）是用来治疗乳腺癌的单抗。在某些乳腺癌的病人，肿瘤
10、细胞过度表达Her2/neu蛋白，这种蛋白与肿瘤的生长信号通路酪氨酸激酶信号传导通路有关，是其整个通路中的信号分子。曲妥珠单克隆抗体就是针对该蛋白的特异性抗体，能够封闭此信号通路，达到阻断生长信号的作用，从而抑制肿瘤的生长。曲妥珠单克隆抗体联合常规化疗可以增强治疗效果。但是曲妥珠单抗增加了蒽环类药物（如多柔比星、表柔比星）的心脏毒性，在治疗中应加以注意。其它单抗 正在国外临床上应用的单抗还有针对血管内皮生长因子（VEGF）的Bevacizumab和针对表皮生长因子（EGF）受体的Cetuximab。这两种单抗均已被美国FDA批准用于大肠癌的治疗。（二）单克隆抗体携带抗肿瘤物质的导向治疗（二）单
11、克隆抗体携带抗肿瘤物质的导向治疗 单克隆抗体主要通过补体反应和与NK细胞的特异性结合起作用，因此抗肿瘤效果有限。为了提高其抗肿瘤效能，另外一种方法就是根据抗原抗体的特异性结合的特性，利用抗体的导向作用，将携带的具有杀伤肿瘤的物质递送到肿瘤部位，并特异性结合到表达相关抗原的肿瘤细胞或肿瘤区域血管内皮细胞，从而获得抗肿瘤效果。能够通过单克隆抗体携带的物质包括细胞毒性药物，生物毒素，酶和放射性核素。近几年来，通过基因工程技术将单抗 与细胞因子或生物毒素进行交联，形成融合蛋白的产品不断问世。这些抗肿瘤物质通过单抗的靶向作用聚集到肿瘤组织内，达到抗肿瘤目的。据报道其效果均优于普通的单克隆抗体。3过继免疫
12、治疗 过继免疫治疗开始于20世纪80年代，通过将在体外激活的具有抗瘤活性的免疫效应细胞输注给恶性肿瘤病人，在病人体内发挥抗肿瘤作用，而达到治疗肿瘤的目的。Rosenberg教授首先采用LAK细胞治疗肿瘤，成为当时免疫治疗研究的热点。这一治疗方法也是迄今为止在临床上应用最为广泛的过继免疫治疗。其后，他的研究室又推出肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）过继免疫治疗，采用从手术切除的肿瘤标本或其引流淋巴结分离的淋巴细胞经体外激活制作成抗肿瘤效应细胞，效果在LAK细胞的基础上得到进一步提高。但由于过继免疫治疗需要大量使用IL-2，其严重的不良反应限制了临床上推广，加上疗效有限使得过继免疫治疗逐渐降温。其后，CD
13、3激活的杀伤细胞（CD3AK）和细胞因子激活的杀伤细胞（CIK）的问世也没有能扭转这一趋势。从临床治疗效果来看，过继免疫治疗对恶性黑色素瘤和肾癌以及肿瘤引起的胸水、腹水的治疗效果比较好，而对其它实体瘤的治疗效果较差。4肿瘤疫苗 肿瘤疫苗主要有全细胞疫苗、蛋白分子疫苗、多肽疫苗、重组分子疫苗和树突状细胞（DCs）疫苗等。而DNA疫苗和RNA疫苗实际上仍属于分子疫苗，只是采用了不同的表达方式。肿瘤疫苗是以激活机体主动免疫功能为基础的免疫治疗，特异性强，疗效高，是当今肿瘤免疫治疗的发展方向。（一）肿瘤细胞瘤苗（一）肿瘤细胞瘤苗 过去，对肿瘤抗原与临床的相关性方面的关系并不十分清楚，采用全细胞作为肿瘤
14、疫苗，可以提供那些未知的肿瘤抗原来激活免疫系统。在小鼠肿瘤模型中，通常使用照射或药物灭活的肿瘤细胞免疫动物，以保护小鼠免受接种的肿瘤的侵袭。但当肿瘤细胞疫苗应用的时间推迟到接种肿瘤细胞后1周时，疫苗就失去了保护小鼠的能力。这种瘤苗的应用还必须配合免疫佐剂（如卡介苗）以提高治疗效果。在临床应用上，这种瘤苗治疗的反应比较差，仅仅适用于肿瘤病人术后的复发预防，而对于进展期病人的临床研究很少获得良好效果。尽管如此，细胞瘤苗也有其优越性，就是因为肿瘤细胞内包含了许多目前尚未发现的肿瘤抗原，特别适合那些尚未发现特异肿瘤抗原或相关抗原的肿瘤类型的病人的治疗。事实上，科学家们始终没有完全放弃在瘤苗方面的努力，
15、试图通过转基因的方式提高这些瘤苗的抗原性。近年来，转基因肿瘤瘤苗研究较多的是转导IL-2、集落刺激因子（CSF）的方式制备瘤苗。国内IL-2转导胃癌瘤苗已经获得国家食品药品监督管理局（SFDA）的批准进入临床研究，在预防术后复发方面已经获得了一定的临床效果。（二）分子疫苗（二）分子疫苗 人体的免疫T淋巴细胞对抗原的识别是810个氨基酸的短肽，因此，有人设计了抗原多肽与免疫佐剂混合的多肽疫苗。当小鼠实验证实了其有效性后，多肽疫苗开始进入了临床研究。但到目前为止，还没有证据证明其在临床上的有效性。从理论上来说，肿瘤抗原蛋白疫苗的应用可以提供更多的T淋巴细胞识别位点，但是单纯使用肿瘤抗原蛋白，由于抗
16、原性太弱并不能激活机体的免疫反应。灵长类动物实验研究证实最佳的免疫效果需要将肿瘤蛋白与强免疫原性蛋白相交联。弱抗原要诱导出有效的免疫反应，就必须联合使用免疫佐剂，提供一个非特异性的信号以激活免疫系统。许多免疫佐剂都有一定的毒性而不能应用于临床，所以抗原蛋白疫苗大多是以重组形式出现的。用重组形式增强抗原蛋白的免疫原性的方法就是将肿瘤抗原与细胞因子，如GM-CSF、IL等重组形成融合蛋白。肿瘤弱抗原与细菌或病毒抗原、生物毒素，如白喉毒素、假单胞菌毒素等的重组可以明显提高肿瘤抗原的抗原性，促进抗原递呈细胞对肿瘤抗原的吞噬递呈。但肿瘤抗原与毒素的单独重组的方法到目前为止仍然还未达到理想的效果。重组的抗
17、原疫苗主要用病毒载体（病毒疫苗）或载体DNA（核酸疫苗）来表达。（三）树突细胞（三）树突细胞（DCsDCs）疫苗）疫苗 对于有效的T淋巴细胞介导的免疫反应，原始T淋巴细胞需要接受来自APC的抗原呈递并被致敏。肿瘤细胞表面缺乏MHC分子和共刺激分子，无法激活T淋巴细胞免疫。因此，疫苗刺激的免疫反应主要依赖于APC对抗原的初加工和进一步的呈递，这是获得有效免疫反应的关键性步骤。DCs是到目前为止发现的人体最有效的抗原呈递细胞之一。DCs在大多数组织内以未成熟状态存在，不能直接刺激T淋巴细胞，但具有特殊的捕获和加工抗原的能力。被捕获的抗原在DCs内经过处理、剪切成短肽，然后与MHC结合并被有效地呈递
18、至细胞表面。抗原的捕获作为刺激信号促进DCs成熟并向局部淋巴结迁移。这些成熟的DCs表面还高表达共刺激分子和黏附分子，具有强大的激活T淋巴细胞的功能。DCs可以从外周血单个核细胞的分离中大量获得，并在体外进行培养、激活。体外大量产生的DCs用肿瘤抗原进行冲击制备的疫苗在国外已经进入期临床试验；采用肿瘤细胞裂解物，肿瘤抗原蛋白，肿瘤抗原多肽等冲击的DCs疫苗的临床研究获得了比较理想的效果。在一项采用自身的肿瘤细胞与DCs融合的细胞疫苗，治疗转移性肾癌也取得了一定的效果；17例病人中有7例有确切的临床反应，其中包括4例瘤体完全退缩。另一项临床试验表明，11个期的恶性黑色素瘤病人，给予MAGE-3A
19、1多肽致敏的成熟的单个核细胞来源的DCs，结果在8个病人中发现MAGE-3A1特异性的CTL的增殖，并可喜的发现有6人出现个别转移灶的消退，显示了DCs介导的免疫反应即使在晚期恶性黑色素瘤病人中也有治疗效果。DCs疫苗的临床应用研究主要集中在恶性黑色素瘤和肾癌，疗效比较可靠，总体有效率在30%40%，已经接近或超过化疗的水平。在其它肿瘤中的应用疗效略低，有效率在10%30%。2003年美国临床肿瘤学会（ASCO）会议报告了一项DCs疫苗治疗晚期乳腺癌的报道，尽管12例病人均可检测到细胞毒T淋巴细胞的增殖，但仅一例病人获得肿瘤缩小。因此，DCs疫苗的治疗疗效尚需提高。DCs疫苗的最大优势就是几乎
20、没有毒副作用。就目前的研究结果看，以DCs为基础的疫苗是所有方案中比较理想的疫苗，DCs疫苗的缺点是分离和体外培养需要很高的技术要求，离大规模推广应用还有一段距离。通过技术改进简化制备过程，或通过在体内有效地完成递送肿瘤抗原并激活DCs将是未来肿瘤免疫治疗的主要研究方向。如果能通过DCs疫苗的推广应用，首先达到预防手术后复发的目的，可以使1/3的病人得到根治。不能手术的晚期肿瘤病人通过化疗，放疗或新辅助放化疗减瘤后再联合免疫治疗，可以使致死的恶性肿瘤转变为可控制的“慢性疾病”，将是人类抗癌史上的重大进步。三、基因治疗三、基因治疗 1基因治疗的概念、策略和途径（一）概念（一）概念 探索利用遗传物
21、质，来纠正人自身基因结构或功能上的异常，或抑制外源病原体遗传物质的复制，从而达到治病的目的，这既是基因治疗的构想。可以说基因治疗就是用正常基因校正或置换致病基因的一种治疗方法，即将目的基因导入到靶细胞内并使之表达，从而起到治疗疾病作用的一种方法。目前，基因治疗的概念扩展为凡是采用分子生物学的方法和原理，在核取水平上开展的疾病治疗方法都可称为基因治疗。（二）基因治疗策略（二）基因治疗策略 根据所采用的方法不同，目前常用的基因治疗的策略大致可分为以下几种。基因增补（gene augmentation）又称基因修饰。将目的基因导入病变细胞或其它细胞，目的基因的表达产物能修饰缺陷细胞的功能或使原有的某
22、些功能得以加强。目前，基因治疗多采用这种方式。肿瘤细胞中常有抑癌基因的缺陷，抑癌基因的表达可以使肿瘤细胞死亡或生长抑制。目前肿瘤基因治疗的直接应用方案中，超过半数采用抑癌基因。普遍认为，单个基因缺陷的修复对存在其它缺陷的肿瘤细胞有抑制作用。因此，通过单个抑癌基因的导入可以控制肿瘤细胞的生长。另外，还可以将肿瘤抗原或细胞因子的基因导入病人体内，改变病人免疫状态，达到预防和治疗疾病的目的。常用的细胞因子有IL-2、TNF、G-CSF、IL-4共刺激分子等，激活体内抗肿瘤免疫反应，达到预防肿瘤复发和控制肿瘤生长的目的。基因失活（gene inactivation）也称为基因封闭技术。利用反义核酸技术
23、能特异地封闭基因表达特性，抑制特定的基因表达，达到治疗疾病的目的。通过核酶在细胞内特异性降解靶基因的转录产物，控制一些癌基因的表达，抑制肿瘤细胞的增殖，诱导肿瘤细胞的分化。此技术还可以封闭肿瘤细胞的耐药基因的表达，增加化疗效果。前体药活化（prodrug activation）采用给予前体药物的方法减少化疗药物对正常细胞的损伤。如向肿瘤细胞中导入单纯疱疹病毒（HSV）胸苷激酶基因，然后给予病人无毒性GCV药物，由于只有含HSV-TK基因的细胞才能将GCV转化成有毒的药物。因而肿瘤细胞被杀死，而对正常细胞无影响。（三）基因治疗的途径（三）基因治疗的途径 体外途径 将含有外源基因的载体在体外导入到
24、人体自体、异体或异种细胞中，经过体外的扩增后再回输入体内。体外途径的基因治疗比较安全，但操作比较烦琐，需要有无菌条件下细胞采集和培养的设备，要求比较高，最大的缺点就是不能产业化生产，成本相对较高。体内途径 将外源基因装配到特定的真核细胞表达载体中，直接导入体内的细胞。这种途径的表达载体可以进行产业化生产，但这种方式的基因导入所使用的载体的安全性需要进行复杂的论证。对于体内途径而言，转导的方式还要有较高的特异性，使载体主要转染到目的的靶细胞内。（四）基因治疗的基本过程和关键（四）基因治疗的基本过程和关键 获得目的基因 要进行基因治疗，首先要解决的问题就是要达到什么目的和选择什么基因。确定了目的基
25、因后就可以通过传统的方法获取目的基因片段，如采用多聚酶链式反应（PCR法）进行体外扩增。至于一些较短的基因片段则可直接采用人工合成的方法获得。载体的选择 目的基因的转入后必须能有效在细胞内表达，这就要求选择合适的载体系统。逆转录病毒只能转染增殖的细胞，而腺病毒可以转染增殖细胞和非增殖细胞。载体还分瞬时表达和永久表达系统。只有当目的基因被转入体内后能够按预期有效的按需表达，才能达到治疗效果。将目的基因转入靶细胞 将目的基因装载到载体内，再根据所采用的载体决定使用不同的转导或转染方式将载体导入体细胞内。目前，通常采用病毒载体或脂质体，阳离子多聚物等非病毒载体对目的基因进行包装，提高转染的效率。2目
26、前常用的肿瘤基因治疗方法（一）自杀基因治疗（自杀基因治疗（suicide gene herapysuicide gene herapy）自杀基因实际上是一种前体药物转化酶基因，这些基因不存在于哺乳动物细胞中。肿瘤细胞转染此前体药物转化酶基因后，在肿瘤细胞内表达，将原来无毒的化疗前体药物代谢转化成细胞毒性产物而达到杀伤宿主细胞的目的，因而称为自杀基因。每种自杀基因系统都包含特定的酶和前体药物。经典的自杀基因系统有以下几个方面。HSV-TK/GCV系统 TK-GCV系统中的TK基因多为单纯疱疹病毒（HSV）和水痘疱疹病毒（VZV）中的胸苷激酶基因。HSV-TK/GCV系统中的毒性效应来自于GCV磷
27、酸化，其通过抑制DNA聚合酶的活性，阻断DNA的合成。而后者，VZV-TK激酶能将6-甲氧嘌呤阿拉伯糖苷（ara-M）转化为有细胞毒作用的6-甲氧嘌呤阿糖苷腺苷三磷酸（ara-MTP）而杀伤转染VZV-TK基因的细胞。CD/5-FC系统 胞嘧啶脱氨酶基因（CD）存在于许多细菌和真菌中，人及其它哺乳动物中不表达，CD酶可将胞嘧啶脱氨基转变为尿嘧啶。将CD基因转入体内的肿瘤细胞后，再用高剂量的5-FC治疗，CD酶可将5-FC转变为5-FU从而发挥细胞杀伤作用。自杀基因作用机制除了直接杀伤细胞外，还包括旁观者效应和诱导机体免疫两个方面。旁观者效应指表达自杀基因的细胞周围未转染基因的细胞也被前体药物杀
28、伤的现象，其机制有两种可能：a)转导自杀基因的肿瘤细胞前体药物代谢产物可直接传递到邻近的细胞，使临近细胞死亡。1.b)转导自杀基因的肿瘤细胞的死亡是一种凋亡，细胞凋亡后凋亡小体能够转移一些毒性产物和自杀基因表达酶本身进入临近的细胞，引起继发性的凋亡。在体内的旁观者效应还涉及到免疫系统的参与。但自杀基因治疗的临床试验有效报道十分有限。肿瘤常在终止治疗后复发，难以完全消除肿瘤的生长，其主要原因有 a)无论是HSV-TK/GCV还是CD/5-FC系统只能对处于增殖分裂期的肿瘤细胞有杀伤作用，而在体内实体瘤中，有相当数量的细胞群体处于非增殖分裂状态。b)肿瘤细胞生物学的明显异质性使得有些细胞克隆对HS
29、V-TK/GCV系统（或CD/5-FC系统）敏感，而有的细胞克隆对其不敏感，甚至会产生抗性。c)由于目前基因转移的效率还很低，无法使所有的肿瘤细胞均能被导入相应的目的基因，从而限制了基因治疗疗效。虽然“旁观者效应”，在一定程度上弥补了基因转移效率低的不足，但当肿瘤负荷较大时，“旁观者效应”也难以有效发挥作用。d)某些肿瘤特异的表达元件的活性较低，不足以表达足够的自杀基因产物。（二）肿瘤的基因修饰瘤苗（二）肿瘤的基因修饰瘤苗 T淋巴细胞介导的特异免疫反应在杀灭肿瘤细胞中起主导作用，激发此抗肿瘤的细胞毒反应需要以下3种信号的协同作用：有MHC分子呈递肿瘤抗原，共刺激分子及扩大信号（细胞因子）。基因
30、修饰肿瘤疫苗的原理是将一些外源基因（通常是一些细胞因子）导入肿瘤细胞中，从而改变细胞的致瘤性和增强免疫原性，有利于被机体的T淋巴细胞识别并激发特异性细胞毒反应。常用的细胞因子有IL-2、IL-4、TNF、IFN-r、GM-CSF等。基因修饰过的肿瘤细胞作为肿瘤疫苗用于临床，必须要经过钴照射灭活其致瘤性，并且由于要发挥主动免疫作用还要能在体内存活一段时间以能够持续分泌细胞因子、维持细胞表面MHC分子。（三）以（三）以DCsDCs为基础的肿瘤基因治疗为基础的肿瘤基因治疗 DC是目前发现的功能最强的抗原呈递细胞，广泛分布于除脑以外的全身各脏器。DC能摄取、加工抗原，表达高水平MHC分子、共刺激分子、
31、黏附分子、并分泌高水平Thl型细胞因子IL-12，具有很强的抗原递呈能力，可有效激发T淋巴细胞应答。DC疫苗作为一种免疫治疗方法，通过纠正肿瘤病人的免疫缺陷，启动病人自身特异性杀瘤免疫反应，较放、化疗更为安全，有重要的临床应用价值。运用基因转染手段，用肿瘤抗原编码基因修饰DC、肿瘤mRNA刺激DC、细胞因子修饰DC等方法增强DC的抗原呈递能力，也是近来肿瘤免疫治疗的热点。（四）抑癌基因的治疗（四）抑癌基因的治疗 抑癌基因的失活和（或）癌基因的激活在肿瘤的发生、发展中起了重要作用，抑癌基因的治疗原理就是通过野生型抑癌基因的转染来恢复机体的抑制肿瘤的功能。常用于基因治疗的抑癌基因有P53、P16、
32、P21、APC等，野生型P53的腺病毒Ad-p53的基因治疗和反转录病毒介导BRCA1的基因治疗均已进入了临床试验。对于诸如BRCA1和BRCA2一类主要影响基因组完整性的基因，主要是选择性的影响疾病发生的早期，对晚期肿瘤几乎无影响。其他的一些抑癌基因可以影响到基因组的稳定性和肿瘤细胞的生存和生长。TP53基因的缺失能够显著提高增加肿瘤发生的概率。大多数结肠癌存在的APC基因的突变也可以影响到基因组的稳定性。通过表达TP53或APC基因可以导致肿瘤细胞快速的生长抑制和凋亡。他们潜在的治疗价值似乎依赖于急性效应而非维护基因组的稳定性。抑癌基因治疗的结果提供了一些证据就是转导抑癌基因的确具有治疗价
33、值，但是治疗效应仅局限于转导的细胞，对周围未受感染的肿瘤细胞几乎没有效应。这就意味着要求所有的肿瘤细胞都要被感染，特别是对散在分布的肿瘤而言，这是一个巨大的障碍。但腺病毒介导的TP53基因治疗实体瘤时可见对周围细胞也有抗肿瘤效用。对TP53的效应一个令人感兴趣的介释是TP53可能下调血管内皮生长因子（VEGF）的表达，上调一种潜在的血管生成抑制因子血小板反应蛋白的表达。这些结果表明，抑癌基因治疗在体内作用时面临着巨大的生物学复杂性，显示了这些治疗基因的作用原理不能用它们单独直接的肿瘤杀伤效应来解释，而存在更深刻的生物学效应。（五）复制型病毒治疗（五）复制型病毒治疗 肿瘤病毒治疗学就是利用病毒在
34、肿瘤细胞内的增殖作为肿瘤细胞的裂解物用以治疗癌症。随着基因工程学的快速进步和对病毒生物学知识，肿瘤发生发展过程及病毒与肿瘤之间的相互作用的深入了解，采用病毒治疗肿瘤已经取得了可喜的进步。目前应用于肿瘤治疗的复制型病毒主要包括单纯疱疹病毒和腺病毒。单纯疱疹病毒 经基因工程改造的突变型的单纯疱疹病毒主要针对分裂期细胞，其缺乏编码核苷酸还原酶的基因，因此能有效地在分裂期细胞中复制。通过肿瘤动物模型直接注射病毒进入小鼠脑瘤中，获得令人鼓舞的治疗结果。其后，被进一步应用到恶性神经胶质瘤的I期临床试验当中，结果显示，病毒被直接注射进入肿瘤的方法是安全和可以耐受的，而且具有一定的疗效。腺病毒 复制型腺病毒是
35、肿瘤治疗中研究最为广泛的病毒。复制型腺病毒具有以下优点：a)由于具有复制性，因此所需的病毒颗粒较少；b)能扩展至邻近肿瘤细胞，作用的范围较广；c)复制型病毒可产生抗肿瘤免疫反应。近年来对腺病毒生物学的研究取得了突破性的进展，研究出能够具有选择性在肿瘤细胞中专一复制的腺病毒。主要分为两类：a)一类利用肿瘤特异表达的调控序列如甲胎蛋白（AFP）启动子、前列腺特异抗原（PSA）启动子、MUCI启动子等调控表达EIA序列的表达，从而控制病毒的复制；b)另一类利用肿瘤细胞生物学特性，如利用腺病毒复制时抵抗宿主细胞凋亡所可能相关的E1B55K蛋白。当病毒E1B55K蛋白发生变异或缺失时，病毒复制的宿主细胞
36、就会发生凋亡，从而复制不能完成。目前大部分的研究集中于动物和细胞实验阶段，仅有少数研究已经进入临床阶段。3基因治疗中存在的问题与展望 肿瘤基因治疗的实验研究取得了许多可喜的结果，而其临床试验进展相对缓慢，目前肿瘤基因治疗的临床试验多限于不能治愈的晚期肿瘤患者。为了促进肿瘤基因治疗的发展，需要针对以下方面开展深入的研究。（一）发展更好的体内转导系统（一）发展更好的体内转导系统 应具备高治疗指数，大容量装载能力，靶向转导以及更有效的基因转导等特性，但无免疫原性且细胞毒性较低。（二）靶细胞中基因转导表达的生理样调控（二）靶细胞中基因转导表达的生理样调控 即持续或可调控的组织特异性表达，并具有稳定、高
37、效的特点。（三）导入基因的安全性（三）导入基因的安全性 基因治疗应确保不因导入外源目的基因而产生新的有害遗传变异，任一方案的实施都要根据严格的技术规程与标准，由有关行政管理部门批准实施。目前与安全性联系最大的就是有关生殖细胞基因治疗的问题。由于生殖细胞可以传给后代，特别是目前基因治疗尚不完善，为防止基因治疗给后代带来可能损害，改变人类基因信息体，国际上从伦理方面严禁用于人类生殖细胞。但是目前生殖细胞的基因治疗在动物实验已获成功，即转基因动物的出现。这一事实给人类生殖细胞基因治疗带来了希望，同时也使人们担心这种遗传特征变化的世代相传将给人类带来是福是祸。因此许多科学家不仅对此持慎重态度，还有不少
38、持反对态度者。四、生物治疗与其它治疗相结合四、生物治疗与其它治疗相结合 1肿瘤的治疗方法主要是手术治疗、放疗和化疗。这些方法基本上都是直接杀伤肿瘤细胞，但不能完全杀灭肿瘤细胞，而且损伤了正常组织，特别对在机体抗肿瘤防御中占重要地位的免疫系统造成很大的伤害，尤其是细胞免疫。在现代分子生理学和基因工程技术飞速发展的推动下，以免疫治疗为基础发展而来的生物治疗日益受到重视，显示出良好的应用前景，成为肿瘤治疗的第4种主要方法。2肿瘤的生物治疗是指通过肿瘤宿主防御机制或生物制剂的作用来调节机体自身的生物学反应，从而抑制或消除肿瘤生长的治疗方法。其抗肿瘤机制包括：（一）增强宿主的防御机制效应，降低肿瘤对宿主
39、的免疫抑制，以提高对肿瘤的免疫应答能力；（二）给予天然的或基因重组的生物活性物质，以增强宿主的免疫机制；（三）修饰肿瘤细胞诱导强烈的宿主反应；（四）促进肿瘤细胞的分化、成熟使之正常化；（五）减轻放疗、化疗的不良反应，增强宿主的耐受力。目前肿瘤生物治疗的范畴主要包括细胞因子、过继性细胞免疫治疗、单克隆抗体、肿瘤疫苗和基因治疗等。其中肿瘤的免疫治疗可以分为主动特异性免疫治疗、主动非特异性免疫治疗、被动特异性免疫治疗和被动非特异性免疫治疗。主动特异性免疫治疗包括灭活的肿瘤疫苗，单克隆抗体；主动非特异性免疫治疗包括细胞因子如干扰素、白细胞介素、肿瘤坏死因子，化学刺激剂如左旋咪唑、西咪替丁、生物刺激剂如
40、卡介菌等。被动特异性免疫如异体免疫抗血清、同种骨髓移植等，被动非特异性免疫治疗，如LAK细胞、激活的巨噬细胞等。生物治疗发展到今天，以生物靶分子治疗发展最为迅速，所以恶性肿瘤细胞特有的或高度表达的，并且在维持肿瘤细胞的功能中起到重要作用的蛋白或其它分子作为靶点，用能与之特异性结合的药物对其进行破坏和杀灭，这些药物最常用的就是单克隆抗体。因为靶分子治疗特异性地作用于肿瘤细胞，而对正常细胞作用甚小，所以具有毒性低，疗效好的特点。目前，这类药物大多用于转移复发性或全身性肿瘤的治疗，往往与化疗联合应用，并获得很好的疗效。以乳腺癌为例，Herceptin是一种特异性作用于表皮生长因子受体型（即HER-2
41、）蛋白的单克隆抗体，它主要用于高表达HER-2蛋白的乳腺癌的治疗。在临床前的研究中，体外实验证实Herceptin与化疗药物联合应用时，其效果可表现为相加作用或协同作用。2001年，Slamon等进行的期临床试验证实，在高表达HER-2的复发性或转移性乳腺癌的治疗中，Herceptin与化疗（多柔比星或紫杉醇）联合应用的疗效优于单用化疗，接受联合用药方案的病人的生存率显著高于单用化疗者。目前正在进行Herceptin作为早期乳腺癌病人根治性手术后辅助治疗的期临床试验，如果该试验证实有效，Herceptin又将被用于乳腺癌的术后辅助治疗。其它靶分子治疗药物包括针对血管内皮生长因子（VEGF）的单
42、克隆抗体Avastin，可用于结直肠癌和乳腺癌的治疗；靶向作用于表皮生长因子受体-型的酪氨酸酶抑制剂Iressa，主要用于非小细胞肺癌和结直肠癌的治疗；还有治疗高表达CD20的滤泡型淋巴瘤的单克隆抗体美罗华。以上药物在与化疗联合应用时都获得了很好的疗效。五、参考资料五、参考资料 1孙燕、周际易主编第4版临床肿瘤内科手册人民卫生出版社，2004年 2朱雄增、蒋国梁主编临床肿瘤学概论复旦大学出版社，2005年5月 3杨淑华双特异性单克隆抗体在乳腺癌免疫治疗中的研究进展国外医学肿瘤学分册32卷6期2005年6月 4临床肿瘤学杂志2005年CSCO年会专刊。9月14-18日青岛第八届全国临床肿瘤学大会