1、左大明左大明基础医学院免疫学教研室基础医学院免疫学教研室1肿瘤的流行病学统计肿瘤的流行病学统计 1999-2010年，癌症都超过了心脏病，成为了年，癌症都超过了心脏病，成为了85岁以下的美国人最主岁以下的美国人最主要的死亡原因。要的死亡原因。CA Cancer J Clin. 2010, July中国城乡居民前十位主要死因排行榜中国城乡居民前十位主要死因排行榜 城市居民：城市居民： 恶性肿瘤、恶性肿瘤、脑血管病、心脏病、呼吸系病、损伤及中毒、内分泌营养脑血管病、心脏病、呼吸系病、损伤及中毒、内分泌营养和代谢疾病、消化系病、泌尿生殖系病、神经系病、精神障碍，和代谢疾病、消化系病、泌尿生殖系病、神
2、经系病、精神障碍，前十位死因合计占死亡总数的前十位死因合计占死亡总数的90.4%。 农村居民：农村居民： 恶性肿瘤、恶性肿瘤、脑血管病、呼吸系病、心脏病、损伤及中毒、消化系病、脑血管病、呼吸系病、心脏病、损伤及中毒、消化系病、内分泌营养和代谢疾病、泌尿生殖系病、神经系病、精神障碍，内分泌营养和代谢疾病、泌尿生殖系病、神经系病、精神障碍，前十位死因合计占死亡总数的前十位死因合计占死亡总数的92.3% 2肿瘤的发生发展肿瘤的发生发展从肿瘤发生学来看：从肿瘤发生学来看：突变的积累突变的积累从免疫学的角度来讲：从免疫学的角度来讲：免疫力的低下免疫力的低下3免疫监视免疫监视(Immune surveil
3、lance)n定义：定义： 免疫系统具有识别、杀伤、并及时清除体内免疫系统具有识别、杀伤、并及时清除体内突变细胞的能力突变细胞的能力n肿瘤发病过程中肿瘤发病过程中： * * 出现新的肿瘤抗原出现新的肿瘤抗原 * * 免疫系统识别这些抗原免疫系统识别这些抗原 * * 启动免疫系统攻击肿瘤细胞启动免疫系统攻击肿瘤细胞4一、肿瘤抗原一、肿瘤抗原二、机体抗肿瘤的免疫效应机制二、机体抗肿瘤的免疫效应机制三、肿瘤逃避机体免疫攻击的机制三、肿瘤逃避机体免疫攻击的机制四、肿瘤的免疫学检测与防治四、肿瘤的免疫学检测与防治肿肿 瘤瘤 免免 疫疫5肿瘤抗原肿瘤抗原(tumor antigen)n肿瘤发生、发展过程中
4、出现或过度表达的抗原物肿瘤发生、发展过程中出现或过度表达的抗原物质。质。 抗肿瘤免疫应答、肿瘤的免疫诊断及治疗67实验研究实验研究针对肿瘤的免疫反应：肿瘤特异性抗原的发现针对肿瘤的免疫反应：肿瘤特异性抗原的发现1. 肿瘤相关抗原肿瘤相关抗原(tumor associated antigen，TAA) 无严格的肿瘤特异性，但可在肿瘤细胞异位表达或出无严格的肿瘤特异性，但可在肿瘤细胞异位表达或出现量的改变，包括某些糖蛋白、胚胎性抗原等。现量的改变，包括某些糖蛋白、胚胎性抗原等。2. 肿瘤特异性抗原肿瘤特异性抗原(tumor specific antigen，TSA) 仅表达于肿瘤组织而不存在于正常
5、组织中的抗原。仅表达于肿瘤组织而不存在于正常组织中的抗原。 ( (一一) ) 根据肿瘤特异性分类根据肿瘤特异性分类81. 理化因素诱生的肿瘤抗原理化因素诱生的肿瘤抗原 * 化学致癌剂化学致癌剂(二乙基亚硝胺二乙基亚硝胺)、物理因素（紫外线、物理因素（紫外线、X射线）射线） 正常基因突变或潜伏的致癌基因激活正常基因突变或潜伏的致癌基因激活 诱发肿瘤诱发肿瘤 * 特点：特异性强特点：特异性强(个体特异性个体特异性)、免疫原性弱、免疫原性弱、 具有明显的个体特异性。具有明显的个体特异性。 （二）根据肿瘤产生机制分类二）根据肿瘤产生机制分类92. 2. 病原体诱生的肿瘤抗原病原体诱生的肿瘤抗原 * *
6、 包括包括DNADNA或或RNARNA致癌病毒诱生的肿瘤抗原。致癌病毒诱生的肿瘤抗原。 * * 特点：特点： （1 1）病毒）病毒DNADNA或或RNARNA整合到宿主基因组整合到宿主基因组DNADNA中中 细胞恶变细胞恶变 表达突变基因产物表达突变基因产物 （2 2）由同一病毒诱发的肿瘤均表达相同肿瘤抗原。）由同一病毒诱发的肿瘤均表达相同肿瘤抗原。10病毒基因编码的肿瘤抗原病毒基因编码的肿瘤抗原11 3.3.自发性肿瘤抗原自发性肿瘤抗原 (1) (1) 突变的癌基因与抗癌基因编码的蛋白质突变的癌基因与抗癌基因编码的蛋白质 如如rasras原癌基因和原癌基因和p53p53抑癌基因突变体蛋白（多
7、抑癌基因突变体蛋白（多位于胞内）、染色体易位或内部缺失突变导致的融位于胞内）、染色体易位或内部缺失突变导致的融合蛋白。合蛋白。 (2) (2) 正常自身成分的异常表达正常自身成分的异常表达 * * 分化抗原分化抗原 * * 癌胚抗原癌胚抗原(fetal antigen)(fetal antigen) * * 过量表达的糖脂和糖蛋白抗原过量表达的糖脂和糖蛋白抗原12突变蛋白突变蛋白13正常基因的过表达正常基因的过表达14肿瘤抗原产生的分类（示意图）肿瘤抗原产生的分类（示意图）15肿瘤抗原的生物学意义肿瘤抗原的生物学意义n肿瘤抗原是肿瘤特异性应答的重要靶抗原；肿瘤抗原是肿瘤特异性应答的重要靶抗原；
8、n病毒相关肿瘤表达的病毒基因编码蛋白可以成为免疫病毒相关肿瘤表达的病毒基因编码蛋白可以成为免疫系统识别该类肿瘤的重要标记抗原；系统识别该类肿瘤的重要标记抗原；n肿瘤抗原可以作为肿瘤诊断和治疗的辅助手段，如肿瘤抗原可以作为肿瘤诊断和治疗的辅助手段，如CEA、AFP和和MAGE-1等。等。16n不同肿瘤之间存在特异性抗原不同肿瘤之间存在特异性抗原n肿瘤抗原诱导的免疫应答具有抗肿瘤作用肿瘤抗原诱导的免疫应答具有抗肿瘤作用一、一、 肿瘤抗原肿瘤抗原二、机体抗肿瘤免疫效应机制二、机体抗肿瘤免疫效应机制三、肿瘤逃避机体免疫攻击的机制三、肿瘤逃避机体免疫攻击的机制四、肿瘤的免疫学检测与治疗四、肿瘤的免疫学检
9、测与治疗肿肿 瘤瘤 免免 疫疫17肿瘤的肿瘤的“免疫编辑免疫编辑”R D Schreiber et al. Science 2011;331:1565-1570免疫逃逸免疫逃逸免疫平衡免疫平衡免疫清除免疫清除3个阶段个阶段1T细胞介导的抗肿瘤作用细胞介导的抗肿瘤作用 （1）CD8+T细胞细胞 * MHC-I类限制性杀瘤作用。类限制性杀瘤作用。 （2）CD4+T细胞细胞 * 特异性识别肿瘤抗原，辅助其他免疫细胞；特异性识别肿瘤抗原，辅助其他免疫细胞； * 释放多种细胞因子参与抗瘤效应。释放多种细胞因子参与抗瘤效应。 * CD4+CTL具有具有MHC-II类分子限制的杀瘤作用类分子限制的杀瘤作用；
10、 1920Induction of T cell responses to tumors 2.NK细胞介导的抗肿瘤效应细胞介导的抗肿瘤效应 * 非非MHC限制性的直接杀瘤作用（表达限制性的直接杀瘤作用（表达FasL，分泌颗粒酶），分泌颗粒酶） * ADCC 21223.巨噬细胞介导的抗肿瘤效应巨噬细胞介导的抗肿瘤效应 * 非特异性吞噬和杀伤；非特异性吞噬和杀伤； * 释放细胞毒性单核因子。释放细胞毒性单核因子。 * 抗原提呈作用抗原提呈作用 * ROS、NO 4.T细胞的杀瘤效应细胞的杀瘤效应 * 穿孔素、颗粒酶穿孔素、颗粒酶A和和B * Fas/FasL * 细胞因子细胞因子NK细胞和CTL
11、细胞杀伤不同的肿瘤23241.作为抗原提呈细胞激活作为抗原提呈细胞激活T细胞细胞2.补体依赖的细胞毒作用补体依赖的细胞毒作用3.ADCC 4.调理作用调理作用5.干扰瘤细胞的粘附作用干扰瘤细胞的粘附作用2526机体抗肿瘤免疫应答机制一、一、 肿瘤抗原肿瘤抗原二、机体抗肿瘤的免疫效应机制二、机体抗肿瘤的免疫效应机制三、肿瘤逃避机体免疫攻击的机制三、肿瘤逃避机体免疫攻击的机制四、肿瘤的免疫学检测与治疗四、肿瘤的免疫学检测与治疗肿肿 瘤瘤 免免 疫疫27肿瘤免疫肿瘤免疫编辑编辑：从免疫监控到肿瘤：从免疫监控到肿瘤逃逸逃逸28肿瘤免疫逃逸(Tumor Immune Escape)道高一尺、魔高一丈道高
12、一尺、魔高一丈29肿瘤免疫逃逸的机制n与肿瘤细胞有关的因素与肿瘤细胞有关的因素n与宿主免疫有关的因素与宿主免疫有关的因素30 1缺乏激发机体免疫应答的必需成分缺乏激发机体免疫应答的必需成分 （1）肿瘤抗原的免疫原性弱及）肿瘤抗原的免疫原性弱及抗原调变抗原调变 (antigen modulation) （2）MHC抗原表达异常抗原表达异常 （3）肿瘤细胞表面）肿瘤细胞表面“抗原覆盖抗原覆盖”或被封闭或被封闭 （如唾液粘多糖或封闭因子）（如唾液粘多糖或封闭因子） （4）肿瘤抗原的加工、提呈发生障碍）肿瘤抗原的加工、提呈发生障碍 （LMP、TAP表达表达） （5）协同刺激分子及粘附分子表达下降）协同
13、刺激分子及粘附分子表达下降( (一一) )与肿瘤细胞自身相关的逃逸机制与肿瘤细胞自身相关的逃逸机制3132缺乏缺乏MHC I分子分子333435* 肿瘤细胞漏逸肿瘤细胞漏逸(sneaking through) 肿瘤早期瘤细胞量少、肿瘤抗原编码基因突变肿瘤早期瘤细胞量少、肿瘤抗原编码基因突变 干扰或逃避机体对肿瘤抗原的免疫识别干扰或逃避机体对肿瘤抗原的免疫识别* 免疫刺激（免疫刺激（immune stimulating) 机体对少量肿瘤细胞所产生的免疫应答不足以杀伤肿瘤，机体对少量肿瘤细胞所产生的免疫应答不足以杀伤肿瘤，反而刺激瘤细胞生长。反而刺激瘤细胞生长。2.2.肿瘤细胞漏逸肿瘤细胞漏逸 3
14、6* 瘤细胞高表达瘤细胞高表达FasL和和Bcl2 活化的肿瘤特异性活化的肿瘤特异性T细胞细胞 （高表达（高表达Fas）凋亡）凋亡 * 瘤细胞内瘤细胞内Fas信号传导分子获得性缺陷信号传导分子获得性缺陷 抵制抵制FasL介导的细胞凋亡介导的细胞凋亡3.3.肿瘤细胞诱导效应细胞凋亡肿瘤细胞诱导效应细胞凋亡37肿瘤细胞诱导免疫细胞凋亡或抵抗凋亡肿瘤细胞诱导免疫细胞凋亡或抵抗凋亡 384. 4. 肿瘤分泌免疫抑制因子肿瘤分泌免疫抑制因子391.机体免疫系统功能障碍机体免疫系统功能障碍2.肿瘤直接或间接抑制机体免疫功能肿瘤直接或间接抑制机体免疫功能 * * DCDC功能缺陷功能缺陷 * * 效应效应T
15、 T细胞活化受阻细胞活化受阻/ /功能降低功能降低 * * Treg/MDSCTreg/MDSC诱导的肿瘤微环境诱导的肿瘤微环境（二）与机体免疫系统相关的肿瘤逃逸机制（二）与机体免疫系统相关的肿瘤逃逸机制40肿瘤免疫逃逸肿瘤免疫逃逸42肝癌组织中存在大量的巨噬细胞肝癌组织中存在大量的巨噬细胞43小鼠巨噬细胞的分型小鼠巨噬细胞的分型44肿瘤相关巨噬细胞（肿瘤相关巨噬细胞（TAM）的促瘤效应及相关机制）的促瘤效应及相关机制45肿瘤肿瘤Treg抑制的作用机制抑制的作用机制46髓系来源抑制细胞（髓系来源抑制细胞（MDSCs）的促瘤效应）的促瘤效应47肿瘤免疫逃逸机制肿瘤免疫逃逸机制n肿瘤细胞本身的免疫
16、原性弱，共刺激分子和肿瘤细胞本身的免疫原性弱，共刺激分子和MHC分子低表达，从而逃避免疫系统识别；分子低表达，从而逃避免疫系统识别；n诱导产生诱导产生Treg抑制抗肿瘤免疫应答；抑制抗肿瘤免疫应答；n肿瘤细胞还可通过局部微环境来主动肿瘤细胞还可通过局部微环境来主动“教育教育”免免疫细胞，是免疫细胞成为促进肿瘤进展和转移的疫细胞，是免疫细胞成为促进肿瘤进展和转移的“帮凶帮凶”。一、一、 肿瘤抗原肿瘤抗原二、机体抗肿瘤的免疫效应机制二、机体抗肿瘤的免疫效应机制三、肿瘤逃避机体免疫攻击的机制三、肿瘤逃避机体免疫攻击的机制四、肿瘤的免疫学检测与治疗四、肿瘤的免疫学检测与治疗肿肿 瘤瘤 免免 疫疫48*
17、 血清肿瘤相关标志物；血清肿瘤相关标志物；* 免疫组织化学法辅助诊断肿瘤；免疫组织化学法辅助诊断肿瘤；* 体内免疫成像诊断；体内免疫成像诊断； * 评估肿瘤患者免疫功能状态；评估肿瘤患者免疫功能状态；( (一一) )肿瘤免疫学诊断肿瘤免疫学诊断 4950( (二二) )肿瘤预防性疗苗肿瘤预防性疗苗Gardasil （加德西注射疫苗），（加德西注射疫苗），Merck Ltd.co.51521. 主动免疫治疗主动免疫治疗l 细胞疫苗细胞疫苗l 分子疫苗分子疫苗l DNA疫苗疫苗2. 被动免疫治疗被动免疫治疗（三）肿瘤免疫治疗（三）肿瘤免疫治疗 53基于树突状细胞的主动免疫治疗基于树突状细胞的主动免
18、疫治疗Kalinski P, Curr Opin Investig Drugs. 2009,10(6):526.54 Dr Steinman lived 4.5 years after getting a diagnosis that typically kills people within a year or lessDC therapy against his pancreatic cancer.Jan 14, 1943 Sep. 30, 2011Ralph M. Steinman, M.DRalph Steinmans last big experiment: Himself2011
19、Prizer55恶性黑色素瘤、前列腺癌、恶性淋巴瘤、白血病、其他实体瘤恶性黑色素瘤、前列腺癌、恶性淋巴瘤、白血病、其他实体瘤（结直肠癌、（结直肠癌、 乳腺癌、卵巢癌、胰腺癌、肝胰管壶腹癌、胃癌、乳腺癌、卵巢癌、胰腺癌、肝胰管壶腹癌、胃癌、食管癌、转移性肾癌食管癌、转移性肾癌 、儿童青少年好发的间叶组织来源的肉瘤）、儿童青少年好发的间叶组织来源的肉瘤）的免疫治疗。的免疫治疗。以以DC治疗性疫苗研发著名的治疗性疫苗研发著名的Dendroen公司，公司，2005年已经完成年已经完成了前列腺癌了前列腺癌DC治疗性疫苗治疗性疫苗(前列腺磷酸酯酶与前列腺磷酸酯酶与GM-CSF的融合蛋的融合蛋白致敏的白致敏
20、的DC,PROVENGE)的的I-III期临床研究，获得了明显的疗期临床研究，获得了明显的疗效并于效并于2010年上市。年上市。Michael等采用经照射的自身肿瘤细胞刺激的等采用经照射的自身肿瘤细胞刺激的DC经皮下输注对经皮下输注对期恶性黑色素瘤患者进行了期恶性黑色素瘤患者进行了/期的临床试验，疗效显著。期的临床试验，疗效显著。树突状细胞瘤苗的临床应用树突状细胞瘤苗的临床应用前列腺癌特异前列腺癌特异PAPPAP蛋白联合蛋白联合GM-CSFGM-CSF刺激树突状细胞混合物刺激树突状细胞混合物前列腺癌治疗前列腺癌治疗单独作用单独作用与多西他赛联用与多西他赛联用Kantoff PW, et al.
21、N Engl J Med. 2010,363(5):411.57 国内树突状细胞疫苗临床研究现状国内树突状细胞疫苗临床研究现状n2002年获得年获得SDA I期临床批文期临床批文n2003年第二军医大学免疫学研究所开展年第二军医大学免疫学研究所开展I期临床期临床n2004年年10月获得月获得SFDA II期临床批文，期临床批文，进行进行APDC治疗转移性大肠癌的治疗转移性大肠癌的II期临期临床研究床研究n2012年年7月获得了月获得了APDC项目的项目的期临期临床试验批件，获准开展床试验批件，获准开展APDC项目项目期期临床试验临床试验国内第一个国内第一个SFDA批准的树突状细胞疫苗批准的树突
22、状细胞疫苗“抗原致敏的人树突状细胞抗原致敏的人树突状细胞”（APDC)曹雪涛，等曹雪涛，等TLRTLR配体增强抗瘤免疫配体增强抗瘤免疫.Celis E. Cancer Res. 2007，67(17):7945-7591. 主动免疫治疗主动免疫治疗l 细胞疫苗细胞疫苗l 分子疫苗分子疫苗l DNA疫苗疫苗2. 被动免疫治疗被动免疫治疗（三）肿瘤免疫治疗（三）肿瘤免疫治疗 60免疫细胞过继治疗免疫细胞过继治疗61T T细胞过继治疗细胞过继治疗Paulos CM,et al. Clin Cancer Res. 2007;13(18):528062细胞因子疗法细胞因子疗法Jinushi M , et
23、 al. Cancer Sci. 2009,100(8):1389.GM-CSFIL-12IL-2IFN-r63Tumor killing by macrophagesM + tumor cells(No IFN- )M + tumor cells+ IFN- 65单抗名称治疗靶点适应症抗CD20（Rituximab）抗CD33（Calicheamicin）抗CD52（Alemtuzumab）抗表皮生长因子受体（Herceptin）Cetuximab（Erbitux）Bevacizumab（Avastin）Ibritumomab tiuxetan（Zevalin）Tositumomab（Bex
24、xar）CD20CD33CD52Her-2/neuEGFRVEGF90Y标记抗CD20131I标记抗CD20低分化B淋巴瘤、非霍奇金淋巴瘤急性髓样白血病慢性B细胞白血病乳腺癌晚期结直肠癌转移性结直肠癌非霍奇金淋巴瘤非霍奇金淋巴瘤抗体靶向治疗抗体靶向治疗靶向负性免疫调节分子的抗体药物靶向负性免疫调节分子的抗体药物Target immune checkpoint (CTLA-4，PD-1，PD-L1)2012年年12月月2013年六大值得关注的科学领域之一：肿瘤免疫治疗年六大值得关注的科学领域之一：肿瘤免疫治疗cytotoxic T lymphocyte associated antigen 4
25、(CTLA)静止状态：静止状态：CTLA-4存在于存在于T细胞的胞细胞的胞浆中浆中活化状态：活化状态：表达于细胞表面，阻止表达于细胞表面，阻止CD28与与APC表面表面B7的结的结合，抑制合，抑制T细胞的增殖细胞的增殖负向共刺激分子负向共刺激分子抗抗CTLA-4抗体抗体 Ipilimumab治疗转移性黑色素瘤治疗转移性黑色素瘤2011年通过年通过FDA批准批准The results of Phase III clinical studyIpi + pbogp100 + pboP-valueSecondary ComparisonN1371360.0026Number of deaths1001
26、19Hazard ratio (95% CI)0.66 (0.51, 0.87)Median OS,Month (95% CI)10.1(8.0,13.8)6.4(5.5, 8.7)Ipilimumab Improves Overall Survival Compared to ControlAnti-PD-1 antibody Nivolumab (BMS-936558) Safety & activity Topalian SL et al. NEJM 2012;366:2443 Docetaxel vs nivolumab: phase 3 Lambrolizumab (MK-3475)
27、Anti-PD-L1 antibody BMS-936559 Safety & activity Brahmer JR et al. NEJM 2012;366:2455 Medi-4736 MPDL-3280A抗抗PD-1, 抗抗PD-L1抗体抗体NEJM 2013; Jun 2Nivolumab和和Ipilimumab联合治疗黑色素瘤联合治疗黑色素瘤(抗PD-1)(抗CTLA-4)Nivolumab和和ipilimumab联合治疗黑色素瘤联合治疗黑色素瘤NEJM 2013; Jun 2联合治疗组联合治疗组1例病人的例病人的CTCAR-T(Chimeric Antigen Receptor
28、T-Cell Immunotherapy,嵌合抗原受体T细胞免疫疗法)CAR修饰T细胞是将识别肿瘤相关抗原的单链抗体(scFv)和T细胞的活化基序结合为一体，将抗体对肿瘤抗原的高亲和性和T淋巴细胞的杀伤机制相结合，通过基因转导方法转染T淋巴细胞，赋予T 细胞肿瘤靶向性、更强的杀伤活性和持久的生命力，从而使其能特异性地识别和高效地杀伤肿瘤细胞。74CAR (Chimeric Antigen Receptor)-T cell immunotherapytwo major components to the CAR-T cell immunotherapy: *the design of CAR i
29、tself *the choice of the targeted tumor specific antigenCAR-T的的运用潜能非常巨大运用潜能非常巨大 第一代CAR为识别肿瘤表面抗原的scFv。 对肿瘤细胞有杀伤作用，其只能引起对肿瘤细胞有杀伤作用，其只能引起短暂的细胞分裂和较低的细胞因子分泌短暂的细胞分裂和较低的细胞因子分泌 第二代CAR-T细胞加入了一个共刺激分子，如CD27、CD28、CD134 （OX40），或 CD137（4-1BB）。 提高了活动期及静止期提高了活动期及静止期T T细胞的增殖细胞的增殖分泌能力和抗肿瘤作用分泌能力和抗肿瘤作用 第三代CAR-T细胞加入两个共刺
30、激分子，例如CD28+CD137或CD28+OX40 修饰性修饰性T T细胞的持续活化增殖和细胞细胞的持续活化增殖和细胞因子的持续分泌，增强了特异性杀伤肿因子的持续分泌，增强了特异性杀伤肿瘤细胞的作用瘤细胞的作用T cells with engineered specificity76肿瘤免疫治疗的研究，路漫漫，任重而道远。肿瘤免疫治疗的研究，路漫漫，任重而道远。 77复习思考题复习思考题n名词解释：名词解释：肿瘤抗原、肿瘤抗原、TSA、TAA、n机体抗肿瘤免疫效应机制有哪些？机体抗肿瘤免疫效应机制有哪些？n肿瘤逃避机体免疫监视的机制？肿瘤逃避机体免疫监视的机制？n肿瘤免疫治疗措施有哪些？肿瘤免疫治疗措施有哪些？78
