[临床医学]免疫与肿瘤.ppt

免疫与肿瘤,肿瘤免疫学（Tumor Immunology）研究肿瘤抗原性、机体对肿瘤的免疫应答、机体的免疫功能与肿瘤发生发展的相互关系以及肿瘤的免疫诊断和免疫防治等的学科。,肿瘤细胞在免疫学方面的变化1、基因的突变或异常表达，使肿瘤细胞表面出现新抗原；2、一些基因缺失或表达降低，造成某些抗原丢失。3、肿瘤细胞表面存在肿瘤抗原，免疫系统能识别这种抗原并产生一系列免疫应答，最终导致排斥肿瘤；4、肿瘤本身对的免疫功能的抑制作用，同时肿瘤细胞在受到宿主免疫系统攻击后出现抗原调变机制，也使肿瘤逃避宿主的免疫攻击而得以生长发展。,根据肿瘤在免疫学方面的变化特点，通过生物应答调节剂调整肿瘤与机体免疫系统的相互关系，对肿瘤具有一定的免疫治疗作用。,免疫应答 免疫应答（Immune response，IR）是指机体受抗原刺激后，体内抗原特异性淋巴细胞识别抗原，发生活化、增殖、分化或失能、凋亡，进而表现出一定的生物学效应的全过程。根据参与免疫应答和介导免疫效应的组分和细胞种类的不同，特异性免疫可分为T细胞介导的细胞免疫（Cellular immunity）和B细胞介导的体液免疫（Humoral immunity）。,免疫应答基本过程的3个阶段1、抗原递呈细胞（Antigen presenting cells，APC）摄取、加工、处理、呈递抗原的阶段；2、T、B细胞的抗原识别受体特异性地识别抗原；3、T细胞和B细胞的增殖、分化、活化、产生特异性效应细胞如CTL和特异性抗体。效应细胞、特异性抗体和其它免疫分子共同发挥生物学作用。,抗原的加工与递呈 1973年，Zinkernagel和Doherty报道，小鼠感染了淋巴细胞性脉络膜脑膜炎病毒后，特异性CTL对靶细胞的杀伤作用受靶细胞表达的MHC I类分子的限制。这就是著名的MHC约束现象（MHC restriction）。T细胞不能识别天然的抗原分子，而只能识别与MHC分子结合在一起的肽，这就要求抗原分子必须在细胞内降解成抗原肽，并被MHC分子递送到细胞表面被T细胞识别，即抗原加工和抗原递呈。,抗原递呈细胞和递呈分子1、抗原递呈细胞：具有加工和递呈抗原的细胞。因为所有的有核细胞都有降解胞质内蛋白质的能力，而且都表达MHC I类分子，所以，有核细胞一旦表达非己抗原时，如病毒感染细胞和肿瘤细胞等，都能成为APC，向CD8+T细胞递呈抗原。通常把通过MHC I类分子向CD8+T细胞递呈抗原的细胞称为靶细胞，而只把表达MHC II类分子能向CD4+T细胞递呈抗原的细胞称为APC。,专职APC 专指一类特化的细胞，它们具有摄入、加工、递呈胞外抗原，激活CD4+T细胞，诱导免疫应答的能力。专职APC必须表达MHC II类、协同刺激信号分子和各种黏附分子。主要有3类细胞即巨噬细胞、树突状细胞和B细胞。三类APC在组织分布、摄入抗原的方式/MHC II分子和协同刺激分子的表达、递呈抗原的种类等方面有一定的区别。它们加工、递呈抗原的能力互相补充，使免疫系统对所有的抗原产生应答。,抗原递呈分子 MHC I类和MHC II类分子：主要组织相容性复合体MHC I类和MHC II类分子构成两种蛋白质抗原递呈系统，它们分别向CD8+和CD4+T细胞递呈抗原肽。MHC分子的功能：1、作为抗原肽受体，结合和递呈抗原肽。经典的MHC分子的最基本的功能是与内源性抗原肽（MHC I类分子）和外源性抗原肽（MHC II类分子）结合，表达在抗原递呈细胞和靶细胞表面，被CD4或CD8阳性细胞识别后产生免疫应答。,MHC I类分子的功能 与MHC I类分子结合的抗原肽一般均为经加工处理过的内源性抗原，包括来自细胞内的自身抗原、肿瘤抗原、病毒抗原等。与MHC II类分子结合的抗原肽一般均为经加工处理过的外源性抗原，主要来自通过各种途径进入机体的非己抗原，包括各种胞外感染的细菌、真菌、原虫和肠道寄生虫，以及细胞外毒素。,外源性抗原的加工递呈1、外源性抗原被APC摄入后内形成内体（Endosomes），内体的功能是运输和降解被摄入的外源性抗原，并且是MHC II类分子荷肽的场所；移动过程中逐渐成熟，最终形成溶酶体。外源性抗原在内体/溶酶体中降解产生肽，其中一些长度为13-18个甚至长到30个氨基酸的肽可以与适当的MHC II类分子结合。这些肽经II类分子递呈后供CD4+T细胞识别。,内源性抗原的加工递呈 一切出现于胞质内的抗原均属于内源性抗原。内源性抗原在胞质中产生。内源性抗原的降解过程可分为内源性抗原泛生物素化（polyubiquitination）和泛生物素化内源性抗原在蛋白酶体中降解两个步骤。I类分子是在内质网腔中荷肽的，因此，经蛋白酶体降解产生的内源性抗原肽必须进入ER才能与I类分子结合。这一过程是在称为抗原加工相关转运蛋白（TAP）的帮助下实现的。,荷肽后的I类分子结构稳定，从ER进入高尔基体经糖化修饰后，通过胞吐空泡被转运到细胞表面，供CD8+T细胞识别。,抗原递呈的生理意义 T细胞只能识别MHC分子递呈的蛋白质抗原肽和CD1分子递呈的脂类抗原，这就决定了T细胞介导的免疫应答所具有的基本特性。1、抗原递呈与T细胞对非己抗原的监视：非己抗原通过加工后被MHC分子递呈到APC或靶细胞表面，被CD4+和CD8+T细胞识别。T细胞对MHC/肽复合物的特异性识别是极其敏感的。一个特异性T细胞能够识别APC表面由100-200个特定MHC分子递呈的特定非己抗原肽，其数量还不到APC表面MHC/肽复合物总量的1%。,2、免疫调节作用：只有能够被MHC分子递呈的抗原才有可能被T细胞识别并启动免疫应答。所以，一个个体对抗原的免疫应答在很大程度上是由该个体的MHC基因决定的。因此，MHC等位基因产物通过抗原递呈参与免疫调节。,T细胞对抗原的识别 1、TCR与MHC分子-肽复合物的相互作用：经过加工的抗原被MHC分子递呈到细胞表面，在适当的条件下被具有特异性受体的T细胞识别。未致敏的T细胞在外周淋巴器官中与APC相遇并被激活，而已致敏的T细胞离开外周淋巴器官经血液循环进入抗原入侵部位发挥效应。,CD4+和CD8+T细胞表面都具有特异性T细胞抗原受体，即TCR，TCR和 TCR识别抗原的方式是相同的。TCR 的链和链的可变区共同组成TCR的抗原结合部。TCR识别抗原的信号主要是通过CD3复合体传导的。TCR的抗原结合部位的特点是与其配体即MHC/肽的特点相适应的。,特定的MHC分子可以与多种肽结合。I类分子结合的肽可为8-11肽，与II类分子结合的肽的长度范围一般从13-30个氨基酸。TCR与其配体的结合是低亲和力的，在一定的时间里，一个MHC分子/肽复合物可连续激活几十至200个TCR/CD3复合体。TCR/CD3信号积累，激活T细胞。这一作用方式使得APC或靶细胞表面只要有少量配体就可激活特异性T细胞。,2、参与T细胞-APC，T细胞-靶细胞相互作用的粘附分子：T细胞识别抗原时要求与APC或靶细胞发生短暂接触，这对于T细胞从APC或靶细胞表面大量的MHC分子中筛查出一种为数极少的特定的MHC/肽复合物并传导激活信号是必不可少的。APC表面的MHC分子中绝大多数含有自身肽，只有不到0.1%的MHC分子含有非己抗原。TCR与MHC/肽配体的结合是低亲和力的，还需要辅助受体分子CD4、CD8和一系列其它粘附分子的参与才能保证T细胞的激活。,CD4和CD8分子在T细胞对MHC I类和MHC II类分子的区别性结合中起着关键性作用。在T细胞识别抗原的过程中，CD4分子通过膜远端的结构域与MHC II类分子2结构域中的一个保守部位结合，因此CD4+T细胞识别APC表面的II类分子/肽复合物。CD8分子则与MHC分子重链3结构域中的一个保守部位结合，因此CD8+T细胞识别靶细胞表面的I类分子。CD4和CD8分子的参与可使T细胞激活所必须的抗原量降低100倍，提高了T细胞识别抗原的敏感性。,T细胞的激活T细胞识别抗原后，出现一系列和激活有关的事件：1、信号的跨膜传递 2、胞内信号的转递 3、转录因子的活化和转位 4、基因的转录激活 5、新分子的表达 6、细胞因子的分泌 7、进入细胞周期 8、细胞亚群的分化,未致敏T细胞的激活需要双重信号。1、T细胞借助TCR识别由MHC分子递交的抗原肽之后，通过TCR/CD3复合体传递抗原特异性识别信号（第一信号）；2、以CD28为主的T细胞表面辅佐分子，识别相应配体B7，传递非特异性协同刺激信号（第二信号）。信号转导是免疫细胞激活的重要步骤。,T细胞激活的信号转导 信号转导（signal transduction）是指一种信号形式转换成另一种形式。通过信号转导，细胞外信号被转换成胞内信号的生化事件，使信号进入细胞核，引起基因的转录和表达。信号转导涉及蛋白质的磷酸化和脱磷酸化，有多种激酶和磷酸酶参与。,蛋白激酶和磷酸酶：蛋白质肽链某些氨基酸残基上的氢原子可以被ATP释放的磷酸根取代而发生磷酸化。如果因磷酸化而被修饰的蛋白质属于酶，即可使其处于激活状态；如果被修饰的是信号转导中的蛋白和信使分子，则可启动后续的信号转导级联反应。蛋白激酶：1）蛋白酪氨酸激酶（TPK）；2）丝氨酸/苏氨酸激酶；,蛋白激酶：1）蛋白酪氨酸激酶（TPK）；2）丝氨酸/苏氨酸激酶；蛋白磷酸酶：1）蛋白酪氨酸磷酸酶（PTPase）；2）丝氨酸/苏氨酸磷酸酶。,细胞因子受体启动的信号转导在T细胞激活中的作用 T细胞激活后45min IL-2开始分泌，与激活前相比，其含量增加了1000倍以上。同时IL-2受体开始表达。IL-2和IL-2受体结合为活化的抗原特异性T细胞提供了生长和增殖信号。,激活的T细胞进入细胞周期，并发生抗原特异性克隆扩增，同时发生细胞因子依赖的T细胞亚群分化，以及免疫记忆细胞的形成。激活的T细胞一天内可以分裂2-3次，由此产生大量的子细胞。,T细胞没有进入激活状态，就不会有各种基因的表达，包括IL-2和IL-2R编码的基因表达，因而无法启动由细胞因子受体介导的信号转导。换言之，细胞因子IL-2一般不能有效地作用于未致敏和未激活的CD4 T细胞，因为这些细胞表面不出现由三链组成的高亲和力IL-2受体。,T细胞免疫应答的效应机制 T细胞介导的效应有两种基本形式：一种是由CTL介导的特异性细胞裂解或溶细胞的作用；另一种为超敏反应T细胞（主要是Th1）介导的、以单个核细胞浸润为主的炎症反应。,CTL对靶细胞的杀伤1、CTL的分化成熟：CD8+CTL在体内以非活化的前体细胞（CTL-P）形式存在。它必须经过抗原激活并在Th的协同作用下才能分化发育成效应的CTL。2、CTL杀伤靶细胞的两个阶段：1）效-靶细胞结合阶段 CTL表面的TCR识别靶细胞表面的MHC I类分子与抗原肽，然后CTL上的淋巴细胞功能相关抗原LFA-1从低亲和力转向高亲和力状态，与靶细胞膜表面的细胞间粘附分子结合，从而在两类细胞间进行配接。,效-靶细胞相互接触后，通过受体的信号转导等过程，使CTL细胞活化并释放细胞介质。该过程经历数分钟，是一个耗能过程，并依赖Mg2+离子存在。2)靶细胞裂解阶段 CTL对靶细胞造成不可逆损伤，使靶细胞裂解或凋亡。一般此过程历时约1h或更长时间，是Ca2+离子依赖性的。,CTL杀伤靶细胞的两种机制 分泌型杀伤和非分泌型杀伤。前者指CTL分泌诸如穿孔素一类的介质使靶细胞裂解；后者指CTL通过表面FasL与靶细胞表面的Fas结合后诱导细胞凋亡。1、分泌型杀伤：CTL与靶细胞接触后，可释放一系列颗粒物质，从而发挥杀伤作用。1）穿孔素：包括各种毒性细胞因子，如TNF-、Perforin及一些蛋白酶如颗粒酶（granzyme）或片段酶（fragmentin）。,CTL分泌的的颗粒酶可经穿孔素在靶细胞膜上构筑的小孔，进入靶细胞。在穿孔素的作用下，颗粒酶在靶细胞内重新分布，聚集在裂解的靶细胞部位，最终导致靶细胞膜内外渗透压的差异，使靶细胞裂解。2）颗粒酶：CTL可产生4种颗粒酶，包括Gz-B、胰酶-2、Gz-A和Gz-H。其中Gz-B是活力最强的诱发细胞凋亡的酶，主要是通过嗜细胞性粒酶诱导Caspase10和Caspase7活化而激活凋亡途径的。,3）其它丝氨酸酯酶：活化的CTL可释放多种丝氨酯酶，如CTLA-1，CTLA-3等，它们的作用类似与补体激活的酯酶样成分，通过活化穿孔素而促进杀伤靶细胞的效应。4）Leulalexin：又称TNF相关蛋白，可分为分泌型和膜结合型。分泌型Leulalexin存在于CTL颗粒中，其作用依赖穿孔素，可介导靶细胞凋亡。CTL与靶细胞接触并释放穿孔素或颗粒酶后，便迅速与靶细胞分开，去杀伤下一个靶细胞。在这种效应中，颗粒酶发挥作用需要通过Caspase级联反应，可被Bcl-2样蛋白所抑制。,2、非分泌型杀伤：1）FasL途径：CTL的细胞毒性作用也可通过靶细胞膜表面的Fas分子启动的死亡信号转导而完成。CTL可表达与Fas相结合的细胞表面蛋白，其序列与TNF同源，称为Fas配体（FasL）。当 FasL与靶细胞上的Fas相互作用，可通过死亡信号转导而活化凋亡途径。,2）TNF途径：CTL分泌的TNF-a可通过与靶细胞表面的相应受体结合而显示细胞毒活性，其中分泌型TNF-a主要介导靶细胞坏死；膜型TNF-a主要介导靶细胞凋亡，参与CTL的慢时相细胞毒作用。,3）淋巴毒素（lymphotoxin，LT）：又称TNF-。LT与靶细胞表面相应的受体结合后，向细胞内移，继而被靶细胞溶酶体摄取，导致溶酶体稳定性降低，各种溶酶体酶外逸，直接引起细胞溶解。LT也可与靶细胞表面的Fas结合，诱导靶细胞发生凋亡。,3、CTL杀伤的特异性和高效性：CTL细胞可通过各种机制杀伤靶细胞，各种机制相互协作，共同发挥作用。CTL的杀伤作用具有抗原特异性并受MHC I类分子的限制，即要求初次致敏时的MHC等位基因产物相同或具有相同的抗原肽结合基序；一个CTL可连续杀伤多个靶细胞，具有高效性。这些特点在机体细胞免疫效应中，尤其是对抗肿瘤与抗细胞内病毒感染具有重要意义。,Fas相关的死亡信号转导与凋亡 Fas（又称APO-1或CD95），是由325个氨基酸组成的I型膜蛋白，属于TNF受体家族。Fas的胞内区有一个约由70个氨基酸组成的保守区，为凋亡信号转导所必须，称为死亡结构域（death domain）FasL即Fas的配体，由281个氨基酸组成，为II型膜蛋白，属于TNF家族。FasL主要表达于活化的T细胞和NK细胞。,Fas与FasL所激发的细胞凋亡参与的效应作用1、介导CTL细胞和NK细胞杀伤病毒感染的靶细胞或肿瘤细胞；2、通过激活诱导的细胞死亡调节淋巴细胞介导的特异性免疫应答；,3、诱导免疫豁免：（immune privilege）指机体中某些特定部位的基质细胞如眼球角膜上皮细胞和睾丸Sertoli细胞也能表达和分泌FasL，结果是刚进入这些细胞和相应组织周围的免疫细胞和炎症细胞，因为尚未充分激活，无FasL分泌却可有效地表达Fas分子，成为基质细胞分泌的FasL作用的靶目标而不能存活，使些组织器官免受免疫系统攻击。,Fas分子启动的死亡信号转导 Fas与FasL结合后即活化凋亡的信号转导途径。参与这一信号途径上游阶段的成分分别为转接蛋白FADD和Caspase-8。1、带有死亡结构域的Fas结合蛋白：即FADD（Fas-associated protein with death domain）。FADD的C端（DD结构域）负责和Fas分子胞内段的DD结合域相结合，而N端（DED死亡效应结构域）部分则负责将死亡信号进一步向下传递。,N端的DED随即与无活性的半胱氨酸蛋白酶Caspase-8酶原发生同嗜性交联（homophilicIntraction），进而引起随后的caspase级联反应，细胞发生凋亡。下列情况可发生抑制凋亡信号转导：1）Fas分子DD结构域编码基因突变和缺失，以及FADD中的DD基因点突变，影响了FADD与Fas的结合；2）FADD的N端基因缺失而构成显性负向突变，其DED即因结构改变而不能与下游的caspase结合，阻断凋亡信号的下传。,2、Caspase-8及其介导的级联反应：Caspase中的“C”代表半胱氨酸（cystein），“asp”指天冬氨酸（aspastic acid）。因而caspase可以称为半胱天冬蛋白酶或天冬氨酸特异的半胱氨酸蛋白酶，因为其专一性地在天冬氨酸之后切断与另一氨基酸残基的连接使底物解离。Caspase-8作为酶原在接受了由FADD转导的凋亡信号后，形成活化的Caspase。激活的Caspase又可作用于其自身和其它Caspase酶原，由此形成信号转导级联反应。,3、Caspase的效应机制：1）灭活凋亡抑制物 正常活细胞核酸酶处于无活性状态而不出现DNA断裂，这是由于核酸酶和抑制物结合在一起。如果抑制物被破坏，核酸酶即可激活，引起DNA片段化。Caspase可以裂解这种抑制物而激活核酸酶，因而把这种酶成为Caspase激活的DNAase（caspase-activated deoxyribonuclease，CAD）。Caspase家族还与Bcl-2家族成员相互作用，灭活Bcl-2蛋白和产生促凋亡的片段，诱导凋亡发生。,2）破坏细胞结构：Caspase可直接破坏细胞结构，如裂解核纤层（lamina）。在细胞发生凋亡时，核纤层蛋白作为底物被Caspase在近中部的固定部位所裂解，从而使核纤层蛋白崩解，导致细胞染色质固缩。3）使调节蛋白丧失功能：Caspase可作用于几种与细胞骨架调节蛋白有关的酶或蛋白，改变细胞结构。如Caspase可裂解凝胶原蛋白而产生片段，使之不能通过肌动蛋白（actin）纤维来调节细胞骨架。,所有这些都表明Caspase以一种有条不紊的方式进行“破坏”：切断细胞与周围的联系、拆散细胞骨架、阻断细胞DNA的复制和修复、干扰mRNA剪切、损伤DNA与核结构、诱导细胞表面可被其它细胞吞噬的信号、并进一步使之降解为凋亡小体。,NK细胞、巨噬细胞和细胞因子的效应,NK细胞的效应机制 1、NK细胞的活化：1）CD3链活化途径；2）IL-2R激活途径；2、NK细胞杀伤机制：释放杀伤介质杀伤靶细胞 1）NK细胞毒因子 活化的NK细胞可释放可溶性NK细胞毒因子，与靶细胞表面的NKCF受体结合，选择性杀伤靶细胞。,2）肿瘤坏死因子 活化的NK细胞可释放TNF-和TNF-（LT），TNF通过各种机制杀伤靶细胞；3、通过颗粒胞吐杀伤靶细胞 这一杀伤机制与CTL类似。4、ADCC作用“抗体依赖细胞介导的细胞毒性作用”(antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity)NK细胞表达FcRIII，能与IgG1、IgG3的Fc段结合，在靶细胞特异性IgG抗体介导下杀伤相应的靶细胞。IL-2和-IFN可明显增强NK细胞介导的ADCC。,细胞因子和巨噬细胞的效应机制1、细胞因子的效应功能：细胞因子参与效应细胞的分化成熟，增强效应细胞杀伤中的多种分子表达。如IL-1刺激T、B细胞的增殖分化，刺激造血细胞、参与炎症反应。IL-2促进T、B细胞的分化成熟，诱导CTL、NK等效应细胞表面粘附分子（LFA）表达增多，使CTL、NK细胞、单核细胞的杀伤活性增强。IL-4诱导IgE、IgG1产生；IL-5诱导IgA产生。IL-2能促进CTL、NK细胞的杀伤功能，并诱导细胞免疫。,IFN作为一种细胞因子，不仅具有抗病毒复制的作用还有抗肿瘤、控制细胞增殖等的效应；TNF也可通过多种途径杀伤靶细胞。2、巨噬细胞的激活与杀伤作用：1）CD4 Th1细胞释放的IFN-活化巨噬细胞；2）通过细胞表面CD40与T细胞表面CD40L的相互作用而活化；3）被LPS、TNF及IL-1所活化。活化的巨噬细胞的溶酶体形成增加，氧化代谢能力增加，杀伤靶细胞的能力增加；,巨噬细胞杀伤靶细胞的机制：1）ADCC作用 与NK细胞一样；2）直接杀伤作用 通过释放溶酶体、NO、过氧化物酶等物质产生对靶细胞的损伤；3）释放炎症介质刺激急性炎症反应 4）分泌细胞因子参与靶细胞的杀伤 如LPS刺激巨噬细胞合成和分泌IFN-、TNF、IL-1等因子，增强巨噬细胞的杀伤能力。,肿瘤免疫,肿瘤抗原 肿瘤抗原是恶性转化过程中出现的蛋白和多肽的总称。按肿瘤抗原与肿瘤的关系，肿瘤抗原可分为两大类：1）肿瘤特异性抗原（tumor-specific antigens，TSA）；2）肿瘤相关抗原（tumor-associated antigens，TAA）。,肿瘤特异性抗原是指肿瘤细胞所特有的，不存在于正常细胞上的抗原。TSA可在近交系小鼠通过肿瘤移植排斥反应实验，故又被称为肿瘤特异性移植抗原或肿瘤排斥抗原。肿瘤相关抗原是指非肿瘤细胞所特有，也可存在于正常组织细胞特别是胚胎组织上的抗原。因而在肿瘤细胞和正常组织之间，TAA只显示量的变化。,肿瘤特异性抗原1、化学和物理致癌因素诱发的肿瘤抗原：化学致癌剂或物理因素均可造成正常基因突变或使潜伏的致癌病毒激活，诱发肿瘤。其肿瘤抗原的特点：1）突变或激活的基因所表达的编码蛋白，可以是整合到细胞膜双层类脂中的糖蛋白，但大多为细胞内蛋白，它们在胞质内经处理后成为抗原肽，由MHC I类分子递呈于细胞膜表面，被CD8 T细胞所识别，激发特异性CTL反应；,2）常表现出明显的个体特异性，即同一化学致癌剂或物理致癌因素在不同宿主体内，甚至在同一宿主的不同部位所诱发的肿瘤具有互不相同的免疫原性。2、病毒诱发的肿瘤抗原：属于DNA肿瘤病毒EB病毒与Burkitt淋巴瘤和鼻咽癌的发生关系；HPV与宫颈癌有关；多瘤病毒、猿猴40病毒（SV40）和腺病毒可诱发多种肿瘤。属于RNA肿瘤病毒或逆转录病毒的人类T细胞白血病病毒I（HTLV-1）与成人T淋巴细胞瘤和白血病有关。,病毒诱发的肿瘤细胞中分别可以从细胞核、胞质和膜表面检测出病毒相关肿瘤转化基因或病毒癌基因（v-oncogenes）以及相应的蛋白。它们在胞质内经处理后成为抗原肽，由MHC I类分子递呈于细胞膜表面，被CD8 T细胞所识别，激发特异性CTL反应，其特点有2：1）病毒主要通过其DNA或RNA整合到宿主细胞DNA中使细胞发生恶性转化并表达肿瘤抗原，而理化因素主要是直接作用于细胞染色体DNA，使其发生突变，造成恶性转化的肿瘤表达突变基因产物。,2）由同一病毒诱发的肿瘤，不论其动物种属及组织来源如何，均表达相同的肿瘤抗原。因此，当小鼠接种某一病毒诱发的已灭活的肿瘤细胞后，就能抵抗所有由该病毒诱发产生的肿瘤。3、癌基因和突变型抑癌基因表达的肿瘤抗原：人类肿瘤中存在着癌基因或突变型抑癌基因，并检测到相应的编码蛋白。这类蛋白在胞内经处理分解为不同小肽，通过MHC I类分子递呈可作为肿瘤特异性抗原被T细胞所识别，激活CTL反应。,1）突变的Ras基因编码蛋白：如p21，人类许多肿瘤中存在着突变的Ras基因，错义突变常发生在第12、13和16密码子，其编码蛋白显示肿瘤抗原性，与恶性肿瘤的发展有密切关系，具有明显的CTL杀伤靶向性。2）突变的抑癌基因编码蛋白：突变的抑癌基因p53，如在人类许多肿瘤中可检测到p53基因的多种突变产物，这类异常的p53蛋白不仅被机体T细胞识别，也可激活B细胞产生IgG抗体。,3）染色体易位产生的融合蛋白：机体中某些染色体易位形成新的癌基因，如9号染色体上的原癌基因c-abl（ABL）的一部分易位到22号染色体上的断点集中区bcr（BCR），与bcr的一部分形成一个新的融合基因BCR-ABL，其产物仅在恶性细胞中表达，是T细胞识别的特异性肿瘤抗原。4、正常静止基因表达的肿瘤抗原：肿瘤细胞中某些被T细胞所识别的抗原往往由正常状态下的静止基因（silent genes）所表达，除人的正常睾丸细胞外，这些基因一般只在恶性细胞中被激活而呈现异常表达。,肿瘤相关抗原1、胚胎性抗原：Fetal antigen在正常情况下仅出现在胚胎组织中，胎儿出生后逐渐减少或消失。当细胞恶性转化时相应编码基因可被激活呈异常表达，出现在细胞质、膜表面或分泌在血液中，其含量与细胞的恶性程度往往呈正相关。如甲胎蛋白（AFP）和癌胚抗原（carcinoembryonic antigen，CEA），它们已作为肿瘤标志物。,2、分化抗原：是细胞在分化成熟不同阶段出现的抗原，不同来源、不同分化阶段的细胞可表达不同的分化抗原。如在多种黑色素瘤中的分化抗原异常表达，但在正常黑色素细胞仅轻微表达。这些异常表达的分化抗原可经胞内途径处理成为抗原肽，通过MHC I类分子递呈于细胞表面，被CD8 T细胞所识别。,3、癌基因高表达的抗原：某些肿瘤细胞癌基因表达产物与原癌基因表达产物之间不一定存在质的变化而仅有量的差别。如HER-2/neu为一种原癌基因编码的受体样跨膜蛋白，与上皮生长因子受体有高度的同源性，具有激活酪氨酸激酶的作用，因其分子质量为185kD，故称p185。在人类乳腺癌和卵巢癌等肿瘤中HER-2/neu基因被大量激活造成其产物p185的过度表达，导致细胞的恶性生长。p185已作为肿瘤的恶性程度、复发和预后判断指标。,4、过量或异常表达的糖脂和糖蛋白抗原：在人类肿瘤中，某些肿瘤细胞可出现膜结构改变，表达过量或结构异常的糖脂和糖蛋白，其中包括神经节苷脂、血型抗原和粘蛋白。结构改变主要表现为核心蛋白和脂类表面糖基成分的变化、O-糖苷键连接的糖类分子侧链异常增多，以及某些隐蔽性多肽和脂类的暴露，这些结构的异常有助于肿瘤的侵袭和转移。如脑肿瘤和黑色素瘤中的神经节苷脂GM2和GD2、卵巢癌中的CA-125、CA-129等糖蛋白以及乳腺癌中的MUC-1呈现异常表达。,肿瘤的免疫监视 免疫监视概念早在1909年由Ehrlich最先提出，认为机体中经常会出现的肿瘤细胞可被免疫系统所识别，作为异己加以清除。50年后Thomas通过对机体细胞免疫的进化机制的研究，提出了肿瘤细胞抗原表达低下或机体细胞免疫功能受损是发生肿瘤的重要因素。,随后Burnet丰富了这一观点，创立了免疫监视理论，即免疫系统可以发挥监视作用，识别和消灭任何表达新抗原的“异己”成分或突变细胞，以保持机体内环境的稳定。当免疫监视功能低下，无法有效清除“异己”成分或突变细胞时，就可能发生肿瘤。如CD4 T细胞缺陷的AIDS病人易患肉瘤和淋巴瘤。,肿瘤的免疫逃逸 虽然机体的免疫系统能对肿瘤细胞产生免疫应答，并消除肿瘤，但是仍有一定比例的原发性肿瘤在宿主体内生长，并易于转移和复发。这就是说，某些肿瘤能逃避免疫系统的攻击，即所谓的肿瘤免疫逃逸。与肿瘤逃逸免疫监视的因素可能有以下几个方面：,1、肿瘤细胞免疫原性低下 肿瘤细胞抗原表达显示异质性和遗传不稳定性。如肿瘤抗原编码基因往往发生突变或丢失，导致不能有效地表达与正常细胞有质或量差别的抗原；某些肿瘤细胞表达的抗原即使正常细胞不存在，由于其免疫原性极弱，而无法诱导特异性的免疫应答；或者某些弱抗原反复刺激宿主免疫系统，使之产生免疫耐受。,肿瘤免疫原性低下的机制 1.MHC-I类分子的缺陷(myc-mediated)2.抗原加工处理缺陷：LMP（Low Molecular Weight Proteasome）和TAP基因(The two MHC-linked genes,TAP1 and TAP2(for Transporter Associated with antigen Processing）的突变丢失。影响MHC I类分子和抗原肽的结合及其在肿瘤细胞表面上的表达，导致机体免疫细胞不能识别和应答，癌细胞中TAP和LMP基因表达的缺陷，是引起MHC-I类分子表达异常的重要因素。,3.缺乏共刺激分子的表达和信号：许多肿瘤细胞往往缺乏B7分子或其它粘附分子而无法为T细胞提供第二信号，导致CTL不能被激活和产生免疫应答。,肿瘤细胞对免疫细胞的抑制作用 1.肿瘤细胞分泌多种免疫抑制因子：如TGF-，IL-10、sTNF-BP和VEGF等因子，对免疫应答起负调节作用；2.上调Fas配体和下调Fas的表达，诱导CTL凋亡导致机体免疫细胞功能减弱或丧失，即某些肿瘤细胞也可通过营造局部免疫豁免来逃脱免疫监视。,肿瘤的免疫治疗及策略,刺激或增补体内自身的生物反应调节物质去调动、完善和激活宿主免疫系统来消除肿瘤细胞并防止其复发和转移，可降低肿瘤传统治疗可能造成副作用的治疗方法。,肿瘤免疫治疗的适宜时机,减瘤先通过手术、放疗或化疗大量消灭癌细胞，使残存的癌细胞数降到最低程度消除治疗性并发症纠正骨髓抑制，增补免疫细胞的数量,主动免疫治疗1、特异性：灭活的肿瘤细胞，纯化或基因重组的肿瘤抗原（肿瘤疫苗），包括细胞疫苗、肿瘤抗原肽和癌基因产物。2、非特异性：卡介苗，短小棒状杆菌，左旋咪唑等。,被动免疫治疗1、非特异性：LAK 细胞，细胞因子2、特异性：抗体单独或与其他试剂结合，激活的T淋巴细胞,细胞因子用于免疫治疗1、IFN-,-：增加MHC I的表达2、IL-2：使T细胞活化和增殖,激活NK细胞3、TNF-：激活巨噬细胞和淋巴细胞4、IL-12,肿瘤的基因治疗1、引入抑癌基因和抗体基因，阻止癌基因表达；2、导入酶基因和耐药基因，提高抗肿瘤药物的疗效；3、导入信号缺陷的VEGF受体基因，抑制肿瘤旁血管生成；4、导入某些细胞因子基因、膜表面分子和抗原识别基因，增强肿瘤细胞的免疫原性，激发抗肿瘤的免疫应答。,