抗体诱导肿瘤细胞凋亡课件.ppt
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- 抗体 诱导 肿瘤 细胞 课件
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1、4:09聊城大学农学院动科系聊城大学农学院动科系 路建彪路建彪1第十二章第十二章 临床免疫临床免疫主讲主讲 路建彪路建彪聊城大学农学院动科系聊城大学农学院动科系4:09聊城大学农学院动科系聊城大学农学院动科系 路建彪路建彪2动物机体免疫系统具有动物机体免疫系统具有三大功能三大功能:抵抗传染、自身稳定、:抵抗传染、自身稳定、免疫监视;一旦异常,机体都会发生免疫疾病。免疫监视;一旦异常,机体都会发生免疫疾病。如果如果免疫功能低下免疫功能低下,机体在各种外因和内因的作用下发生,机体在各种外因和内因的作用下发生异常突变的细胞即可逃避机体的免疫监视得以大量增殖而异常突变的细胞即可逃避机体的免疫监视得以大
2、量增殖而形成形成肿瘤肿瘤。肿瘤抗原肿瘤抗原是指细胞恶性变过程中出现的是指细胞恶性变过程中出现的新抗原新抗原的总称,包的总称,包括肿瘤特异性抗原、肿瘤相关抗原、胚胎抗原等。括肿瘤特异性抗原、肿瘤相关抗原、胚胎抗原等。内容提要内容提要4:09聊城大学农学院动科系聊城大学农学院动科系 路建彪路建彪3抗肿瘤免疫抗肿瘤免疫涉及体液和细胞免疫两个方面,肿瘤免疫涉及体液和细胞免疫两个方面,肿瘤免疫治疗有多种途径和方法。治疗有多种途径和方法。机体对自身组织细胞的免疫反应可造成机体对自身组织细胞的免疫反应可造成自身免疫病自身免疫病,其发生机理主要是自身潜能细胞的激活,有几个要素其发生机理主要是自身潜能细胞的激活
3、,有几个要素与此有关,临床上的自身免疫病有很多。与此有关,临床上的自身免疫病有很多。免疫器官、免疫细胞、免疫分子的失常和缺乏可引起免疫器官、免疫细胞、免疫分子的失常和缺乏可引起免疫缺陷免疫缺陷,分原发性和继发性两类,许多病毒感染均,分原发性和继发性两类,许多病毒感染均可引起机体的可引起机体的免疫抑制免疫抑制。4:09聊城大学农学院动科系聊城大学农学院动科系 路建彪路建彪4肿瘤肿瘤(tumor(tumor,neoplasia)neoplasia)是人和动物的常见病、多发病。是人和动物的常见病、多发病。按肿瘤性质和对机体的危害,可以分为按肿瘤性质和对机体的危害,可以分为两大类两大类:一类是一类是良
4、性肿瘤良性肿瘤;另一类是;另一类是恶性肿瘤恶性肿瘤。恶性肿瘤为致命性疾病,目前尚无有效的治疗和预防手恶性肿瘤为致命性疾病,目前尚无有效的治疗和预防手段。段。第一节第一节 肿瘤免疫肿瘤免疫4:09聊城大学农学院动科系聊城大学农学院动科系 路建彪路建彪54:09聊城大学农学院动科系聊城大学农学院动科系 路建彪路建彪64:09聊城大学农学院动科系聊城大学农学院动科系 路建彪路建彪74:09聊城大学农学院动科系聊城大学农学院动科系 路建彪路建彪84:09聊城大学农学院动科系聊城大学农学院动科系 路建彪路建彪94:09聊城大学农学院动科系聊城大学农学院动科系 路建彪路建彪10肿瘤免疫学肿瘤免疫学(tum
5、or immunology)(tumor immunology)是研究肿瘤的抗原性、机体的免疫功能与肿瘤发生、发展的相互关系,机体对肿瘤的免疫应答及其抗肿瘤免疫的机制、肿瘤的免疫诊断和免疫防治的科学。早在 20 世纪初就曾有人设想肿瘤细胞可能存在着正常组织不同的抗原成分,通过检测这种抗原成分或用这种抗原成分诱导机体的抗肿瘤免疫应答,可以达到诊断和治疗肿瘤诊断和治疗肿瘤的目的。近一个世纪的大量研究表明这种设想是正确的设想是正确的。4:09聊城大学农学院动科系聊城大学农学院动科系 路建彪路建彪11一、肿瘤发生的机制一、肿瘤发生的机制肿瘤肿瘤是机体在各种外因是机体在各种外因(化学、物理和生物等因素化
6、学、物理和生物等因素)和内因和内因(内内分泌失调和机体防御功能减弱分泌失调和机体防御功能减弱)的互作下,组织细胞的某些生的互作下,组织细胞的某些生长调控基因发生突变或者异常表达的结果。长调控基因发生突变或者异常表达的结果。恶性肿瘤细胞生长旺盛,能够转移并浸润机体的正常组织或器官,严恶性肿瘤细胞生长旺盛,能够转移并浸润机体的正常组织或器官,严重干扰其生理功能。重干扰其生理功能。监视功能监视功能正常:肿瘤细胞在未大量增殖前将其清除和消灭。正常:肿瘤细胞在未大量增殖前将其清除和消灭。异常:突变的细胞可逃避免疫监视,大量增殖,形成肿瘤。异常:突变的细胞可逃避免疫监视,大量增殖,形成肿瘤。4:09聊城大
7、学农学院动科系聊城大学农学院动科系 路建彪路建彪12肿瘤发生相关基因肿瘤发生相关基因:原癌基因和抑癌基因。原癌基因和抑癌基因。原癌基因:原癌基因:直接或间接控制细胞增殖与分化的基因。在正常直接或间接控制细胞增殖与分化的基因。在正常情况下,原癌基因的活化与表达的时间、强度和顺序都受到情况下,原癌基因的活化与表达的时间、强度和顺序都受到严格控制严格控制。当机体在各种致癌因素如化学物质、放射线和病毒的作用下,当机体在各种致癌因素如化学物质、放射线和病毒的作用下,原癌基因或者其调控子可发生突变,突变可能导致原癌基因或者其调控子可发生突变,突变可能导致 3 3 种后果种后果:对基因的功能无重要影响;对基
8、因的功能无重要影响;使基因失活,导致细胞无法继续增殖与分化;使基因失活,导致细胞无法继续增殖与分化;使基因失去控制而成为致癌基因使基因失去控制而成为致癌基因(oncogene)(oncogene),细胞进人非,细胞进人非正常增生状态,甚至转化为正常增生状态,甚至转化为癌细胞癌细胞。4:09聊城大学农学院动科系聊城大学农学院动科系 路建彪路建彪13抑癌基因抑癌基因是是“基因组卫士基因组卫士”,具有,具有“监视监视”其他基因突变其他基因突变的功能。的功能。p53 p53 就是一个典型的抑癌基因。就是一个典型的抑癌基因。如果一个基因组有少数基因发生突变,如果一个基因组有少数基因发生突变,p53p53
9、将减慢该细胞的将减慢该细胞的生长速度,直至突变的基因被修复。生长速度,直至突变的基因被修复。如果细胞内的突变基因累积到了一定数量,如果细胞内的突变基因累积到了一定数量,p53 p53 将使该将使该细细胞凋亡胞凋亡。如果将小鼠的如果将小鼠的 p53 p53 基因敲除基因敲除(gene knockout)(gene knockout),小鼠患各,小鼠患各种恶性肿瘤的几率明显增高,多在种恶性肿瘤的几率明显增高,多在 7 7 个月内死于各种肿瘤。个月内死于各种肿瘤。4:09聊城大学农学院动科系聊城大学农学院动科系 路建彪路建彪14充足的血液供应充足的血液供应是维持恶性肿瘤迅速扩增的是维持恶性肿瘤迅速扩
10、增的必要条件必要条件。新生肿瘤通常会因血液供应不足而停留在良性阶段。新生肿瘤通常会因血液供应不足而停留在良性阶段。如果新的基因突变使其获得了分泌如果新的基因突变使其获得了分泌血管生成因子血管生成因子的功能,则的功能,则可在瘤组织周围诱生新的毛细血管,为肿瘤细胞的进一步生可在瘤组织周围诱生新的毛细血管,为肿瘤细胞的进一步生长长提供必要条件提供必要条件。晚期肿瘤细胞多开始分泌晚期肿瘤细胞多开始分泌胶原蛋白水解酶胶原蛋白水解酶,获得向其他组织,获得向其他组织或器官转移的能力。或器官转移的能力。4:09聊城大学农学院动科系聊城大学农学院动科系 路建彪路建彪15二、肿瘤抗原二、肿瘤抗原肿瘤抗原肿瘤抗原是
11、指细胞恶性变过程中出现的是指细胞恶性变过程中出现的新新抗原物质的总称抗原物质的总称。细胞恶性变过程中由于基因突变或正常静细胞恶性变过程中由于基因突变或正常静止基因的激活都可以产生新的蛋白质。止基因的激活都可以产生新的蛋白质。4:09聊城大学农学院动科系聊城大学农学院动科系 路建彪路建彪16(一一)根据肿瘤抗原特异性的分类法根据肿瘤抗原特异性的分类法1.1.肿瘤特异性抗原肿瘤特异性抗原(tumor specific antigen(tumor specific antigen,TSA)TSA):是指只存在于某种肿是指只存在于某种肿瘤细胞表面而不存在于正常细胞的新抗原。瘤细胞表面而不存在于正常细胞
12、的新抗原。这类抗原这类抗原能诱导机体产生免疫排斥反应。TSA 只能被CD8+CTL 所识别,而不能被 B 细胞识别,因此是诱发 T 细胞免疫应答的主要肿瘤抗原。2.2.肿瘤相关抗原肿瘤相关抗原(tumor associated antigen(tumor associated antigen,TAA)TAA)是指一些肿瘤细胞表面糖蛋白或糖脂成分,它们在正常细胞上有微量表达,但在肿瘤细胞表达明显增高。此类抗原一般可被 B 细胞识别并产生相应的抗体。4:09聊城大学农学院动科系聊城大学农学院动科系 路建彪路建彪17(二二)根据肿瘤发生的分类法根据肿瘤发生的分类法1.1.化学或物理因素诱发的肿瘤抗原
13、化学或物理因素诱发的肿瘤抗原 实验动物的研究证明,某些化学致实验动物的研究证明,某些化学致癌剂或物理因素可诱发肿瘤,这些肿瘤抗原的特点是特异性高而抗原癌剂或物理因素可诱发肿瘤,这些肿瘤抗原的特点是特异性高而抗原性较弱,常表现出性较弱,常表现出明显的个体独特性。2.2.病毒诱发的肿瘤抗原病毒诱发的肿瘤抗原 实验动物及人肿瘤的研究证明,肿瘤可由病毒引起,同一种病毒诱发的不同类型肿瘤,均可表达相同的抗原且具有较强的抗原性。3.3.自发肿瘤抗原:自发肿瘤抗原:是指一些无明确诱发因素的肿瘤。大多数人类肿瘤属于这一类。自发肿瘤的抗原有两种:一种是 TAA;另一种是 TSA。TAA 被 B细胞识别诱发体液免
14、疫应答,TSA 被 CD8+CTL 识别,诱发细胞免疫应答。4:09聊城大学农学院动科系聊城大学农学院动科系 路建彪路建彪18三、抗肿瘤免疫的机理三、抗肿瘤免疫的机理免疫系统免疫系统抗肿瘤抗肿瘤的功能称为的功能称为免疫监视免疫监视。免疫监视与抗传染免疫及自身稳定的免疫机理既有免疫监视与抗传染免疫及自身稳定的免疫机理既有相同之处,也有其独特之处。相同之处,也有其独特之处。抗肿瘤免疫的靶抗原,也是抗肿瘤免疫的靶抗原,也是“非自身物质非自身物质”,只不,只不过这种过这种“非自身物质非自身物质”是抗原性是抗原性改变了的改变了的“自身物自身物质质”,是机体自身正常细胞突变基因或静止基因激,是机体自身正常
15、细胞突变基因或静止基因激活后的表达产物。活后的表达产物。4:09聊城大学农学院动科系聊城大学农学院动科系 路建彪路建彪19抗肿瘤免疫的独特之处在于肿瘤细胞的特点:肿瘤细胞的基因突变频率高,从而肿瘤细胞的表型变化多端,肿瘤抗原不断发生变异,而且肿瘤细胞表面的抗原易于脱落,形成“抗原烟幕”,肿瘤细胞可借此等等逃避免疫系统的攻击;或者是肿瘤细胞处于免疫监视的“盲点”,使免疫系统对之处于“免疫忽视”状态,肿瘤细胞成为漏网之鱼,后患无穷。4:09聊城大学农学院动科系聊城大学农学院动科系 路建彪路建彪20正常机体每天有许多细胞正常机体每天有许多细胞(如人为如人为 10105 5个个)可能发生突变,并产生有
16、恶可能发生突变,并产生有恶性表型的瘤细胞,但一般都不会发生肿瘤。那么机体是如何清除这些性表型的瘤细胞,但一般都不会发生肿瘤。那么机体是如何清除这些突变细胞的呢突变细胞的呢?Burner 提出了免疫监视学说免疫监视学说,认为机体免疫系统通过细胞免疫机制细胞免疫机制能识别并特异地杀伤突变细胞,使突变细胞在未形成肿瘤之前即被清除。但当机体免疫监视功能但当机体免疫监视功能不能清除突变细胞不能清除突变细胞时,则可形成时,则可形成肿瘤肿瘤。肿瘤发生后,机体可继续发挥抗肿瘤作用(细胞免疫和体液免疫),肿瘤发生后,机体可继续发挥抗肿瘤作用(细胞免疫和体液免疫),它们相互协作用共同杀伤肿瘤细胞,但一般认为,它们
17、相互协作用共同杀伤肿瘤细胞,但一般认为,细胞免疫细胞免疫在抗肿瘤在抗肿瘤免疫中起免疫中起主要作用主要作用,体液免疫起协同作用。,体液免疫起协同作用。最后的结局决定于抗肿瘤免疫与肿瘤增殖两种力量的对比。最后的结局决定于抗肿瘤免疫与肿瘤增殖两种力量的对比。4:09聊城大学农学院动科系聊城大学农学院动科系 路建彪路建彪21抗肿瘤抗体可通过以下几种方式发挥作用,肿瘤特异性抗体在免疫治抗肿瘤抗体可通过以下几种方式发挥作用,肿瘤特异性抗体在免疫治疗和免疫诊断中具有重要的意义。疗和免疫诊断中具有重要的意义。(一一)体液免疫的抗肿瘤效应体液免疫的抗肿瘤效应激活补体系统溶解肿瘤细胞:激活补体系统溶解肿瘤细胞:抗
18、肿瘤抗体抗肿瘤抗体(IgM(IgM,IgGlIgGl,IgG3)IgG3)与肿瘤细与肿瘤细胞结合后,可在补体参与下,溶解肿瘤细胞。胞结合后,可在补体参与下,溶解肿瘤细胞。ADCCADCC效应:效应:IgGIgG类抗体能使多种具有类抗体能使多种具有FcFc受体受体的细胞如巨噬细胞、的细胞如巨噬细胞、NK NK 细细胞、中性粒细胞等发挥胞、中性粒细胞等发挥 ADCC ADCC 效应,使肿瘤细胞溶解。效应,使肿瘤细胞溶解。抗体的调理作用:抗体的调理作用:吞噬细胞可通过其表面吞噬细胞可通过其表面 Fc Fc 受体而增强吞噬结合了受体而增强吞噬结合了抗体的肿瘤细胞,具有这种调理作用的抗体是抗体的肿瘤细胞
19、,具有这种调理作用的抗体是 IgG IgG 类。类。抗体诱导肿瘤细胞凋亡抗体诱导肿瘤细胞凋亡:有些抗体分子还能够直接诱导肿瘤细胞的凋:有些抗体分子还能够直接诱导肿瘤细胞的凋亡。亡。4:09聊城大学农学院动科系聊城大学农学院动科系 路建彪路建彪22抗体的抗肿瘤机制4:09聊城大学农学院动科系聊城大学农学院动科系 路建彪路建彪23(二二)细胞免疫的抗肿瘤效应细胞免疫的抗肿瘤效应1.1.细胞毒性细胞毒性 T T 细胞细胞 细胞毒性细胞毒性T T细胞细胞(cytotoxic T lymphocyte(cytotoxic T lymphocyte,CTL)CTL CTL)CTL 对瘤细胞的杀伤作用需要特
20、异性抗原预先致敏,且抗原对瘤细胞的杀伤作用需要特异性抗原预先致敏,且抗原致敏的致敏的 CTL CTL 只能特异地溶解带有相应抗原的肿瘤细胞,并受只能特异地溶解带有相应抗原的肿瘤细胞,并受MHC MHC 原限制。原限制。CTL 溶解肿瘤细胞的活性可因IL-2 的存在而加强。激活激活 CTL CTL 细胞细胞的抗肿瘤活性也需要双重信号刺激,肿瘤细胞的 MHCI 类分子和 B7 分子中的任何一种的表达水平下调,都不能有效地激活 CTI。细胞介导的抗肿瘤免疫。4:09聊城大学农学院动科系聊城大学农学院动科系 路建彪路建彪242.NK 2.NK 细胞细胞 NK NK 细胞是细胞免疫中的非特异性成分,细胞
21、是细胞免疫中的非特异性成分,它不需预先致敏即能杀伤肿瘤细胞,其杀伤作用无肿瘤它不需预先致敏即能杀伤肿瘤细胞,其杀伤作用无肿瘤特异性和特异性和 MHC MHC限制性。限制性。NKNK细胞与肿瘤细胞接触后,释细胞与肿瘤细胞接触后,释放放穿孔素穿孔素,最后导致靶细胞溶解。,最后导致靶细胞溶解。NK NK 细胞是一类在肿瘤早期起作用的效应细胞,是机体细胞是一类在肿瘤早期起作用的效应细胞,是机体抗肿瘤的前哨。抗肿瘤的前哨。3.K3.K细胞细胞 K K细胞通过细胞通过 ADCC ADCC作用机制可杀伤肿瘤细胞。作用机制可杀伤肿瘤细胞。4:09聊城大学农学院动科系聊城大学农学院动科系 路建彪路建彪254.4
22、.巨噬细胞:巨噬细胞:巨噬细胞能选择性地吞噬、杀伤肿瘤细胞,还能导致肿瘤细胞凋亡。巨噬细胞抗肿瘤细胞的机制有以下几个方面:肿瘤抗原激活T细胞释放特异性巨噬细胞武装因子巨噬细胞武装因子,激活巨噬细胞,活化的巨噬细胞与肿瘤细胞结合后,通过释放溶细胞酶直接溶解肿瘤细胞;巨噬细胞表面上有 Fc 受体,可通过特异性抗体介导 ADCC 效应杀伤肿瘤细胞;活化的巨噬细胞表达分泌型和膜型肿瘤坏死因子(TNF-),与肿瘤细胞表面的 TNF 受体结合后可导致肿瘤细胞凋亡。4:09聊城大学农学院动科系聊城大学农学院动科系 路建彪路建彪265.5.淋巴因子激活的杀伤细胞:淋巴因子激活的杀伤细胞:1982 1982 年
23、,年,Rosenberg Rosenberg 实验实验室在研究人类室在研究人类 TC TC 细胞时,首次发现新鲜的外周血淋巴细细胞时,首次发现新鲜的外周血淋巴细胞或胞或 NK NK 细胞,在高剂量细胞,在高剂量 IL-2 IL-2 存在下,经存在下,经 4 46d 6d 培养培养后,能够被诱导成为一种新的杀伤性后,能够被诱导成为一种新的杀伤性 T T 细胞,称之为细胞,称之为淋淋巴因子激活杀伤细胞巴因子激活杀伤细胞(LAK)(LAK)。它与传统的。它与传统的 CTL CTL不同,可非不同,可非特异地杀伤对特异地杀伤对 CTL CTL 和和 NK NK 细胞不敏感的多种肿瘤细胞,细胞不敏感的多种
24、肿瘤细胞,而对正常的淋巴细胞或转化的淋巴母细胞则无杀伤效应。而对正常的淋巴细胞或转化的淋巴母细胞则无杀伤效应。LAK LAK 细胞的最突出特征是细胞的最突出特征是广谱的抗肿瘤作用广谱的抗肿瘤作用。4:09聊城大学农学院动科系聊城大学农学院动科系 路建彪路建彪27(三三)肿瘤的免疫逃逸肿瘤的免疫逃逸机体虽然具有免疫监视功能,但肿瘤仍广泛出现,且常呈机体虽然具有免疫监视功能,但肿瘤仍广泛出现,且常呈进行性发展。这是因为在体内存在进行性发展。这是因为在体内存在肿瘤的免疫逃逸机制肿瘤的免疫逃逸机制,阻碍和抑制了免疫系统对肿瘤的杀伤作用。阻碍和抑制了免疫系统对肿瘤的杀伤作用。其机制主要有以下几个方面:其
25、机制主要有以下几个方面:1.1.抗原封闭抗原封闭 肿瘤细胞上出现的新抗原可以被某些封闭因子所阻肿瘤细胞上出现的新抗原可以被某些封闭因子所阻断,从而不被识别。断,从而不被识别。4:09聊城大学农学院动科系聊城大学农学院动科系 路建彪路建彪282.2.抗原隐蔽抗原隐蔽 瘤细胞上的瘤细胞上的TSATSA本为弱抗原,加之在增殖过程中往往发本为弱抗原,加之在增殖过程中往往发生抗原调变,致使生抗原调变,致使 TSA TSA 隐蔽或消失,导致肿瘤细胞逃逸免疫监视,快隐蔽或消失,导致肿瘤细胞逃逸免疫监视,快速增殖。很多肿瘤细胞在细胞膜上速增殖。很多肿瘤细胞在细胞膜上不表达不表达 B7 B7 分子分子,因而不能
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