移植物抗白血病效应的研究进展

　　中华内科杂志2000年第39卷第6期

孙玉英　奚永志　孔繁华

　　关键词：移植物抗白血病（graft-versus-leukemia, gVL）

　　移植物抗白血病（graft-versus-leukemia, GVL）效应是指与异基因造血干/祖细胞移植密切相关的移植物抗白血病功能，它的产生与移植前进行的放、化疗等预处理方案并无关联。GVL的临床意义在于它能有效地防止异基因造血干/祖细胞移植后白血病的复发，从而显著延长白血病的缓解期。目前研究者们已探索出几种诱导GVL的策略，然而如何在既有效诱导GVL的同时又减少和（或）防止移植物抗宿主病（GVHD）的发生，则是当今迫切需要解决的关键问题。

　　一、GVL与GVHD的关系

　　GVL与GVHD既相互依存又相互独立。不伴有急性GVHD（aGVHD）的移植患者存活率较高，同时伴有aGVHD和慢性GVHD（cGVHD）者生存率最高。去除T淋巴细胞骨髓移植患者的GVHD发生率及强度均降低，而白血病复发率及移植物排斥率显著增高。因此，GVL效应与GVHD紧密相关并依赖于T淋巴细胞。但是GVHD反应的强度与GVL效应的大小并不呈正相关，重度GVHD所具有的GVL效应常被非白血病性死亡所抵消。某些情况下GVL效应也可独立出现，如骨髓移植后复发的病人在接受供体淋巴细胞输入（DLI）后可获得缓解而不伴有GVHD的发生；去除T细胞的骨髓移植复发率在不发生GVHD的病人中较低等。近来发现白细胞介素-11(IL-11)可以抑制CD₄⁺T细胞介导的GVHD，而不抑制CD₄⁺及CD₈⁺T细胞介导的GVL效应^［1］。角质细胞生长因子（KGF）同样可以减轻骨髓移植小鼠GVHD的严重程度及病死率，同时保留了GVL效应^［2］。上述两种因子可以将GVHD与GVL效应分开。

　　尽管GVL的发生机制目前尚不清楚，但GVL与GVHD均由供体T淋巴细胞识别主要或次要组织相容性抗原引起。GVL是与异基因骨髓移植相伴而生的，GVL的发生可能与供体T淋巴细胞识别白血病特异性抗原有关。

　　二、 GVL效应的诱导

　　1. IL-2诱导GVL效应：IL-2是T细胞自分泌或旁分泌的T细胞生长因子，自体骨髓在体外与IL-2共同培养，可产生一系列具有抗肿瘤活性的杀伤细胞和细胞因子，它们单独或协同作用于白血病细胞，产生GVL效应。在小鼠模型中^［3］，自体骨髓移植（ABMT）加IL-2可诱导GVL效应来排斥移植的肿瘤细胞，有趣的是同基因骨髓与IL-2体外培养继之以IL-2治疗的方案，在生存率及抑制白血病复发方面均优于未处理的骨髓。因此，IL-2可用于行ABMT的白血病及淋巴瘤病人来增强自体GVHD以诱导GVL。在异基因骨髓移植(Allo-BMT)中也有类似现象^［4］。Allo-BMT加IL-2可以抑制AKR/J小鼠的自发性白血病。在这些实验中，尽管NK细胞活性增强，但GVHD并未增加。

　　相对而言，自体外周血干细胞移植（PBSCT）的造血与免疫学功能恢复强于BMT，但其主要缺点是复发率较高，缺乏自体反应性T细胞克隆及GVHD发生率低是其主要原因。研究发现IL-2可减少自体PBSCT后的复发。对同种异体PBSCT的研究发现：IL-2引发的重度GVHD的发生率低于期望值、增进植入、诱导移植耐受、抑制GVHD，而不抑制GVL效应、通过GVHD反应性CD₄⁺T细胞来改变细胞因子产量等，IL-2将有效地增加GVL效应，但同时必须严密监视GVHD的发生。

　　此外，IL-12、γ干扰素（INF-γ）及肿瘤坏死因子（TNF）也具有促进GVL效应的作用。IL-12具有促进I型T辅助（Th1）细胞分化、激活细胞毒性T细胞和NK细胞，激发抗肿瘤免疫的功能。加入外源性IL-12可能减弱IL-2的GVHD保护作用，IL-12抑制与GVHD相关的T细胞扩增，从而明显推迟临床GVHD的发生。在MHC完全相合的Allo-BMT小鼠（A/J→B10）模型中^［5］，行BMT的同时单独注射IL-12可明显阻止CD₄⁺T细胞介导的aGVHD的发生，而保留了CD₈⁺T细胞介导的GVL效应；IL-12还可诱导INF-γ的产生，当用INF-γ抗体封闭时，GVL效应及抑制GVHD的作用减弱；INF-γ可通过一氧化氮(NO)途径来抑制T细胞对有丝分裂原的增殖反应，INF-γ还有选择性抑制Ph+细胞的作用。TNF是一类能直接造成肿瘤细胞死亡的细胞因子，并能增强IL-2的表达，促进激活T细胞的增殖，增强巨噬细胞的吞噬活性，强化NK细胞的细胞毒效应，以及与IL-2协同刺激T细胞产生INF。由于IL-2、IL-12可共同引起高水平的INF-γ、TNF-α及NO，故二者不宜同时使用。

　　2．环孢素A(CsA)诱导的GVL效应：同基因GVHD可介导GVL效应，在自体或同基因骨髓移植中GVHD的自然发生率为5%～10%，当使用CsA时其发生率显著增加，这是由于宿主胸腺髓质中的上皮细胞因X线照射及CsA抑制而减少，MHC-II类抗原表达下降，使得识别自体细胞上MHC-II类抗原的自体反应性T细胞的克隆剔除机制阻抑，从而导致GVHD。将获得同基因GVHD宿主鼠的T细胞转输次级宿主鼠可引起同基因 gVHD，由此可见，T细胞受体的改变是介导同基因GVHD的直接原因。同基因GVHD包括aGVHD和cGVHD，与Allo-BMT中的GVHD相似，CD₄⁺、CD₈⁺T细胞是引发同基因GVHD所必需的，任何其一都不能单独引发同基因GVHD。CsA能诱导ABMT大鼠的同基因GVHD。相反，在小鼠中却很难诱导同基因GVHD，由于小鼠骨髓细胞中有大量的自体调节性T细胞。加大CsA剂量和长期（(6周）使用将使诱导同基因GVHD变得很容易。

　　CsA诱导自体骨髓移植病人的GVL效应并不显著。最近，INF-α和CsA被联合用来提高肿瘤细胞上MHC-II类抗原的表达，以诱导自体GVHD的发生。IL-2与CsA的组合可能是人体中诱导GVL较有希望的方法。

　　FK506与CsA有相似的作用机制，免疫抑制作用比CsA强100倍。FK506更能增强NK及LAK的活性，但是诱导同基因GVHD的能力并不强。FK506与IL-2或其他药物联合应用可能有助于诱导同基因GVHD。

　　近来，Linomide也被用来诱导GVL效应，它能增强T细胞、NK细胞和单个核细胞的功能，对小鼠黑色素瘤的生长与转移有重要影响。有人对行ABMT的急性粒细胞白血病(AML)病人进行了Linomide治疗，CD₅₆⁺CD₃^-和CD₁₆⁺NK细胞数增多，而且对K562及Daudi细胞的细胞毒活性增强，同时体内TNF-α、INF-γ和IL-1的水平增高。

　　3．供体淋巴细胞输入：DLI疗法是人体GVL效应的直接证据。到目前为止，惟一确认的GVL靶抗原是次要组织相容性抗原（MHC）。DLI具有GVL效应是由Kolb等^［6］首先发现，并由Cullis等^［7］证实。他们发现慢性粒细胞白血病(CML)病人继Allo-BMT之后进行DLI治疗可获得长期的造血和细胞遗传学上的缓解。CML复发病人对DLI的应答率为60%-73%，大多数应答者可获得分子水平的缓解，即检测不到CML特异性BCR-ABL mRNA的转录。从DLI到分子水平的缓解约为10.5个月，复发的不同时相对DLI疗效有直接影响。分子或细胞遗传学上的复发对DLI有较好的应答性，而造血水平上的复发应答程度较低，这可以通过体外DLI与IL-2共同培养而克服。在急性白血病中，AML的缓解率约为29%；对急性淋巴细胞白血病(ALL)的报道不一。在骨髓瘤及淋巴瘤病人中，DLI有望成为治疗复发的有效方法。

　　DLI最严重的伴发症是严重的骨髓发育不全和（或）GVHD。在减少重度GVHD的同时保存GVL效应，可以采取以下几种措施：（1）减少供体淋巴细胞的数量，建立量效曲线，寻找最佳T细胞量；（2）选择性去除细胞毒性/抑制性CD₈⁺T淋巴细胞可以减少GVHD的发生；（3）用单纯疱疹病毒胸腺激酶基因（HSK-TK）与另一种细胞选择性标记基因共同转导供体T细胞，使得这种基因工程T细胞对ganciclovir非常敏感，因此，在发挥GVL效应的同时极大地减少GVHD的发生。Choudhury等^［8］发现CML病人的树突状细胞可用来提高自体CD₈⁺T细胞克隆对肿瘤细胞的特异性免疫应答。Zeis等^［9］将白血病细胞免疫小鼠，用获得的白血病特异性T细胞转输给行Allo-BMT的小鼠，其微小残留病(MRD)消失，而且未引发GVHD。这表明在体外可以诱导产生同种限制性、特异性识别白细胞抗原的CTL克隆，这些克隆将诱导GVL效应而不引发GVH反应。

　　三、 GVL中的效应细胞

　　大量资料表明Thy₁⁺Lyt₂⁺或Lyt₂⁺T细胞、CD₄⁺、CD₈⁺T细胞以及NK和LAK细胞在GVL中起重要作用。白血病细胞上的MHC-I类分子与CD₈⁺T细胞功能有关；MHC-II分子起到启动免疫应答和CD₄⁺T细胞靶抗原的作用，反应性CD₄⁺T细胞可以杀伤白血病细胞^［10］。异基因CD₄⁺CTL细胞可以直接溶解靶细胞或间接激活细胞因子，如INF-γ、TNF-α、粒-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)等诱导GVHD，由于这些CD₄⁺CTL细胞识别白血病细胞受体，它们可能同时参与GVL效应。自身反应性T细胞是诱导自体GVHD所必需的。在CsA治疗的大鼠中，Vβ8.5⁺和Vβ 10⁺ T细胞在诱导同基因GVHD中起重要作用，Vβ8.5⁺T细胞具有细胞溶解活性，Vβ 10⁺ T细胞则没有这种活性^［12］。Jiang等^［11］发现在进行Allo-BMT的CML病人中，识别CML细胞的同种反应性T细胞优先使用某些TCR-Vβ，如Vβ5、Vβ 6/7等。使用TCR-Vβ抗体可以选择和扩增白血病限制性供体T细胞，在BMT后转输给受体可增强GVL效应。

　　复发前NK细胞活性降低和自体移植后NK细胞数较少的病人复发率较高。在急、慢性白血病中，LAK细胞活性与疾病进程也有关。在控制较好的病人中，IL-2可增强NK及LAK细胞的活性，血清IL-6和TNF-α水平增加，这些细胞因子在增强自体GVHD、控制白血病复发中起重要作用。当NK的靶细胞表达MHC-I类分子时，其杀伤活性受阻抑；如果MHC-I类分子表达异常或缺如，NK细胞将裂解靶细胞，否则就要激活T或LAK细胞或使用同种异体NK细胞杀伤白血病细胞。在轻、中度GVHD中，去除NK细胞可降低GVHD的严重程度和发生率，而不影响GVL效应。

　　就参与的细胞群体和作用机制而言，将GVL效应与GVHD分开是有必要而且可行的，这方面的研究将有助于临床移植在诱导GVL效应的同时减少或防止GVHD的发生；与自体BMT和PBSCT相反，在Allo-BMT及PBSCT中诱导GVL效应的同时不增加GVHD也是很重要的；抗白血病效应的实践应在各种白血病中进行，为此单独或联合使用多种细胞因子和免疫调节剂是十分有前途的；用转染B7的分子、CD₂₈分子和CTLA₄或GM-CSF天然配体的肿瘤细胞免疫或激活转输淋巴细胞将成为一种有前途的基因治疗方法。

　　作者单位：孙玉英(100039 北京，军事医学科学院附属医院免疫学研究室)

　　奚永志(100039 北京， 军事医学科学院附属医院免疫学研究室)

　　孔繁华(100039 北京， 军事医学科学院附属医院免疫学研究室)

　　参考文献

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