光動力學療法對免疫系統(tǒng)的影響

1、<p>　　光動力學療法對免疫系統(tǒng)的影響</p><p>　　【關鍵詞】 光動力學療法,;免疫系統(tǒng);腫瘤;,光動力免疫療法 </p><p>　　摘要 :本文介紹了光動力學療法治療腫瘤的作用機制，著重對光動力學療法治療腫瘤產生免疫效應的機理進行綜述;此外介紹了光動力免疫療法的研究進展，并討論今后的研究及發(fā)展方向。 </p><p>　　關鍵詞 :光動力學

2、療法　;免疫系統(tǒng);腫瘤;　光動力免疫療法 </p><p>　　光動力學療法（photodynamic therapy，PDT）是利用光敏劑在人體生長異常的組織（如腫瘤、鮮紅斑痣及黃斑病變等）中選擇性聚集，在分子氧的參與下，與特定波長的光起作用，使異常組織發(fā)生一系列變化，甚至變性、壞死，以達到治療目的的方法。在以往的文獻中，亦稱之為光輻射療法（photo radiation therapy，PRT）或光化學療法（

3、photochemotherapy）［1］ 。 </p><p>　　近年的研究顯示，宿主體內由PDT激發(fā)的免疫反應，在腫瘤的治療過程中起到重要的作用?，F(xiàn)將PDT對腫瘤免疫系統(tǒng)的影響綜述如下。 </p><p>　　1 PDT對腫瘤細胞的免疫調節(jié)和殺傷作用 </p><p><b>　　1.1 免疫細胞 </b></p><

4、p>　　1.1.1 中性粒細胞 中性粒細胞是PDT后最早到達腫瘤治療部位的免疫細胞，其數量在骨髓、外周血 以及腫瘤的治療部位迅速增高，在PDT的抗腫瘤效應中發(fā)揮重要的作用［2］ 。Korbelik等［3］ 通過流式細胞計數檢測發(fā)現(xiàn)，PDT后22h，治療部位的中性粒細胞數量顯著增高。 </p><p>　　Cecic等［4］ 在PDT后6～24h，發(fā)現(xiàn)骨髓中的中性粒細胞數量以及細胞上表達的L-選擇素（CD62

5、L）均增高，24h后，外周血和治療部位的中性粒細胞及其上表達的L-選擇素也增高，并在PDT后仍持續(xù)保持較高水平。PDT后，中性粒細胞的活性在腫瘤的治療部位也增強［5］ 。陳裔英等 ［6］ 發(fā)現(xiàn)，PDT后中性粒細胞表面的C3b受體的活性增強，其免疫黏附吞噬功能增強。而應用抗GR1單克隆抗體去除血中性粒細胞后，PDT的抗腫瘤效應明顯減弱［7］ 。 </p><p>　　1.1.2 巨噬細胞 PDT后，腫瘤部位的單核巨

6、噬細胞浸潤增加，活性增強。Krosl等 ［8］ 實驗發(fā)現(xiàn)，PDT2h后，治療部位分離出的巨噬細胞殺腫瘤效應幾乎是治療前的5倍。Korbelik等 ［9］ 在應用光敏劑苯并卟啉衍生物（benxoporphyrin derivative，BPD）的腫瘤組織經光照后發(fā)現(xiàn)，光敏劑BPD在腫瘤相關性巨噬細胞（tumor associated macrophages，TAMs）內的濃度最高，由于光敏劑BPD的激活，導致TAMs的崩解殺傷，使治療部

7、位的巨噬細胞數量暫時減少。但隨后，由PDT介導的單核細胞和非成熟巨噬細胞快速侵入腫瘤治療部位［3］ ，參與PDT的抗腫瘤效應。Reiter等［10］ 發(fā)現(xiàn)PDT并不能直接激活巨噬細胞，而是其殺傷腫瘤細胞的作用間接激活了巨噬細胞的活性。 </p><p>　　1.1.3 自然殺傷細胞 近年的研究發(fā)現(xiàn)，PDT后自然殺傷細胞（natural killer cell，NK細胞）的活性明顯增強［11-12］ 。Hendra

8、k-Hennion等［13］ 應用GM1抗體去除小鼠體內的NK細胞后，PDT抑制腫瘤生長的作用減弱，這提示NK細胞參與PDT的抗腫瘤效應。但用PDT治療后的荷瘤小鼠脾內的NK細胞體外作用于腫瘤細胞發(fā)現(xiàn)，NK細胞不能殺傷腫瘤細胞，則說明NK細胞可能是由PDT的殺腫瘤細胞作用間接激活的。 </p><p>　　1.1.4 抗原提呈細胞 抗原提呈細胞指能表達被特異性T淋巴細胞識別的抗原肽-MHC分子復合物的任何細胞，這

9、類細胞可攝取、加工、處理抗原，并將抗原信息提呈給淋巴細胞，從而啟動特異性免疫應答。體內重要的抗原提呈細胞有巨噬細胞、樹突狀細胞、B細胞等。 </p><p>　　實驗發(fā)現(xiàn)，用二氧化硅微粒阻滯巨噬細胞的抗原提呈功能，可顯著降低PDT的治愈率，這表明巨噬細胞的抗原提呈功能在PDT中發(fā)揮重要作用［7］ 。Jalili等［14］ 發(fā)現(xiàn)樹突狀細胞可有效地吞噬被光毒性反應殺傷的腫瘤細胞，并將腫瘤抗原提呈給初始T細胞后使之激活

10、，同時產生大量白細胞介素-12（interleukin-12，IL-12），促進初始T細胞產生Th1型免疫應答。Sun等［5］ 還發(fā)現(xiàn)PDT后的腫瘤組織周圍的中性粒細胞表達有MHC-Ⅱ分子，說明中性粒細胞可能作為抗原提呈細胞參與PDT的抗腫瘤效應。 </p><p>　　1.1.5 淋巴細胞 T淋巴細胞在PDT誘導的特異性免疫應答中，起到重要的作用，可誘導全身性抗腫瘤反應的產生，控制腫瘤的復發(fā)。Korbelik等

11、［15］ 在嚴重聯(lián)合免疫缺陷的小鼠（scid小鼠）和正常小鼠（BALB.c小鼠）體內分別接種腫瘤細胞，PDT后發(fā)現(xiàn)，scid小鼠體內的腫瘤緩解率明顯低于BALB.c小 鼠。而將BALB.c小鼠體內的T淋巴細胞移植到 scid小鼠體內后，腫瘤的復發(fā)率明顯下降［7］ 。還有研究發(fā)現(xiàn)PDT后，淋巴細胞轉化率增加 ［11-12］ ，腫瘤組織內的細胞毒性T淋巴細胞的密度顯著增加［16］ 。Hendrzak-Henion等［13］ 用CD8+抗體去

12、除小鼠體內的細胞毒性T淋巴細胞，PDT的抗腫瘤效應顯著減弱。關于輔助性T淋巴細胞在PDT中的作用，還不完全清楚，Hendrzak-Henion等［13］ 發(fā)現(xiàn)用CD4+抗體去除輔助性T淋巴細胞后，PDT的療效減弱程度不明顯。Korbelik等［17］ 也得到了相似的結果。以上研究提示在PDT誘發(fā)的特異性免疫應答中，細胞毒性T淋巴細胞起主要作用，而輔助性T淋巴細胞僅起輔助作用。 </p><p>　　1.2 免疫分

13、子 免疫分子主要是由一些免疫活性細胞或相關細胞分泌的蛋白質及小細胞多肽物質組成，它們參與機體的免疫反應或免疫調節(jié)。主要包括免疫球蛋白、補體、細胞因子、細胞黏附分子和人類白細胞分化抗原等。 </p><p>　　1.2.1 補體 PDT后，腫瘤組織內的血管內皮表面可見膜攻擊復合物（membrane attack complex，MAC）的廣泛沉積［18］ ，導致治療部位的血供受阻，說明PDT可誘導補體系統(tǒng)的級聯(lián)反

14、應的激活。應用補體激活劑（如酵母多糖和鏈激酶等），可增加PDT的抗腫瘤效應［19］ 。而抑制補體的功能，可完全阻止PDT誘導的中性粒細胞的增多，降低PDT的抗腫瘤效應［4］ 。由于補體激活劑在免疫缺陷小鼠體內不能增強PDT的療效［19］ ，說明補體的作用與各種免疫效應細胞的共同參與有關，PDT激活補體后產生了一系列活性片斷，吸引帶有補體受體的中性粒細胞、巨噬細胞和其它免疫效應細胞的聚集。晚近還發(fā)現(xiàn)PDT后，腫瘤組織內補體C3水平持續(xù)增高

15、，于24h達到高峰，而阻滯C3a受體和C5a受體的功能，會顯著降低PDT的治愈率［20］ 。 </p><p>　　1.2.2 炎性介質 研究發(fā)現(xiàn)，光氧化損傷會產生大量炎性介質，共同調節(jié)免疫應答過程。光敏作用激活膜磷脂酶，導致脂質片斷和花生四烯酸代謝產物大量釋放［21］ 。光敏作用可引起血管內皮細胞收縮，基底膜暴露［22］ ，使循環(huán)中的血小板和中性粒細胞迅速聚集，同時釋放大量的炎性介質:血管活性物質、補體成分、急

16、性期蛋白、蛋白酶、過氧化物酶、基團、白細胞趨化因子、細胞因子以及其他免疫調節(jié)劑等［21-22］ 。其中，細胞因子的作用很重要。有證據表明，光動力療法可誘導IL-1β、IL-2、腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）-α、粒細胞集落刺激因子（granulocyte colony stimulating factor，G-CSF）產生［23］ 。Sun等［5］ 在PDT治療前分別應用IL-1β、TNF-α和G-C

17、SF的中和抗體作用于腫瘤組織，發(fā)現(xiàn)PDT的療效降低，提示這些細胞因子在PDT的抗腫瘤效應中起到很重要的調節(jié)作用。PDT后，腫瘤組織內的IL-6表達也顯著增加，這可引起全身和局部的抗腫瘤的免疫反應顯著增強［24］ 。還有研究發(fā)現(xiàn)，PDT治療后的一定時間內，血管表</p><p>　　近來中性粒細胞的作用以及誘導其在治療部位快速、大量聚集的介質越來越受到人們的關注。除了上文提到的Cecic等［4］ 發(fā)現(xiàn)的補體級聯(lián)反應

18、中的一些成分可直接導致中性粒細胞的增多之外，Cecic等18］ 還發(fā)現(xiàn)了至少有12種次級中間產物在補體激活后從PDT治療的部位大量釋放，包括IL-1β、TNF-α、IL-6、IL-10、G-CSF和KC、凝血氧烷、白細胞三烯、組胺和凝血因子等，這些介質構成了一個網絡，其共同作用導致中性粒細胞數量在PDT治療腫瘤后顯著增加。此外，Korbelik等26］ 還發(fā)現(xiàn)中性粒細胞的增多還與巨噬細胞炎性蛋白（macrophage in-flamma

19、tory protein，MIP）-2以及一些黏附分子，如E-選擇素和細胞間黏附分子（intercellular adhesion molecule，ICAM）-1有關。 </p><p>　　2 PDT對腫瘤復發(fā)的控制作用 </p><p>　　近年的研究發(fā)現(xiàn)在PDT控制腫瘤復發(fā)的作用中，免疫系統(tǒng)起到了決定性作用。Korbelik等［7］ 分別去除血中性粒細胞、巨噬細胞、輔助性T淋巴細胞

20、和細胞毒性T淋巴細胞后發(fā)現(xiàn)，腫瘤的復發(fā)率顯著增加。Korbelik等［17］ 在2組scid小鼠體內接種腫瘤細胞后，分別移植5周前經PDT和放療治愈的荷相同腫瘤的BALB.c小鼠模型體內的脾細胞，再用PDT治療后發(fā)現(xiàn)，移植了經PDT治愈的小鼠體內脾細胞組的scid小鼠的腫瘤復發(fā)率較低。還有研究發(fā)現(xiàn)，PDT后腫瘤引流區(qū)的淋巴結內免疫記憶細胞的數量顯著增加，并在宿主體內持續(xù)存在較長時間［25］ 。除上述細胞外，Hendrzak-Henion

21、等 ［13］ 證實NK細胞也參與PDT抑制腫瘤復發(fā)的作用，NK細胞可能通過分泌抗腫瘤細胞因子（如IFN-γ、IL-1、IL-2和TNF-α）和抗體依賴性細胞介導的細胞毒性作用（antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity，AD-CC）抑制腫瘤的復發(fā)。 </p><p>　　Van Duijnhoven等［27］ 在小鼠肝臟不同部位接種 結直腸腫瘤細胞群-CC531，發(fā)

22、現(xiàn)經PDT治療的腫 瘤組織可有效地被去除，腫瘤的復發(fā)率顯著降低;而未經PDT治療的腫瘤組織的生長速度及其內的T細胞、NK細胞和巨噬細胞的數量都沒有明顯的變化，分析其原因可能是由于腫瘤組織內形成的腫瘤細胞結節(jié)，被防御性基質細胞所包圍，阻止了腫瘤細胞與免疫細胞之間發(fā)生直接接觸，所以不影響未經PDT治療的腫瘤組織的生長速度。但由于血免疫細胞可以殺傷發(fā)生微循環(huán)的腫瘤細胞，抑制其在遠處生長成腫瘤組織，從而控制了腫瘤的復發(fā)，這與前文提到的Korbe

23、lik等［7］ 以及Korbelik等［17］ 的研究結果一致。 </p><p>　　除了上述作用之外，Gollnick等［28］ 發(fā)現(xiàn)PDT后的腫瘤細胞本身就有很強的免疫原性，可激發(fā)特異性免疫反應。將PDT治療后的腫瘤細胞制成勻漿液，接種于裸鼠體內，在沒有任何免疫佐劑的情況下，可抑制同一種腫瘤細胞株的生長，但不能抑制其它腫瘤細胞株的生長。 </p><p>　　3 光動力免疫療法的進展

24、 </p><p>　　近來，光動力免疫療法（photodynamic immuno-therapy，PDIT）逐漸引起人們的關注。PDIT是將PDT和免疫療法聯(lián)合應用于疾病的治療中，使兩種療法協(xié)同發(fā)揮療效的治療方法。如將光敏劑與特定癌細胞的單克隆抗體交聯(lián)，以單克隆抗體為載體，可顯著提高癌細胞內光敏劑的濃度，加強PDT的療效 ［29］ 。分支桿菌細胞壁提取物（mycobacterium cell-wall ex-

25、tract，MCWE）是一種非特異性免疫激活劑，Korbelik等［3］ 將PDT與MCWE聯(lián)合應用于腫瘤的治療，可顯著增加免疫效應細胞的活性。由于卡介苗可放大PDT治療后T淋巴細胞介導的抗腫瘤效應，聯(lián)合應用PDT和卡介苗可顯著提高腫瘤的治愈率［26］ ，抑制腫瘤的復發(fā)，且對正常組織的損傷程度減低。同樣，糖基化聚氨基葡萄糖與PDT聯(lián)合應用，也可達到上述療效［30-31］ 。二甲基磺醌醋酸（DMXAA）是一種抑制血管生成的細胞因子，可誘導

26、TNF-α產生。Bellnier等［32］ 聯(lián)合應用低劑量的DMXAA和低劑量的PDT后發(fā)現(xiàn)，腫瘤的復發(fā)率和正常組織的損傷程度均顯著降低。還有，將PDT與補體激活劑聯(lián)合</p><p>　　總而言之，PDT對腫瘤的免疫系統(tǒng)的作用很復雜，確切的作用機制還沒有完全闡明。目前的研究多局限于動物實驗和體外研究，很少涉及臨床治療。如何將這些研究成果應用于臨床治療，是我們今后研究的重點。隨著對PDT免疫效應的深入研究，會促進

27、其在腫瘤治療及預防腫瘤復發(fā)中發(fā)揮更大的作用。 </p><p><b>　　參考文獻 : </b></p><p>　?。?］ 張南征.胃癌的光動力學治療［M］∥劉 倩，王文齊，毛海婷. 胃癌.北京:人民衛(wèi)生出版社，2004:461-470. </p><p>　?。?］ Dougherty TJ，Gomer CJ，Henderson BW，e

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