近年來(lái)，分子生物學(xué)的迅猛發(fā)展使得腫瘤的免疫治療成為繼手術(shù)、放療及化療之后的第4種治療模式。卡介苗成功治療膀胱癌的經(jīng)驗(yàn)，使得卡介苗成為腫瘤免疫治療的熱點(diǎn)，本文就卡介苗的緩腫瘤機(jī)制與研究進(jìn)展作一綜述。

　　1 卡介苗治療腫瘤的歷史

　　卡介苗(Bacille Calmette-Guérin, BCG) 是強(qiáng)毒的牛型結(jié)核桿菌經(jīng)過(guò)13年傳種230代所得的減毒牛型結(jié)核桿菌懸液制成的活菌苗,最早用于結(jié)核病的預(yù)防。直到 年, Holmgrea 首次報(bào)道用卡介苗**。到了20世紀(jì)50～60年代，曾有研究報(bào)道卡介苗對(duì)白血病、結(jié)腸癌、肝癌、肺癌和黑色素瘤等都有治療作用。 年Morales等首先報(bào)道將卡介苗用于治療膀胱癌。年，Bassi總結(jié)了1 496例患者的臨床研究資料，證明卡介苗治療膀胱原位癌的完全緩解率為60%～79%[1]。目前認(rèn)為卡介苗治療膀胱癌是腫瘤免疫治療最為成功的范例之一。

　　2 卡介苗緩腫瘤機(jī)制

　　卡介苗治療腫瘤的確切機(jī)制尚不完全清楚，有研究證明卡介苗緩腫瘤是通過(guò)局部而起作用，但也有研究證明，機(jī)體完整的免疫系統(tǒng)是其發(fā)揮作用所不可缺少的。 Ratliff等[2]研究發(fā)現(xiàn)卡介苗在去除胸腺的大鼠體內(nèi)不能起到緩腫瘤作用， 所以認(rèn)為卡介苗是通過(guò)激活機(jī)體免疫機(jī)能而起到緩腫瘤作用的。目前通常認(rèn)為卡介苗緩腫瘤機(jī)制有4種。

　　2.1 卡介苗具有纖維連接蛋白(fibronectin，F(xiàn)N)受體

　　卡介苗具有高親和力的FN受體,FN是一種大分子非膠原蛋白,存在于血漿和各種體液、細(xì)胞表面及基質(zhì)中?？ń槊缤ㄟ^(guò)FN結(jié)合在膀胱壁上,這是卡介苗發(fā)揮緩腫瘤免疫效應(yīng)所必需的第一步。當(dāng)正常上皮被完整破壞時(shí),基膜及黏膜下層暴露, 卡介苗上的FN受體與局部損傷處膀胱壁表面的FN結(jié)合,從而啟動(dòng)了機(jī)體免疫反應(yīng)來(lái)殺滅腫瘤細(xì)胞。全身或膀胱內(nèi)使用改變纖維蛋白穩(wěn)定性的藥物可影響卡介苗與膀胱壁的結(jié)合及卡介苗灌注治療效果?？ń槊缗c腫瘤或黏膜上皮細(xì)胞FN結(jié)合,不僅是卡介苗黏附的分子生物學(xué)基礎(chǔ),也是卡介苗介導(dǎo)局部細(xì)胞免疫和直接細(xì)胞毒作用的中心環(huán)節(jié)。

　　2.2 卡介苗對(duì)腫瘤細(xì)胞的直接作用

　　卡介苗不僅可以誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞表達(dá)能激發(fā)特異性免疫應(yīng)答的抗原——腫瘤相關(guān)抗原和交叉反應(yīng)抗原(如熱休克蛋白),還可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞表達(dá)黏附分子(如ICAM-1)和Fas受體,從而增強(qiáng)免疫活性效應(yīng)細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞的結(jié)合[3]，通過(guò)Fas-fasl和穿孔素等作用使腫瘤凋亡或死亡。在膀胱腔內(nèi)灌注卡介苗治療后,腫瘤細(xì)胞可以表達(dá)主要組織相容性復(fù)合體-Ⅱ類分子(MHC-Ⅱ)[4], MHC-Ⅱ可通過(guò)與巨噬細(xì)胞的結(jié)合,激活CD4+T細(xì)胞?？ń槊缈梢源龠M(jìn)腫瘤細(xì)胞HLA-DR抗原的表達(dá)，從而增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的免疫原性,提高腫瘤細(xì)胞對(duì)免疫細(xì)胞的易感性、免疫細(xì)胞的識(shí)別與殺傷活性。Ikeda等[5]報(bào)道, 卡介苗可誘導(dǎo)鼠膀胱癌細(xì)胞株MBT-2和人膀胱癌細(xì)胞株T24，T28等增加表面抗原MHC-II，CD1，CD80和I2CAM-1等分子的表達(dá),而且卡介苗作用過(guò)的MBF-2 細(xì)胞能刺激經(jīng)卡介苗激活的淋巴細(xì)胞產(chǎn)生IL-2和IFN-γ。膀胱內(nèi)灌注卡介苗后,可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生IL-1，IL-6，IL-8，IL-2，IL- 12，INF-γ等細(xì)胞因子,發(fā)揮直接緩腫瘤作用、免疫細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)效應(yīng)和放大免疫細(xì)胞緩腫瘤活性。此外卡介苗可以增強(qiáng)膀胱黏膜上皮細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞B7抗原的表達(dá)。B7屬于共刺激因子中的一種,在腫瘤抗原作為第一信號(hào)、共刺激因子作為第二信號(hào)的刺激下,T淋巴細(xì)胞活化、增殖,產(chǎn)生細(xì)胞因子,并激活NK細(xì)胞,提高了卡介苗局部緩腫瘤的免疫效應(yīng)。卡介苗的胞壁成分可以激活 TLRs(Toll-like recepto
)鐘樣蛋白受體,該受體屬于人類IL-1受體家族,有9個(gè)亞型。在人類膀胱癌上皮細(xì)胞株和人類尿路感染模型上皮細(xì)胞也檢測(cè)到TLRs- 2和TLRs-4的表達(dá), 卡介苗的胞壁成分激活腫瘤細(xì)胞表面的TLRs-2 和TLRs-4,使腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子和表面分子,如INF-γ，IL-8，IL-2，IL-12，GM-CSF，ICAM-1，B7.1，B7.2 等,這些少量的細(xì)胞因子和分子可以促進(jìn)Th0細(xì)胞向Th1細(xì)胞轉(zhuǎn)化。李響等[6]報(bào)道,經(jīng)卡介苗刺激誘導(dǎo)后,人膀胱癌細(xì)胞株TLR-2和TLR-4分子的表達(dá)水平增強(qiáng),且經(jīng)卡介苗刺激后,T24細(xì)胞的培養(yǎng)上清液中IL-12水平升高,并且與卡介苗呈劑量效應(yīng)關(guān)系。IL-12的分泌增加與TLR-2和 TLR-4表達(dá)水平的增強(qiáng)有量效關(guān)系,兩者具有一致性,而卡介苗刺激后人膀胱癌細(xì)胞株培養(yǎng)上清液中IL-4的分泌量并無(wú)明顯增加。

　　2.3 卡介苗對(duì)專職抗原提呈細(xì)胞的作用

　　樹(shù)突狀細(xì)胞(DC)是目前發(fā)現(xiàn)的最有效的抗原提呈細(xì)胞,未成熟的DC可以通過(guò)吞噬顆粒物質(zhì)經(jīng)加工處理后由MHC-Ⅰ類分子呈遞給CD8+T,細(xì)胞由 MHC-Ⅱ類分子呈遞給CD4+T細(xì)胞。在抗原提呈這一反應(yīng)過(guò)程中,卡介苗感染細(xì)胞的強(qiáng)烈抗原信號(hào)可誘導(dǎo)大量免疫細(xì)胞趨向卡介苗抗原部位,在免疫細(xì)胞識(shí)別、吞噬與清除卡介苗感染細(xì)胞的同時(shí)其自身進(jìn)一步被卡介苗抗原激活,使相關(guān)靜止的NK細(xì)胞直接或通過(guò)細(xì)胞因子激活，后者可直接殺傷多種變異細(xì)胞。DC吞噬活化的分枝桿菌后可促進(jìn)成熟，可分泌炎性細(xì)胞因子并上調(diào)其表面和MHC-Ⅰ類分子的表達(dá)。因此，非成熟DC通過(guò)攝取卡介苗顯示出潛在的抗原提呈能力。新的研究表明,卡介苗的細(xì)胞壁骨架(BCG-CSW)可介導(dǎo)人成熟的樹(shù)突狀細(xì)胞(DC)表面的CD40,CD80,CD83,CD86表達(dá)增高,其效果同 TNF-α,熱滅活卡介苗后刺激結(jié)果相似[7]?？ń槊鐭嵝菘说鞍?0(HSP70)是卡介苗細(xì)胞質(zhì)的重要成分之一，可以使DC誘導(dǎo)同種異體淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化能力增強(qiáng)，淋巴細(xì)胞增殖加快，從而促進(jìn)DC成熟，增強(qiáng)其抗原提呈能力[8]。

　　2.4 卡介苗對(duì)緩腫瘤效應(yīng)細(xì)胞的作用

　　2.4.1 卡介苗對(duì)T細(xì)胞的作用 緩腫瘤免疫是以細(xì)胞免疫為主,卡介苗主要活化的是CD4+和CD8+的細(xì)胞毒性T細(xì)胞?？ń槊绾湍[瘤細(xì)胞的特異性免疫反應(yīng),使Th0細(xì)胞向Th1型細(xì)胞轉(zhuǎn)化,誘導(dǎo)T細(xì)胞活化和增殖,介導(dǎo)細(xì)胞免疫反應(yīng)?？ń槊绻嘧螂缀?，專職抗原提呈細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞上表達(dá)的MHC-I或MHC-Ⅱ類分子增高，T細(xì)胞受體 TCR和CD3復(fù)合物識(shí)別之,并在共刺激分子B7.1和B7.2的參與下活化T細(xì)胞。李曉強(qiáng)等[9]以卡介苗為佐劑用膀胱腫瘤可溶性抗原誘導(dǎo)人外周血單個(gè)核細(xì)胞成為細(xì)胞毒性T細(xì)胞，并用其對(duì)膀胱癌切除術(shù)后患者進(jìn)行膀胱腔內(nèi)灌注，發(fā)現(xiàn)患者外周血CD3+,CD4+T細(xì)胞亞群的比例增加顯著，血清及尿液中 IL-2,IFN,TNF水平較治療前明顯提高?？ń槊邕€能激活T細(xì)胞產(chǎn)生一氧化氮(NO)并促進(jìn)合成酶(NOS)的表達(dá)增加,卡介苗灌注4周后膀胱組織一氧化氮合成酶的表達(dá)明顯增加,尿中NO水平比灌注前增加45%,而NO對(duì)腫瘤細(xì)胞具有直接的細(xì)胞毒作用。

　　2.4.2 卡介苗對(duì)NK細(xì)胞的作用 卡介苗可以直接通過(guò)TLRs 激活NK細(xì)胞,也可以通過(guò)激活單核細(xì)胞釋放細(xì)胞因子IL-12和IFN-α而誘導(dǎo)激活NK細(xì)胞[10],使其直接對(duì)腫瘤細(xì)胞進(jìn)行殺傷。NK細(xì)胞通過(guò)識(shí)別腫瘤抗原與靶細(xì)胞結(jié)合,結(jié)合后微管插入細(xì)胞膜,釋放NK細(xì)胞溶瘤因子(NKCF),NK細(xì)胞還可通過(guò)多次接觸多個(gè)腫瘤細(xì)胞放大殺傷效應(yīng)。

　　卡介苗緩腫瘤是個(gè)復(fù)雜的免疫過(guò)程，除以上的細(xì)胞免疫途徑，還激活了體液免疫途徑。研究發(fā)現(xiàn)卡介苗灌注膀胱后膀胱壁有B淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)，提示體液免疫反應(yīng)機(jī)制可能包括在其中，但由于卡介苗灌注后浸潤(rùn)的淋巴細(xì)胞太少及持續(xù)時(shí)間較短，通常認(rèn)為處于次要地位。此外還認(rèn)為卡介苗可克服膀胱腫瘤的免疫逃避。

　　3 卡介苗治療的副反應(yīng)

　　由于卡介苗是活菌制劑,因此有其特有的副反應(yīng),其并發(fā)癥包括高熱、血尿、肝炎,有的患者出現(xiàn)全身各系統(tǒng)并發(fā)癥，表現(xiàn)為體溫>39.5 ℃持續(xù)超過(guò)12 h;體溫>38.5 ℃持續(xù)超過(guò)48 h;肺炎;肝炎;泌尿生殖系統(tǒng)以外的器官衰竭，而且穿刺活組織檢查證實(shí)為肉芽腫性炎癥、膿毒血癥、循環(huán)系統(tǒng)衰竭、急性呼吸窘迫綜合征、播散性血管內(nèi)凝血[11]。Librenjak等[12]報(bào)道,80例腫瘤患者接受卡介苗腔內(nèi)灌注治療后,有90%患者有中度血尿、發(fā)熱和尿路刺激癥狀。這些嚴(yán)重并發(fā)癥的發(fā)生限制了卡介苗的廣泛應(yīng)用。

　　4 卡介苗緩腫瘤有效成分

　　由于毒副作用較大,人們開(kāi)始從卡介苗里分離有效成分來(lái)替代卡介苗。BCG-CW是從卡介苗提純的卡介苗細(xì)胞壁,腹腔注射BCG-CW可以明顯提高荷瘤小鼠NK細(xì)胞的殺傷性,且能促進(jìn)胸腺細(xì)胞的增殖能力[13]。胞壁酰二肽(MDP) 是卡介苗細(xì)胞壁骨架中具有免疫活性的最小結(jié)構(gòu)單位,有很強(qiáng)的免疫調(diào)節(jié)功能,而羅莫肽(romurtide,RM) 是新發(fā)現(xiàn)的MDP 衍生物,其免疫活性比MDP更高，可以誘導(dǎo)人外周血單個(gè)核細(xì)胞(HPBMCs) 分泌高水平的IL-12 和GM-CSF,而對(duì)Th2 型細(xì)胞因子IL-4 產(chǎn)生的影響很小。

　　卡介苗多糖核酸(BCG-PSN) 是從卡介苗的核酸還原糖等有效活性成分中提取制成,它除去了原卡介苗中異種蛋白成分,保留了卡介苗的免疫調(diào)節(jié)作用。實(shí)驗(yàn)證明BCG-PSN可以激活淋巴細(xì)胞,遏制IL-4 的產(chǎn)生，促進(jìn)INF-γ的產(chǎn)生,使處于平衡狀態(tài)的Th1/Th2向Th1轉(zhuǎn)化[15] 。CPG序列(CPGmotif) 是卡介苗菌DNA所含的非甲基化胞嘧啶鳥(niǎo)嘌呤二核苷酸序列，通過(guò)激活NK細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和DC細(xì)胞來(lái)發(fā)揮緩腫瘤活性[16] 。CPG-ODNS是具有CPG序列的寡核苷酸,同樣具有調(diào)節(jié)Th1型細(xì)胞免疫反應(yīng)的功能,并且在不同的腫瘤模型中證實(shí)了其緩腫瘤活性。蘇昀等[17]用 CpG-ODN 在體外刺激HPBMCs產(chǎn)生了高水平的IL-12 。

　　5 以卡介苗為主的聯(lián)合治療

　　聯(lián)合用藥是為了克服以往單用免疫藥物或化學(xué)藥物療效不佳的缺點(diǎn),從而進(jìn)一步降低腫瘤術(shù)后復(fù)發(fā)的一種新的治療方法。近年來(lái)卡介苗的聯(lián)合治療已成為又一熱點(diǎn)，人們發(fā)現(xiàn)用某些毒副反應(yīng)小的緩癌藥物和小劑量的卡介苗聯(lián)合治療腫瘤，不僅可以取得類似或更好的療效，而且大大減輕了其副反應(yīng)。

　　卡介苗膀胱灌注時(shí)加用IL-2可提高后者膀胱內(nèi)濃度，而且IL-2可以增強(qiáng)卡介苗的免疫作用，同時(shí)減少卡介苗的用量及并發(fā)癥的發(fā)生。李偉東等[18]用卡介苗加IL-2行膀胱灌注來(lái)治療膀胱腫瘤,發(fā)現(xiàn)其復(fù)發(fā)率及副反應(yīng)發(fā)生率明顯低于單用卡介苗。臨床上單獨(dú)應(yīng)用IFN-α有效率和復(fù)發(fā)率兩項(xiàng)指標(biāo)不如卡介苗,但毒副作用小。杜信毅等[19]聯(lián)合應(yīng)用IFN-α和卡介苗，對(duì)56例淺表性膀胱癌術(shù)后患者行膀胱灌注，平均隨訪26.8月，發(fā)現(xiàn)復(fù)發(fā)率僅為7%。

　　細(xì)胞化療藥物是通過(guò)細(xì)胞毒性來(lái)遏制和破壞腫瘤細(xì)胞DNA，RNA及蛋白質(zhì)合成,而卡介苗能提高機(jī)體對(duì)腫瘤細(xì)胞的免疫力,并通過(guò)各種免疫細(xì)胞因子攻擊殺傷腫瘤細(xì)胞，兩者作用機(jī)制不同,可相互取長(zhǎng)補(bǔ)短。Lamm等[20]對(duì)膀胱癌術(shù)后患者分別應(yīng)用卡介苗或絲裂霉素進(jìn)行膀胱灌注治療，平均隨訪27個(gè)月，377 例腫瘤患者復(fù)發(fā)率分別為19.4%和32.6%。譚政等[21]用吡揉比星聯(lián)合卡介苗對(duì)膀胱癌術(shù)后患者行膀胱灌注，平均隨訪11個(gè)月，發(fā)現(xiàn)其復(fù)發(fā)率僅為 7.7%。

　　6 重組卡介苗的研究

　　重組卡介苗(rBCG)是應(yīng)用基因工程技術(shù)，將卡介苗改造成具有攜帶和表達(dá)外源基因的能力。近年來(lái),各國(guó)學(xué)者致力于從事重組卡介苗的研究,使卡介苗能夠高效表達(dá)IL-2，TNF，IFN等細(xì)胞因子,以求進(jìn)一步提高卡介苗的緩腫瘤活性,同時(shí)降低其毒副作用。rBCG對(duì)膀胱癌、黑色素瘤、腎癌、肺癌等都顯示出較好的療效。臨床研究表明,重組卡介苗的高效低劑量可以降低毒性,同時(shí)對(duì)以前卡介苗治療失敗的病例,仍可以選擇重組卡介苗治療[22]。 Dhar等[23]報(bào)道用rBCG表達(dá)結(jié)核桿菌的抗原Ag85B,可以提高Th1 型細(xì)胞免疫反應(yīng),并且可以通過(guò)rBCG來(lái)提高表達(dá)抗原,降低活卡介苗的劑量,提高其免疫效果,降低副反應(yīng)。Anold等[24]構(gòu)建了可分泌IFN-α的重組卡介苗,并做體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)檢測(cè)其免疫刺激能力。體外實(shí)驗(yàn)表明,重組卡介苗可以上調(diào)MB49細(xì)胞MHC-Ⅰ分子的表達(dá)。重組卡介苗體內(nèi)灌注后,CD4+T 細(xì)胞及IL-2,IL-4均較野生型有明顯升高,較低劑量的重組卡介苗可以顯著提高膀胱癌患者生存率。

　　隨著研究的深入,卡介苗的免疫調(diào)節(jié)機(jī)理將得到更充分的揭示。分子生物學(xué)、生物工程、免疫學(xué)基礎(chǔ)理論的發(fā)展,為卡介苗治療腫瘤奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。不久的將來(lái),具有良好緩腫瘤效果,又無(wú)副作用的卡介苗生物制劑將成為腫瘤免疫治療的一種新途徑。