综述：免疫系统与肿瘤

综述：免疫系统与肿瘤 综述：免疫系统与肿瘤 BIOX.CN 2004-10-19 22:47:25 来源：北京大学人类疾病基因研究中心 　 二十世纪初，Paul Ehrlish即提出“异常胚系”（Aberrant Germs）的概念，认为“异常胚系”---即肿瘤细胞，在机体内是经常发生和存在的，因为有了免疫系统的“不断检查”（Keep in Check），机体才幸免于难。因此，从这个意义上讲，可将肿瘤与移植物等同视之，免疫系统是可以识别肿瘤并可对其发生应答。这引发了人们通过激活免疫系统达到抗肿瘤目的的尝试[22]。二十世纪50年代，Prehn和Klein等采用近交系小鼠研究化学致癌剂诱发的肿瘤时，发现肿瘤表面确实存在特异性移植抗原，机体的免疫系统能识别并对它们产生免疫应答。二十世纪70年代，Burnet提出“免疫监视”理论，认为机体的免疫系统能够通过细胞免疫机制识别并清除癌变的异常细胞。现在的研究已经表明，免疫系统对肿瘤存在特异性和非特异性应答，其机制十分复杂，涉及多种免疫细胞及其分泌的产物，包括T淋巴细胞、NK细胞、NC（Natural Cytotoxicity Cell）细胞和巨噬细胞等免疫细胞介导的特异或非特异的细胞免疫，抗体介导的体液免疫以及补体、细胞因子的抗肿瘤作用，它们相互影响，相互调节，相辅相成，共同完成免疫监视功能。然而，尽管机体有如此多样的抗肿瘤免疫效应，但肿瘤仍可在体内发生、发展，且随着其进展，反过来可抑制机体的免疫功能，其机制包括：诱导抑制性细胞的产生；诱导体液抑制因子的分泌；肿瘤细胞自身分泌一些具有免疫抑制作用的产物，甚至侵犯其引流的淋巴结导致机体局部（早期）乃至全身（晚期）的免疫功能低下等。这说明肿瘤具有一系列的机制对抗机体的免疫系统。因此深入研究肿瘤与免疫系统相互对抗的机理，有助于对肿瘤生物学特性的全面了解，同时可为肿瘤的生物疗法提供理论依据。   一、肿瘤细胞的免疫逃逸机制：   尽管机体内具有一系列的免疫监视机制，但仍难以阻止肿瘤的发生和发展，因为肿瘤细胞也可通过多种机制逃避机体的免疫攻击。现将各种可能机制综述如下： （一）、肿瘤细胞缺乏激发机体免疫系统所必需的成分 在肿瘤免疫过程中，T细胞的免疫功能起关键作用。可溶性肿瘤抗原经抗原提呈细胞(APC)摄人后加工成短肽，然后经MHC-Ⅱ类抗原提呈而激活CD4+T细胞，通过分泌细胞因子促进CD8+细胞的特异杀伤作用。而肿瘤细胞表面的肿瘤抗原在肿瘤细胞内加工为小肽后提呈于表面的MHC-Ⅰ类分子直接激活CD8+T细胞。肿瘤细胞可能通过多种机制逃逸T细胞的免疫监视。 1、肿瘤的抗原性弱及抗原调变 大多数肿瘤抗原的免疫原性很弱，不能诱发有效的抗肿瘤免疫应答。另外，宿主对肿瘤抗原的免疫应答导致肿瘤细胞表面抗原减少或丢失，从而肿瘤细胞不被免疫系统识别，得以逃避宿主的免疫攻击，这种现象称为“抗原调变”(Antigen Modulation)。这一理论在小鼠白血病细胞系中得到证实，该细胞系经抗体、补体处理后，缺失了细胞表面的胸腺白细胞抗原(TL抗原)。抗TL抗原的抗体与肿瘤细胞结合后，细胞表面出现斑点，抗原分布改变直至该抗原消失。在其他实验中亦发现抗TSTA（Tumor Specific Transplantation Antigen，肿瘤特异性移植抗原）的类似作用。将肿瘤细胞与特异抗体或者CTLs共同培养，也可以迅速诱导该现象的发生。抗原调变这一现象在生长快速的肿瘤普遍存在。抗原调变可由于细胞内化作用或抗原抗体复合物脱落所致。这种肿瘤细胞表面抗原丢失仅反映肿瘤细胞表型的改变，经调变的细胞再次进入原宿主，抗原将重新诱发抗体产生。已知病毒可以通过抗原调变逃避抗体和T细胞的识别，Bai XF 等的研究首次发现，肿瘤细胞也能经此途径逃避T细胞的识别。他们用单克隆和多克隆的转基因CTLs（特异识别天然肿瘤抗原P1A）与肿瘤细胞共培养，发现在该CTLs的选择压力下，P1A抗原可发生突变，最后变得不易被CTLs识别。其机制有多种，包括：改变MHC分子和抗原肽间的相互作用；影响TCR对MHC分子：抗原肽复合物等[23]；Makki A 等发现，一些非主要肿瘤抗原发生调变，对于肿瘤的逃逸也起着重要作用。他们选用ovalbumin (OVA)转染的EL4 细胞（E.G7 ）接种裸鼠，结果不但未能像预期的达到排斥肿瘤的作用，反而促进了其生长。检测表明，肿瘤的生长并非是因为OVA 或者MHC I 抗原缺失，因为转染OVA特异的转基因T细胞，或者用OVA（或热变性的OVA）免疫小鼠，均不能激发有效的抗肿瘤免疫[24]。某些非补体固定的抗肿瘤抗体可保护肿瘤细胞免受补体激活抗体的溶瘤作用。实验证明，当CTL识别的肿瘤抗原被封闭后，则有利于肿瘤的生长和转移。目前对抗体诱发的抗原调变报道较多，但T细胞免疫应答引起的细胞抗原调变尚未明确[25]。 另外，在肿瘤细胞某一抗原并非肿瘤细胞生长所必须，则该抗原表达阴性的克隆获得生长优势，这一现象称为免疫选择（Immunoselection）。有些移植肿瘤也有抗原缺失的现象，同时生长加快，转移趋势增加[1][26]。 2、MHC分子表达异常 小鼠和人类的MHC从功能上都分有I、Ⅱ、Ⅲ类基因，在免疫应答过程中具有控制同种移植排斥反应、免疫应答、补体生成等复杂的功能。特别是MHCI类分子是CTL细胞功能所依赖的。在多数肿瘤中，MHC-I类分子表达明显减少或丢失，致使CTL对肿瘤细胞上的抗原不能识别，从而肿瘤细胞得以逃避宿主的免疫攻击。特别是那些维持某种肿瘤恶性表型肿瘤特异抗原。在小鼠和人类肿瘤均已发现有MHC-I类抗原缺失的例子，若将MHC-I型基因转染细胞株，则后者的成瘤性及转移率即减低或消失。 病毒可下调MHCⅠ类抗原的表达，并且病毒抗原可与一些肽链组装，从而阻断其向CTLs的呈递。如12型腺病毒在体内致瘤的同时，可导致机体细胞的MHC-Ⅰ类分子表达减弱，可以视做肿瘤细胞在免疫选择压力下的演进[1]。而EIA基因缺陷型腺病毒，则不出现这种现象。将12型腺病毒转化的细胞用IFN-γ处理，以上调MHC-I类分子，或转染适当的MHC-I类基因，可减弱其致瘤性。Gross白血病病毒感染小鼠可诱发胸腺瘤，研究表明，虽然这种高度恶性的胸腺瘤H-2D基因表达正常，然而缺乏H-2K，将H-2K基因人工转染该细胞后，可明显降低其在正常小鼠体内的致瘤性，但对其在裸鼠体内的生长和转移能力无影响。由此可以认为，向肿瘤细胞转染MHC-I分子是通过影响宿主的T细胞免疫反应而杀伤肿瘤，而不是直接改变肿瘤的生物学行为[27]。     在人类肿瘤，通过研究转移性黑色素瘤、乳腺癌及结肠癌的HLA-Ⅰ类抗原的表达时发现，这种肿瘤均有HLA-Ⅰ类抗原下调。许多肿瘤，如恶性黑色素瘤、结直肠癌、乳腺癌、胃癌、卵巢癌、绒毛膜细胞癌、前列腺癌和膀胱癌等细胞系中检测出异常HLA抗原表达。Hawmerling首先提出HLA-Ⅰ型抗原减少或消失的肿瘤患者预后较差，而且转移率较高。然而不同的肿瘤有各自特定的HLA-Ⅰ类分子等位基因的丢失，而不是所有的HLA-Ⅰ基因缺失[28]。由于MHC I 分子在抗原呈递和NK细胞功能调节中的作用，迄今为止，认为其表达的变化与肿瘤免疫逃逸关系紧密，Garcia-Lora A等的研究表明，MHC I 分子表达下调普遍存在于人类肿瘤，该变化为T细胞对肿瘤细胞的免疫选择的结果；动物实验表明，在进展期的肿瘤细胞，MHC I 分子表型和免疫原性变得不易被免疫系统识别，这种变化非常明显[29]。     值得重视的是体外肿瘤细胞表达的MHC-Ⅰ类抗原的量低于体内相应的肿瘤细胞所表达的量，因为MHC-Ⅰ类抗原的表达水平可以通过细胞因子如IFN-γ、TNF进行调节。体外由病毒转化的细胞，可以由已转化细胞显示MHC-I型分子持久降低或丢失。     MHC-I类抗原表达减少或消失与肿瘤细胞去分化有关，使T细胞识别肿瘤抗原受阻，不能引起有效的杀肿瘤效应[30]。 Ⅲ、肿瘤细胞表面“抗原覆盖”或被封闭 “抗原覆盖”是指肿瘤细胞表面抗原可能被某些物质所覆盖，如肿瘤细胞可表达高水平的唾液粘多糖或表达肿瘤激活的凝聚系统，这两种成分均可覆盖肿瘤抗原，因而不能被宿主的淋巴细胞所识别，因此不能有效地被杀伤。肿瘤抗原可以经糖基化等方式隐藏，这一过程称为抗原遮蔽（Masking）。如与其他细胞相比，肿瘤细胞大量分泌富含铝酸的粘多糖；另外，肿瘤细胞还可激活凝血系统，导致纤维蛋白的产生，隐身于纤维茧（Fibrin Cocoon）中，“作茧自保”；抗肿瘤抗体与肿瘤细胞表面的抗原结合，但未能激发免疫应答，反而对肿瘤细胞起到了“保护伞”的作用，即通常所说的“封闭抗体”[1]。 诸多研究结果表明，荷瘤动物和肿瘤患者血清中含有起免疫抑制作用的可溶性物质。这些物质能阻止免疫细胞对肿瘤的杀伤作用；抑制淋巴细胞对有丝分裂原的增殖反应，从而对肿瘤的生长具有促进作用。这些因子主要分为两大类：一类为封闭因子；另一类为血清急性期反应蛋白和正常血清免疫抑制因子。 封闭因子的本质一般认为可能有三种：1. 封闭抗体，可附于肿瘤细胞表面，遮蔽肿瘤表面抗原；2. 可溶性抗原，可封闭效应细胞的抗原受体；3. 肿瘤抗原抗体复合物，可经抗体与肿瘤表面相关抗原结合封闭肿瘤细胞；亦可经抗体的Fc段与Tc、NK等细胞的Fc受体结合，阻断这些细胞对肿瘤细胞的攻击。早在二十世纪50年代，Nathan Kaliss等在用肿瘤作为移植物进行小鼠同种异体的移植研究时，即发现小鼠的抗肿瘤血清对移植肿瘤细胞具有保护作用。进一步的研究结果表明，这是因为抗体阻断了受体免疫效应细胞对肿瘤表面H-2抗原的识别，从而使肿瘤得以在组织相容性抗原不同的个体内存活[31]。Hellstrom在前人工作的基础上，提出了“封闭因子”的概念，认为某些肿瘤抗血清不仅不能使肿瘤消退，反而阻断了杀伤细胞对肿瘤细胞的细胞毒作用，促进了肿瘤的发展。该作用被称做免疫促进作用（Immunologic Enhanced）。这一理论为Manson等的研究所证实。其基本实验过程如下：采用具有免疫原性的小鼠肿瘤为研究对象，将其植入同源小鼠体内，在植入部位观察到B细胞和T细胞。最初，肿瘤激活的CTL对肿瘤有杀伤作用；肿瘤生长两周后，再取出肿瘤细胞，与肿瘤激活的CTL混合，发现CTL不能对肿瘤细胞产生细胞毒作用。经检测发现，肿瘤细胞表面覆盖了一层免疫球蛋白，经鉴定为IgM，正是该抗体阻断了杀伤细胞对肿瘤细胞的细胞毒作用；并且，肿瘤细胞表面包被的IgM的量，与杀伤细胞的杀伤活性成反比[32]。近期的一些研究也发现，肿瘤患者体内的抗体对于肿瘤细胞的生长具有保护和促进作用[33]。研究发现，循环免疫复合物（CIC）和肿瘤的可溶性抗原同样具有封闭因子作用。如Baldwin等研究用氨基偶氮化合物诱发的大鼠肝癌模型时，荷瘤鼠的血清与效应细胞培养后，可阻止后者的特异性杀伤作用。而用诱发成功的肿瘤细胞致敏的大鼠血清则对效应细胞无抑制作用，加入可溶性的肿瘤膜表面抗原后，抑制活性再次出现。值得注意的是，单有肿瘤膜表面抗原时，抑制作用并不明显，只有肿瘤膜表面抗原与高水平的抗肿瘤抗体混合，抑制作用才明显上升[34]。临床发现众多肿瘤患者血清中抗原抗体复合物水平都有不同程度升高。Bugis SP发现，头颈部肿瘤患者血清中抗原抗体复合物能有效抑制LAK细胞对K562细胞的杀伤活性[35]。可见，特异性封闭因子是一种可溶性因子，能阻碍针对肿瘤抗原的免疫反应，使之不能有效地杀伤肿瘤细胞。其化学本质可能是抗体、抗原或两者复合物，系肿瘤诱导的产物。 血清急性期反应蛋白和正常血清免疫抑制因子也参与介导了荷瘤动物和肿瘤患者体内的肿瘤非特异性免疫抑制，在血清蛋白电泳中，处于а-球蛋白区域和в-球蛋白区域。在此不予赘述。 Ⅳ、肿瘤细胞抗原加工途径缺陷或改变     Restifo等人研究了26种不同的人类肿瘤细胞系的抗原加工能力。他们用重组的痘苗病毒瞬时表达鼠的MHC-I类Kd分子。三种人类小细胞肺癌细胞始终不能将内源性蛋白呈递给对Kd限制性的痘苗病毒特异性的细胞毒性淋巴细胞。生物化学的提示这些细胞系不将MHC-l分子从胞浆内质网转移到细胞表面。这些肿瘤细胞的LMP-1，LMP-2，TAP-l，TAP-2四种抗原加工和提呈所必需蛋白的mRNA表达也较低，其确切的缺陷机制还不清楚，提示肿瘤细胞抗原加工能力的下调，不能将特异性抗原提呈给宿主T细胞可能是其逃避免疫监视机制之一。这些实验多是使小鼠的MHC-I类抗原在人类肿瘤细胞系中瞬时表达，再以鼠的细胞毒T细胞克隆测定杀伤活性。因此，人类的肿瘤细胞是否也通过改变其抗原加工机制来逃避免疫监视，有待进一步明确[30]。但值得说明的是，有人用人工TAP-1蛋白的特异性抗血清免疫组化分析测定了76例宫颈癌TAP-1的表达，其测试结果显示其中的37例宫颈癌无TAP-1表达。对肺、大肠、乳腺癌中的免疫组化测定初步结果显示，TAP-1同样在上述肿瘤细胞中表达减少，提示TAP-1的表达水平降低可能是人类肿瘤中的普遍现象[30]。 Ⅴ、粘附分子及协同刺激分子的缺乏     粘附分子在肿瘤逃逸免疫攻击方面亦具有一定的作用。如某些粘附分子表达异常可使肿瘤细胞逃避T细胞的免疫监视。以下情况均有助于肿瘤细胞逃避免疫监视作用:     (1)某些淋巴瘤细胞表面不表达或低表达淋巴细胞功能相关抗原(LFA-l);     (2)某些Burkitt淋巴瘤细胞并不能够表达细胞间的粘附分子I(ICAM-l)或LFA-3，或表达抗淋巴细胞粘附的分子，如Mucins，结果导致了这些淋巴瘤细胞刺激自体或同种异体T细胞应答的能力降低，从而逃逸免疫监视作用。     协同刺激分子是激发诱导有效的细胞免疫应答所必需的。很多具有正常免疫力的宿主并不能有效排除体内的高免疫原性肿瘤，可能是由于肿瘤细胞缺乏T细胞活化的共刺激信号。B7分子家族及其配基CD28/CTLA-4在协同刺激信号的传递中起重要作用。而肿瘤细胞常常缺失B7这一类共刺激分子，从而使CTLs不能有效地对肿瘤产生免疫应答，但如果给该肿瘤细胞转染B7基因（CD80&CD86）后，则可有效地激发T细胞介导的抗肿瘤免疫[1]。实验表明，将B7-1基因转入鼠K1735黑色素瘤细胞中会诱发较强的免疫排斥，而这种B7基因修饰的K1735肿瘤细胞免疫过的小鼠可产生针对亲代B7阴性K1735肿瘤细胞系的免疫反应。将MHC-Ⅱ基因片段及B7-1共转染Sal肉瘤，可明显提高其免疫原性。然而，单纯的B7-1转染并不能激发免疫反应消灭肿瘤。很多B淋巴细胞表达高水平的B7-1；另外，将B7-1基因转入用经典的移植试验测定为无免疫原性的肿瘤细胞，并不能使它们产生免疫原性。有些肿瘤细胞可能缺乏TSTA或抗原加工途径有缺陷。此外，可能还需要其他共刺激分子如ICAM-l，IFA-3，VCAM-l或HSA等[36]。   （二）、肿瘤细胞的特殊性与异常免疫应答 Ⅰ、肿瘤细胞“逃逸与免疫刺激”     在肿瘤生长的早期，由于肿瘤细胞量少，不足以刺激机体免疫系统产生足够的免疫应答。待肿瘤生长至一定程度，形成瘤细胞集团时，肿瘤抗原编码基因又发生突变，可干扰免疫识别过程，使肿瘤细胞得以漏逸，这种现象称为肿瘤细胞的逃逸(Sneaking Through)。也有人认为，少量肿瘤细胞不能引起宿主足够的免疫应答，反而可能刺激瘤细胞不断生长，这种现象称免疫刺激（Immunostimulation）。实验证明，在某些肿瘤组织内存在淋巴细胞，后者能为肿瘤细胞提供某些营养物质并刺激肿瘤细胞生长，这种辅助肿瘤细胞生长的物质称为肿瘤营养因子[30]。 Ⅱ、肿瘤抗原诱发免疫耐受 肿瘤细胞在宿主内长期存在和不断增多的过程中，其肿瘤抗原可作用于处在不同分化阶段的抗原特异性淋巴细胞，其中处于幼稚阶段的淋巴细胞接触肿瘤抗原后即可被诱发免疫耐受。肿瘤抗原可以诱发特异性免疫耐受，其结果是促进肿瘤生长。例如，母鼠可以将乳腺癌病毒传给小鼠，被病毒感染的小鼠成年后易发生乳腺癌；但如果将乳腺癌细胞移植给同系未感染该病毒的小鼠，则肿瘤细胞被排斥，表明该肿瘤细胞具有了抗原性。在另外一个实验中，将SV40 T抗原基因与其他不相关基因分别转染小鼠后，再用SV40病毒感染，发现转染了SV40 T抗原基因的小鼠，多数发生肺癌，而转染其他基因者则不发生[1]。 Ⅲ、免 疫 选 择 在肿瘤形成过程中，某些对免疫监视敏感的肿瘤被消灭，而不敏感的肿瘤细胞活下来，这种现象称为"免疫选择"(Immunoselection)。其机制可能为肿瘤抗原发生调变或基因突变，经自然选择（Natural Selection）使得异质性的肿瘤细胞群中，适合生存的克隆存活并增殖[37]。使得肿瘤抗原表达减弱或抗原性发生改变。这种变异可成为优势的细胞群，宿主将难以识别，细胞得以增殖[38]。这种免疫选择的变异细胞可由形态学上或表面表型上的异质性来证实。 （三）、免疫抑制作用 恶性肿瘤的发生发展与免疫系统发育不全和功能减退有密切关系。这主要表现在两个方面：     A、机体免疫系统功能障碍易发生恶性肿瘤：如动物新生期切除胸腺、化疗药物、放射线、肾上腺皮质激素或抗淋巴细胞球蛋白等均可抑制机体的免疫状态，从而使病毒诱发肿瘤和肿瘤异种移植获得成功。另外，先天性免疫缺陷、后天获得性免疫缺陷，如艾滋病病毒所致的免疫抑制，以及长期服用免疫抑制药物的患者，肿瘤发病率均较高。     B、恶性肿瘤直接侵犯免疫器官而造成机体免疫功能减退或抑制，也可释放免疫抑制因子降低宿主免疫力，或诱导体内抑制性细胞增多。临床发现，在肿瘤生长过程中，特别在肿瘤晚期，病人的免疫功能普遍低下，但当手术切除肿瘤，或给予其他有效治疗，病情缓解以后，免疫功能有不同程度的恢复。肿瘤免疫抑制主要表现为以下4个方面。 Ⅰ、抑制性细胞 现已鉴定出抗原特异性和非特异性的抑制性细胞，大多数为抑制性T细胞(Ts细胞)和抑制性巨噬细胞[39][40]。 Ⅱ、淋巴因子产生异常与 TH1/ TH2漂移 即TH2类细胞因子如IL-4、IL –6和IL-10等占优势，少有甚至没有TH1类因子的表达。 Ⅲ、免疫抑制因子的产生 1、肿瘤来源的抑制因子  研究表明，肿瘤细胞自身可产生、释放一系列抑制性因子直接参与宿主的免疫抑制，且抑制物具有异质性，包括抑制性细胞因子如TGF-β，前列腺素（PGs），代谢产物等。这些抑制物积累聚集于肿瘤局部，形成一个较强的免疫抑制区，使进入其中的免疫细胞失活[30]。 有人从小鼠纤维肉瘤中发现一种肿瘤来源的抑制因子(Tumor Derived Suppressor Factor，TDSF )，它是一种RNA-蛋白复合物，可诱导Ts细胞产生。 肿瘤患者血清中亦存在有多种生物学活性特异或非特异性免疫抑制因子。其中有的抑制因子是LAK细胞活性的抑制剂，因而如用IFN-γ刺激后，这些抑制因子的抑制作用可消失。有些肿瘤细胞能分泌TGF-β、IL-10、前列腺素(PGE2)等免疫抑制物质；原发性肝细胞癌能分泌甲胎蛋白；这些物质均具有免疫抑制作用，对免疫反应中多种效应细胞的功能均有抑制作用，如LAK细胞、淋巴细胞和巨噬细胞；有的肿瘤细胞可表达FasL，与攻击它的免疫细胞表面的死亡受体结合，引起免疫细胞的凋亡[1]。     TGF-β具有较强的负性免疫调节作用[22]，许多肿瘤如黑色素瘤，卵巢癌[26]可通过产生释放该细胞因子而引起机体的免疫抑制，能够抑制淋巴细胞、巨噬细胞的增殖。有资料表明，TGF-β可抑制机体多种抗肿瘤效应，如抑制淋巴细胞产生IL-2；阻碍NK细胞和Tc细胞的诱导和成熟；抑制由IFN-γ诱导的巨噬细胞对肿瘤的杀伤活性。TGF-β对IL-2体外诱导激活的LAK细胞毒活性具有抑制作用，并存在剂量---效应关系(0.1-10mg/ml)。其对LAK细胞的作用主要表现在影响该细胞的成熟过程，而不在效应期。Tada和Li-FX等认为荷瘤宿主体内CTL的诱导激活受抑制，可能是肿瘤细胞释放TGF-β选择性抑制 CD4+ TH细胞的结果。体外和体内研究发现，CD4+ TH细胞往往易受TGF-β的影响。当用抗TGF-β单抗中和该因子后，可恢复CD4+ TH细胞介导的CTL细胞的激活。另外有报道TGF-β可通过降低肿瘤细胞表面 MHC-Ⅱ类抗原的表达来降低机体对肿瘤的免疫应答。还可刺激单核细胞及纤维母细胞等释放具有免疫刺激活性的PGE2[30]。 IL-10是另一种负性免疫调节的细胞因子，在单核细胞存在的前提下，可直接抑制T细胞的增殖和细胞素的产生；可通过抑制一氧化氮(NO)的产生来干扰IFN-γ对巨噬细胞的活化；另外，IL-10可通过抑制TH1、CD8+细胞、NK细胞产生IFN-γ来间接抑制NK细胞的活性。如B细胞淋巴瘤细胞可分泌IL-10，能降低DC的生长速度和活性[26]； Chen-Q等用PCR和ELISA方法对一些黑色素瘤细胞来进行检测，发现其中的66%的细胞系可检出IL-10的mRNA，其培养上清中可检出IL-10。当用抗IL-10的单抗中和其中的因子后，可以消除肿瘤培养上清对淋巴细胞产生IFN-α、IFN-γ和IL-2等细胞因子的抑制作用。此外，荷瘤宿主体内的T细胞和巨噬细胞较正常宿主的淋巴细胞对IL-10的抑制作用更为敏感[41]。 研究表明，荷瘤宿主免疫功能低下与前列腺素有着密切关系。其中 E族前列腺素具有多种免疫抑制活性， PGE2是公认与荷瘤机体的免疫抑制相关的一种前列腺素。PGE2不仅可抑制淋巴细胞产生细胞因子及对丝裂原的增殖反应，降低NK细胞和巨噬细胞对肿瘤的细胞毒作用，还可抑制Tc细胞和LAK细胞的诱导成熟。许多癌症患者血清中PGE2水平明显增高。其升高程度与免疫抑制呈正相关。一般PGE2主要由癌症患者血中的单核细胞和巨噬细胞产生。但有资料显示，许多肿瘤细胞合成PG比相应正常组织高几倍甚至几十倍，如头颈部的鳞状细胞癌，部分肺癌等，均可产生高水平的PGE2。Lapointe等认为肿瘤局部的TIL细胞免疫功能低下与肿瘤细胞释放的PG有关。他们用头颈部鳞状细胞癌的细胞系与正常人外周血单个核细胞(PBMC)混合培养，检测培养后单个核细胞对PHA和IL-2的增殖反应，发现单个核细胞对两者的反应均明显降低，其中对 IL-2的反应受抑更为明显。进一步用流式细胞仪分析后，发现单个核细胞同肿瘤细胞培养后，表达IL-2R的单个核细胞及单个细胞表面IL-2R的表达量都明显减少。而在培养中加入消炎痛可以消除细胞的这种变化。这进一步证实了PG在免疫抑制中的作用[42]。 肿瘤细胞的某些代谢产物也具有免疫抑制活性，它们在肿瘤局部阻止免疫细胞对肿瘤的杀伤起着重要的作用。例如，腺苷(Adenosine，ADO)是一种核酸代谢产物，对淋巴细胞功能有抑制作用。这种物质的产生与肿瘤局部代谢环境的改变有关。许多实体瘤不断分裂增殖后，其内部血供常不能提供足够的氧气，在这种乏氧代谢的条件下，肿瘤细胞可产生高水平的腺苷，当这些腺苷释放到胞外，并在肿瘤局部环境中积累、聚集，可干扰免疫细胞对肿瘤细胞的攻击作用。Hoskin等在抗CD3抗体激活的杀伤细胞(AK)对靶细胞的细胞毒过程中加入性质稳定的α-cl-腺苷，可明显抑制杀伤细胞的细胞毒作用。研究发现腺苷对效应细胞的抑制作用主要表现在阻断了杀伤细胞对肿瘤的识别和粘附作用[43]。Machenzie等在大肠癌Mca-38的动物模型中加入腺苷脱氨酶(一种降解腺苷的酶)的抑制剂的cofomycin，可使AK细胞对肿瘤的粘附作用下降60%，进一步用AK细胞表面 Al、A2、A3受体亲和剂证明，腺苷主要是通过与LAK细胞表面A3受体结合，干扰LAK细胞对肿瘤的识别和粘附[44]。     此外，研究者们还从多种肿瘤细胞及其培养上清液中提取出具有免疫抑制活性的多肽物质。如原发性肝癌分泌的甲胎蛋白，而更多的是一些结构和生物学功能还不太清楚的物质。Werkmeister等从恶性黑色素瘤细胞系的培养上清中提取出一种对正常淋巴细胞的增殖反应有抑制作用的糖蛋白，该物质分子量很不均匀，从70-200kDa都有，其等电点为7.4和4.2。该物质对热稳定但对酸敏感，可耐受蛋白酶、DNA酶和RNA酶等[45]。Roth等从脂肪肉瘤和肝癌中提取出一种分子量为70KDa的糖蛋白，具有抑制活性。用单克隆抗体研究抑制物质表面抗原决定簇时，发现含有HLA-PR决定簇和IgMμ链[46]。Brotherich从大肠癌细胞系条件培养液中分离出一种多肽，可抑制淋巴细胞的DNA合成，经凝胶过滤法分离出分子量不同的两种成分，分别为60kDa和20kDa，该物质经加热60℃30分钟，或用胰蛋白酶处理后失去抑制活性[47]。我国学者亦从从人肝癌细胞系（PLC/PRF/S）的培养上清中分离出具有免疫抑制活性的多肽，分子量为42kDa[48]。尽管目前对这些物质的结构功能了解不详，不同肿瘤产生的物质各有其生化特性，但它们在某些免疫生物学特性上有许多相似之处，如这些物质均可抑制淋巴细胞受丝裂原或IL-2刺激后的DNA和蛋白质的合成；抑制同种异体细胞诱导的细胞毒性T细胞的活性；抑制NK细胞的活性等。另外，这些物质多具有糖蛋白的特性，可以被洗脱，当在细胞培养早期加人时，可产生最大抑制效应[30]。     2、可溶性IL-2受体  IL-2受体(IL-2R)表达于活化的T细胞、NK细胞、巨噬细胞膜的表面，IL-2R游离下来成为可溶性白细胞介素2受体(SIL-2R)后仍能结合IL-2，亦可能降低IL-2的活性。SIL-2R是一种活化T细胞的可溶性标记物，T细胞、B细胞、巨噬细胞及淋巴因子活化的杀伤细胞均可表达SIL-2R。SIL-2R竞争IL-2则可影响IL-2依赖的免疫应答。血清SIL-2R浓度增高可见于免疫缺陷病、肺癌、恶性淋巴瘤、结核和其他一些疾病。SIL-2R亦可以抑制IL-2刺激的周围血淋巴细胞的杀伤活性[30]。 Ⅳ、效应细胞功能异常     1、NK细胞  IL-2、IFN-γ、IFN-α对NK细胞活性有增强作用，特别是IL-2。NK细胞的作用机制是其含有多种杀伤因子，近来发现NK细胞是IL-2活化杀伤细胞(LAK)的前驱细胞之一。荷瘤患者的抑制性T细胞、抑制性单核细胞、抑制性巨噬细胞以及肿瘤细胞均可产生PGE2，可抑制NK的活性。因此，多数肿瘤患者NK细胞活性都比较低下[30]。     2、LAK细胞  即淋巴因子激活的杀伤细胞，其最突出的特征是具有广谱的抗肿瘤作用。抑制性巨噬细胞和免疫抑制因子的产生可抑制LAK细胞的活性。故随着肿瘤生长，周围血LAK细胞活性趋向降低[30]。     3、肿瘤浸润性淋巴细胞(TIL) 肿瘤增殖部位的效应细胞多数为T细胞，即TIL。TIL最突出的特征是特异、高效的杀肿瘤活性和低IL-2依赖性。TIL中还有B细胞、NK细胞等。因TIL缺乏其杀伤活性所需的细胞因子或肿瘤游离成分，分化异常，故失去抗肿瘤作用。而且肿瘤内浸润的淋巴细胞是多样性的，是由肿瘤细胞的免疫原性决定的，以便使肿瘤细胞逃避免疫攻击[30]。 总之，所谓肿瘤免疫逃逸是指恶性肿瘤逃脱机体的免疫监视，使肿瘤免受宿主的攻击而继续生长的现象。涉及到肿瘤细胞的生物学特殊性、机体的免疫状态以及两者之间的力量对比等诸多因素。 在上述的种种变化中，有一个值得注意的情况是：肿瘤患者体内血清成分发生了很大的改变，特别是出现了一些不明成分[45][46][47][48]。那么，这些不明成分来自何方，功能为何？它们与封闭因子是什么关系？另外，抗体是如何一反常态，助纣为孽的[31][32][34][49]？这都是迄今未有令人满意答案，值得深入研究的问。 二、免疫球蛋白（Immunoglobulin ，Ig）与肿瘤免疫：   目前的免疫学理论认为，体液免疫在肿瘤免疫中居于从属地位，抗体并不是抗肿瘤免疫的主力军[50]。对机体而言，抗体对肿瘤具有正负两方面的作用：正效应即抗体能发挥有限的抗肿瘤作用；负效应即抗体反而对肿瘤细胞起到了保护作用，典型例子即“增强抗体”和“封闭抗体”的活性。 （一）、抗体的正效应：实验证明，多种肿瘤患者体内存在肿瘤反应性抗体，如黑色素瘤[51]，乳腺癌[52][53]，头颈部肿瘤[54]，卵巢癌[55][56][57]等。抗体介导的效应可分为两类：一是直接效应；二是间接效应[58]。 Ⅰ、直接效应：由可变区介导。肿瘤细胞癌变过程中，可出现一些新的抗原性物质，作为肿瘤抗原被机体的免疫系统所识别，一些肿瘤抗原是与肿瘤细胞的恶性转化、增殖和转移密切相关的蛋白质，抗肿瘤抗体与这些肿瘤抗原结合，可改变肿瘤细胞的生物学特性，如抗体可通过封闭肿瘤细胞表面的转铁蛋白受体，起到抑制肿瘤细胞生长的作用；例如erbB/neu是与表皮生长因子受体高度同源的癌基因，在卵巢癌和乳腺癌等肿瘤中常有过度表达，与肿瘤生长密切相关，抗erbB/neu基因产物P185的抗体可阻断其生物学活性，抑制肿瘤细胞的增殖[30]；或者抗体与肿瘤细胞膜抗原结合，修饰其表面，使肿瘤细胞粘附特性发生改变甚至丧失，从而控制肿瘤细胞的生长和转移[50]；目前已经明确，单纯的抗体即可导致肿瘤细胞的凋亡。已有多种单克隆抗体（mAb）广泛应用于临床；如目前在临床上治疗B细胞性淋巴瘤的mAb（抗CD10和CD20分子），可导致体外培养的B细胞性淋巴瘤的凋亡，已经用于临床B细胞淋巴瘤的治疗；用mAb治疗手术后的大肠癌患者，效果明显，存活率提高[22]；抗Her-2/Neu的mAb已经成功用于临床治疗乳腺癌；抗CEA的mAb用于治疗胃癌、肺癌；抗CA-125的mAb用于卵巢癌的治疗；以及抗G-神经节苷脂的mAb用来治疗黑色素瘤；B细胞淋巴瘤细胞表面表达一种特异的免疫球蛋白独特型，可以被mAb所识别（但治疗后发生抗原调变）[1]；抗乳腺癌细胞生长因子受体P185HER-2的mAb可与化疗联用；抗表皮生长因子受体的mAb用于治疗肺癌乳腺癌[26]； 等等。 Ⅱ、间接效应：需恒定区与补体，或者靶细胞的Fc受体的相互作用，如CDC（complement-dependent cytotoxicity,补体依赖性细胞毒活性），ADCC。CDC和ADCC对防止肿瘤细胞的血道转移有一定意义[30]；发挥调理作用等[50]；实验证明，FcαRⅠ(CD89)转基因小鼠腹膜巨噬细胞表面表达FcαRⅠ后，具有吞噬细菌和溶解肿瘤细胞作用。IgA2可有效募集中性粒细胞来杀伤肿瘤细胞[59][60]。 一般认为，肿瘤组织中B细胞的浸润与肿瘤患者的预后呈正相关。例如：乳腺髓样癌尽管组织学上分化较差，但B淋巴细胞浸润极为明显且预后良好。Gyoso G等取肿瘤细胞悬液.通过RT-PCR扩增VH,Vk 和 Vλ 区域,使用 Kabat 数据库分析9个 VH, 5个 Vk,10个Vλ序列,发现一些VH,VL 区域的亚群 (I, II 和 III) 可以通过浸润的B淋巴细胞表达, 虽然一些 VH 和 VL，表现相同的或几乎相同的序列。但CDR3 区域的分析发现还存在不同,因此,B细胞浸润在这个乳腺髓样癌中表现为寡克隆（或多克隆）而不是单克隆增殖，提示多克隆Ig的表达对于肿瘤免疫有较好的正性作用[61]。单克隆抗体SK-1可以识别大肠癌表面的一种糖蛋白，Koda K等人给大肠癌病人静脉注射SK-1，8周后发现病人原来升高的CEA水平明显下降，据此他们推测SK-1具有抑制大肠癌细胞生长的作用[62]；Ghosh 等在带有Ehrlich ascites肿瘤的荷瘤小鼠血浆中发现并分离到三种分子量大小的IgA分子，其中的高分子量IgA（≥669kD）在体外实验中可明显增强外周血淋巴细胞及巨噬细胞的肿瘤杀伤能力，小分子量的IgA分子(150-443kD)只有微弱的增强外周血淋巴细胞肿瘤杀伤能力的作用，中等大小的IgA分子(443kD)却在体外实验中抑制外周血淋巴细胞的肿瘤杀伤能力[63]；等等。 （二）、抗体的负效应：有许多实验证据表明，在荷瘤宿主的自然状态下，抗肿瘤的体液免疫应答似乎与抗肿瘤效应无关，相反，在某些情况下，肿瘤特异性抗体不但不能杀伤肿瘤细胞反而会干扰特异性细胞免疫应答的抗肿瘤作用，即具有促进肿瘤细胞生长的作用，这种抗体被称作增强抗体，其机理被认为是增强抗体覆盖了肿瘤细胞抗原位点，以致封闭了杀伤性免疫细胞的作用[50]。关于这个问题，如前所述，这里从略。 抗体在肿瘤免疫中的这种双重作用，使得对肿瘤免疫的研究更加复杂。显然，在肿瘤发生发展的过程中，肿瘤本身发生变化的同时，对免疫系统也施加了各种影响，方能得以成功逃脱重围。   三、肿瘤患者体内Ig的变化：   大量文献报道表明，肿瘤患者体内的Ig异常，表现在量和质两个方面。 一是量的方面。一方面肿瘤患者体内Ig总量普遍上升：Ig及Ig复合物水平在一些恶性肿瘤患者体内升高早已成为共识[64]。检测血清中IgA含量是否上升已成为鼻咽癌（NPC）早期诊断的常规方法[65]。并且发现，一些恶性肿瘤患者可伴有单克隆性或寡克隆性免疫球蛋白血症[66]，如Maes B等最近发现，一位近期发现单克隆性丙球蛋白病的患者，不明原因地出现血、蛋白尿,肺炎之后很快引发肾功能恶化,肾组织学显示为新月体肾小球肾炎,免疫组化表明沉积物为较强的IgA阳性和中等强度的kappa和lambda light chains,血清学检测，抗基底膜抗体为IgA阳性而IgG阴性,与常规病例不同,病人没有其他免疫性疾病,进一步检查病人患有支气管癌T2N2M0,提示在肿瘤形成过程中，可能发生了不寻常的免疫应答，从而产生了特异的基底膜抗体[67]；孔宪涛等发现，在一些萎缩性胃炎及胃癌患者中，血中出现M蛋白成分，可为IgG、IgA或IgM型，一例有结肠癌、舌癌、甲状旁腺腺癌病史的患者，出现IgG/κ型M蛋白[68]；现已发现在卵巢癌患者的病程中，常常会出现机制不明的免疫系统低反应性现象，淋巴细胞的数目和反应性都大大降低。Gercel-Taylor 等从体液免疫的角度进行了系列的研究，发现卵巢癌人体内存在肿瘤特异性的抗体，并且随着病程的进展，该抗体水平不断升高。该抗体是否与免疫系统的低反应性有关还不清楚，他们推断卵巢癌患者免疫系统可以进行有效的免疫识别，但不能正常发挥其免疫监视作用。进一步研究发现，这种肿瘤特异性抗体可识别两种抗原，分别位于胞内和胞膜上，识别胞内抗原的抗体出现往往提示病人的预后很差，而有识别胞膜抗原抗体的病人预后好于前者[69][70]。综上所述，提示Ig分子可能在肿瘤免疫中扮演双重角色。早在80年代，人们就发现肿瘤患者体内存在一种免疫抑制因子，而这种抑制因子可能是以与Ig结合的状态存在，由此曾流行用蛋白A亲和层析的方法去除恶性肿瘤患者血浆中的Ig及CIC（Circulating immune complexes 循环免疫复合物）的疗法。具体方法是：抽取患者外周血，分离血浆后，在无菌条件下通过protein A或抗人Ig的亲和层析柱，再将流出的血浆与其他血液成分混合，回输给患者，结果发现，回输后数（4-48）小时内即可看到肿瘤明显充血、水肿，往往形成肉眼可见的囊泡；镜下可见胞浆骨架断裂，胞核染色体异常，核浓缩或者片断化；进一步治疗后，上述现象更加明显，不但出现在单个瘤细胞，而且出现在瘤结节和基质，局部甚至发生坏死溃疡；再经数次治疗，一些癌灶出现单核细胞浸润，原来发生溃疡的部位为肉芽组织取代。但这种疗法对晚期患者疗效不显著。并且，由于一直没有分离到与Ig结合的抑制因子，故其治疗机制并不清楚[71][72]。Olubuyide等发现原发性肝癌患者循环中的可溶性免疫复合物和Ig分子水平明显增高[73]。1992年，Bobrova 等在试图检测另一种肿瘤抗原时，发现在卵巢癌及胃癌患者血清中存在一种56—60kD大小的类似Ig重链的抗原分子，该分子同时存在于HEp-2等非造血系统来源的肿瘤传代细胞系中[74][75][76]。 另一方面，肿瘤患者体内Ig比例构成可发生改变，如L Kronberger等将恶性乳腺疾病患者血清中的IgG1/IgG2的比例，与健康人及良性乳腺疾病患者作了对比和统计分析，发现前者血清中IgG1水平下降，而IgG2水平上升，认为可将IgG1水平下降作为诊断乳腺癌的一个指征[77]；他们的其他研究发现，这一现象在多种肿瘤普遍存在，如女性生殖系统、乳腺、大肠/直肠、头颈部及前列腺等部位发生的肿瘤[78][79][80][81][82]。 二是质的方面,表现为出现许多分子结构异常的Ig分子。Gercel-Taylor 等发现卵巢癌患者的循环中存在一种异常的肿瘤反应性Ig分子。该Ig分子被异常糖基化，可以与conA结合，并且水平随病程发展而升高。该分子的出现预示着很差的预后[69][70]。 分析表明，肿瘤患者体内的Ig，部分来自机体的免疫系统，如前所述，是机体对肿瘤发生免疫应答的结果；但是其余的，也是大量存在的Ig，除造血系统恶性肿瘤患者体内的确知是由恶变的浆细胞克隆分泌外[68]，均未查明来源，其生物学作用亦未查明。那么，这些Ig来自何方，在体内起着什么作用？现在，有越来越多的实验证据表明，这些Ig极有可能来自肿瘤细胞，肿瘤细胞表达Ig，对其可能具有重要意义。   四、上皮性恶性肿瘤细胞表达Ig的研究：   早在1996年，邱晓彦用免疫组化的方法，即发现上皮性恶性肿瘤细胞胞浆中存在可以与抗人IgG抗体结合的物质，通过蛋白电泳和Western Blot，证实这种物质与Ig分子抗原性相同，分子结构基本相同[2][3]，并且通过Southern Blot及Northern Blot方法证明上皮性恶性肿瘤细胞存在Ig基因重排结构[4][8][9]，从而提出了上皮性恶性肿瘤细胞表达“Ig-like protein” 的概念。   1998年，Kimoto等用巢式RT-PCR方法在5种非造血系统细胞来源的肿瘤传代细胞（SW1116 肠腺癌，Hep2 喉鳞状细胞癌，MCF7 雌激素受体阳性乳腺腺癌，MDA-MB-231雌激素受体阴性乳腺腺癌，HC48 胰腺腺癌）中发现了免疫球蛋白(IgG1、IgG3、IgM、IgD、IgE、IgA)恒定区和TCRα基因的转录，认为这些肿瘤细胞中亦可能表达相应的蛋白。这为肿瘤传代细胞中可能表达Ig提供了有力的证据[15]。   同年，湖南医科大学肿瘤研究所邓锡云等从中国人鼻咽癌细胞系克隆出一种鼻咽癌恶性转化基因，命名为Tx，其一个与转化活性有关的限制酶（EcoR Ⅰ）酶切片段，与人免疫球蛋白κ型轻链恒定区序列惊人相似；基于此，他们推测免疫球蛋白κ型轻链恒定区基因在某些肿瘤如鼻咽癌中亦可能表达。免疫组化分析结果表明，在不同类别肿瘤，或在肿瘤组织的癌细胞，或在癌旁上皮细胞呈阳性，且强弱有差别；阳性信号清晰定位于胞浆；新的发现是，肿瘤组织中癌细胞或癌旁上皮细胞表达免疫球蛋白轻链有一重要特点，即两种类型同时表达，这与B细胞有根本区别。他们推测免疫球蛋白轻链在癌变过程中发挥一种非免疫作用，且作用于癌变早期[16]。   2001年，邱晓彦等通过RT-PCR并经测序结果证实，在宫颈癌传代细胞系（HeLa MR）中有Ig基因重排基因RAG1及RAG2的转录，从上游对肿瘤细胞中有Ig-like protein的产生提供了证据，对Kimoto等人关于肿瘤细胞内是否存在Ig可变区重排的的疑问给予了肯定的回答[10]。   同年，浙江大学郑树等对由减式杂交方法获得的人大肠癌相关基因SNC73进行了的结构和功能研究,发现其与免疫球蛋白IgA1基因恒定区高度同源,为一免疫球蛋白样基因，编码为IgA重链的单独分子。FISH结果表明，该基因定位于人染色体14q32，证明其为IgA1的家族成员。RT-PCR、Northern Blot和原位杂交证明，SNC73在大肠癌中的表达低于同一癌旁粘膜,可能为一新的肿瘤标记物,并提示上皮细胞、非淋巴细胞存在IgA类的蛋白，且该蛋白在上皮和癌细胞中表达不一致[17]。   同年，湖南医科大学肿瘤研究所黎明等采用免疫组化、Western Blot及ELISA等方法检测MCF-7(人乳腺癌细胞系)、SW480(人结肠癌细胞系)、MGC(人胃癌细胞系)、HeLa(人宫颈癌细胞系)、CNE1-LMP1(稳定表达LMP1的鼻咽癌细胞系)、HNE2(鼻咽癌细胞系)和Tet-on-LMP1-HNE2(受四环素诱导可调控的鼻咽癌细胞系)等7种上皮来源的细胞系的细胞蛋白提取液及培养上清，结果在7种上皮来源的肿瘤细胞系的蛋白提取液及培养上清中，均检测到了人免疫球蛋白A。认为上皮来源的肿瘤细胞可表达免疫球蛋白A[18]。   2002年，Kotaka等用差减杂交方法检测肝细胞癌（HCC）与HCV伴发的关系时，发现与正常肝组织相比，HCC组织中免疫球蛋白λ轻链基因和轻链为κ型免疫球蛋白基因呈阳性，但他们认为这同染色体移位及核酸修复有关，并可能同有DNA损伤作用的化学试剂引起的癌变过程及抗肿瘤治疗的效率相关[19]。   同年，Yang S等用免疫组化的方法检测了22例人胃癌（Human Gastric Carcinoma）样本中两类人免疫球蛋白轻链的共表达情况，发现两种类型（λ和κ）双阳的百分比高达77.3% (17例)；单阳的百分比分别为9.1% （κ型，2例）和4.5% （λ型，1例）；λ和κ双阴性的百分比仅为9.1%（2例），免疫球蛋白轻链的表达现象在人胃癌细胞普遍存在，认为在胃癌细胞中免疫球蛋白基因的激活机制可能与在B细胞淋巴瘤中的机制不同，研究人胃癌细胞中两类人免疫球蛋白轻链的共表达情况具有重要意义[20]。   表达免疫球蛋白对于肿瘤细胞生存来说，可能有着重要意义。 参考文献 1.Abul K.Abbas, Andrew H. 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