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肿瘤生物治疗.ppt 病理学教研室李祖茂卫生部,中国卫生事业发展情况统计公报2007年部分市、县前十位疾病死亡专率及死亡原因构成顺位市 县死亡原因ICD-10死亡专率1/10万构成死亡原因ICD-10死亡专率1/10万构成1 恶性肿瘤 176.2 28.5 恶性肿瘤 114.2 24.82 脑血管病 111.5 18.0 脑血管病 119.7 20.63 心脏病 100.6 16.3 呼吸系病 100.2 17.24 呼吸系病 80.9 13.1 心脏病 80.6 14.85 损伤及中毒 37.6 6.1 损伤及中毒 52.1 9.06内分泌营养和代谢疾病20.4 3.3 消化系病 15.6 2.77 消化系病 17.5 2.8内分泌营养和代谢疾病8.8 1.58 泌尿生殖系病 7.9 1.3 泌尿生殖系病 7.1 1.29 神经系病 5.9 1.0 神经系病 4.5 0.810 精神障碍 5.4 0.9 精神障碍 3.5 0.6十种死因合计 91.3 十炙酪蚝霞 93.2缺点:(1)手术不能完全摘除或彻底消除肿 瘤细胞，难以控制转移和复发并且使 病人肢体、器官残缺 (2)放疗造成造血系统的损害皮肤 损害，乏力、脱发 (3)化疗特异性差，产生严重的毒副 反应，肿瘤对药物产生耐受 肿瘤生物治疗是通过应用各种生物治疗制剂和手段来调节或增强机体对肿瘤细胞的免疫监视和免疫排斥能力，抑制或杀伤肿瘤细胞或通过抑制肿瘤细胞转化 促进恶性细胞分化来降低肿瘤的恶性度的一种肿瘤治疗方法 是手术、放疗和化疗的有效辅助疗法，又被称为恶性肿瘤第四种治疗模式 19世纪末 Coley利用化脓性链球菌治疗癌症称为Coley疗法 50年代末Prehn和Main发现小鼠肿瘤特异性移植抗原，建立了现代肿瘤免疫概念随后多种非特异性生物制剂卡介苗、短小棒状杆菌、免疫核糖核酸、转移因子等的大量临床应用和动物实验为人类的肿瘤免疫治疗奠定了科学基础 80年代中叶，Oldham等提出生物反应调节(BRM)概念，建立了现代肿瘤生物治疗的理论和技术基础 增强机体抗肿瘤?庖?诱导肿瘤细胞自身生长停滞或凋亡 抑制肿瘤血管的形成 利用药物前体转化酶，增强肿瘤细胞药物敏感性 提高宿主对肿瘤常规治疗的耐受力或加速损伤的恢复肿瘤生物治疗的方法 基因治疗 免疫治疗 抗血管生成治疗 干细胞治疗 诱导分化及凋亡 内分泌治疗 G ene t herapy is a medical interventionbased on modification of the geneticmaterial of living cells 肿瘤的基因治疗是指将外源性基因导入体内肿瘤细胞或机体正常细胞以调变基因达或提高机体免疫应答抑制肿瘤恶性生长达到治疗肿瘤的目的一种肿瘤治疗方法 1980年有人提出用磷酸钙介导基因转移来治疗地中海贫血 80年代初建立逆转录病毒体系为基因治疗提供高效率的转移载体 1989年5月22日Rosenberg首次将外源基因-新霉素抗性基因用逆转录病毒导入肿瘤浸润淋巴细胞中 A nderson于1990年9月14日第一次用于人类疾病的基因治疗，由于腺苷脱氨酶(ADA)缺失导致的免疫缺陷的4岁女孩经逆转录病毒载体将该酶基因导入骨髓细胞而获救，并且存活至今 1999年9月17日在University of Pennsylvania 一名18岁先天性鸟氨酸甲酰氨基转移酶(OTC)缺乏症男孩在基因治疗时死亡，基因治疗陷入全面低潮 2002年在法国又发生先天免疫不全症bubble boys基因治疗临床试验发生白血病的副作用 1991年我国复旦大学和第二军医大学首次对B型血友病进行基因治疗临床试验 2003年10月，深圳市赛百诺基因技术有限公司自主开发的用于治疗恶性肿瘤的“重组人p53腺病毒注射液”(今又生，Gendicine)，获SFDA颁发的新药证书，之后又相继取得准字号生产批文和药品GMP证书，成为世界第一个获准上市的基因治疗药物根据基因导入的方式分为两种: 直接体内疗法 是指将目的基因直接导入体内有关的组织器官，使其进入相应的细胞并进行表达 间接体内疗法 是指在体外将目的基因导入靶细胞，经过筛选和增殖后将细胞回输给患者，使该基因在体内有效地表达相应产物，以达到治疗的目的 免疫基 因疗法 抑癌基因疗法 造血干细胞介导的基因疗法 前药转换酶基因疗法?转染免疫活性细胞，主要是TIL、CTL等抗癌效应细胞?转染肿瘤细胞(实际上是一类细胞因子的肿瘤疫苗疗法)?转染造血干细胞?转染其他正常细胞以发挥细胞因子的直接或间接抗瘤效应?促使肿瘤细胞MHC(人类主要组织相容复合体，又称人白细胞抗原HLA)基因的诱导和表达增强，或将MHCI类或II类抗原基因转入肿瘤细胞?将能增强肿瘤细胞免疫原性、协同刺激T细胞的因子如B7等的基因或B7基因与MHCII类抗癌基因一并导入肿瘤细胞?用癌基因特异产物等肿瘤抗原基因导入肿瘤细胞以诱导特异性抗瘤CTL的产生等均属于疫苗基因疗法;还可能根据抗原肽-MHC-TCR三元体这一特异性免疫应答的理论进展，采用基因工程技术的真正的肿瘤肽特异性免疫防治对T细胞治疗的有效探索 这方面研究最多的为野生型p53基因疗法。美国德州安德森癌症中心胸外科的研究小组开展的直接瘤体内注射携带野生型p53基因的重组腺病毒Adp53治疗头颈部鳞癌和非小细胞肺癌病人I期临床研究在国际肿瘤学界影响很大。英国、埃及和意大利三国临床合作小组直接将野生型p53基因表达质 基因具有治粒注射入肝癌瘤体内，未观察到明显毒副作用。这些研究成果显示了p53疗肿瘤的潜力 P21、p16、p27、Rb等?肿瘤药物敏感基因:转入肿瘤细胞，能使低毒或无毒性的药物转化为细胞毒性药物，使肿瘤细胞对无毒性的药物前体产生高度敏感性，从而选择性地杀伤肿瘤细胞?肿瘤药物增敏基因:将这类基因转入肿瘤细胞后，能使其对某类抗瘤化疗药物的敏感性增加，降低其耐药性，以增加化疗药物的疗效?肿瘤药物耐受基因:能使细胞对肿瘤化疗药物产生耐受性，当将它们转化正常骨髓细胞后，可保护骨髓造血功能，从而可以加大化疗剂量以期尽可能地杀伤肿瘤细胞。多药耐药(multidrug resistanceMDR)基因 病毒载体 逆转录病毒载体、腺病毒载体、腺相关病毒载体等。其中最被看好的是腺相关病毒 非病毒载体 R V 载体是经修饰的逆转录病毒，其复制所需要的基因被除去，代之以治疗性基因和选择性标记物。 R V 优点:能在体外条件下把基因高效转入增殖细胞，可同时感染大量细胞，有广泛的宿主范围，能稳定整合，插入基因的表达时间长等 缺点:RV的负载容量限于8kb，整合的随机性有潜在的危险性，基因导入原代人类细胞的效率低及靶细胞稳定转化后就难以逆转治疗等 重组腺病毒载体在基因转移中的应用相当广泛 优点是:易于培养和纯化;基因组大，因而可插入大片段外源基因;可高效地转导不同类型的人组织细胞;可转导非分裂细胞;在细胞培养物中有高滴度的重组病毒产量;进入细胞内并不整合到宿主细胞基因组，仅瞬间表达，因而安全性较高;可原位感染组织，如肺等。 缺点有:表达外源基因时间短，免疫原性强，可引发机体产生强烈的炎症反应和免疫反应;几乎可以感染所有细胞，而缺乏特异性 A A V 是4.7kb单链DNA基因组的人类微小病毒 A A V 载体的优点是:?AAV并不引起任何疾病，而在细胞培养及动物模型可表现抗肿瘤作用;?病毒DNA能够稳定有效地整合人细胞基因组(19号染色体短臂);?有宽广的宿主范围，该载体似乎易感染造血干细胞，能潜伏感染非分裂期细胞;?在动物模型中表达可持续半年以上 A AV载体也有一些局限性，如病毒小，最大插入序列仅4.5kb，复制基因rep缺失的AaV与野生型AAV相比，载体整合效率较低、位点特异性较差 A A V 可感染分裂期及静止期细胞，当辅助病毒不存在时，AAV能整合到宿主细胞基因组的特定区域，无致病性，免疫原性弱，因此，它无毒高效，是目前理想的基因治疗载体 基因治疗靶细胞(Target cell)或称受体细胞(Recipient cell)一般要求符合下列基本条件:? 来源容易?能在体外培养和扩增?易于被基因转染并进行高效表达?易于体内移植或回输，用于人体后所携带的目的基因能稳定地表达?具有比较长的生存寿命 目前用于基因治疗的受体细胞有淋巴细胞类、肿瘤细胞、造血干细胞、肌细胞、皮肤或纤维细胞等 美国临床试验918个?期589个?/?期185个?期120个?/?期9个?期15个 主要为: 1 组织相容性抗原如HLA2B7治疗直肠癌等 2 肿瘤抑制基因如Adp53治疗颈部肿瘤、 非小细胞肺癌等BRCA1治疗卵巢癌等 3 细胞因子如用IL-2治疗转移性的乳腺癌 IL-7和IL-12修饰的瘤苗增强抗肿瘤效应 我国已有HSV-TK(单纯疱疹病毒胸苷激酶)基因治疗恶性脑胶质瘤、树突状细胞为基础的肿瘤体细胞基因治疗、白细胞介素-2基因治疗胃癌、单纯疱疹病毒2胸腺嘧啶脱氧核苷激酶?sv2tk)基因治疗肝癌等几个肿瘤基因治疗方案进入了临床试验阶段 重组腺病毒2p53抗癌注射液SBN21作为世界上第一个基因治疗药品于2003年10月经国家SFDA批准进入了试生产阶段 免疫治疗就是使肿瘤患者低下的免疫功能得到恢复，增强人体对肿瘤的防御功能，重新调节被破坏的机体与肿瘤之间的平衡，以延长患者生存期，或直接给患者全身或局部输注体外活化诱导的免疫活性细胞，从而直接杀伤肿瘤细胞的一种肿瘤治疗方法 抗肿瘤免疫治疗主要包括主动免疫治疗、被动免疫治疗 细胞因子Cytokine 疗法 过继性免疫疗法 单克隆抗体结合物 肿瘤疫苗 特异性主动免疫治疗:应用肿瘤抗原或模拟肿瘤抗原的疫苗刺激机体免疫系统，激发或增强机体的抗肿瘤特异性免疫应答，阻止肿瘤生长、扩散和复发 非特异性主动免疫治疗: 短小棒状杆菌(PV)和左旋咪唑等具有佐剂作用的免疫调节应用卡介苗(BCG)、 剂，非特异性刺激机体免疫系统，强化抗肿瘤免疫效应;局部或全身给予细胞因子(如IL-2、IL-12和IL-15)，可促进免疫细胞活化，增强其抗肿瘤免疫效应 抗体靶向治疗 过继免疫治疗?抗肿瘤单克隆抗体直接体内应用?抗肿瘤单克隆抗体与抗肿瘤药物、生物毒素、细胞因子或放射性核素偶联?基因工程抗体-毒素(或酶)融合蛋白直接杀瘤?抗肿瘤单克隆抗体和抗效应细胞表面分子的抗体组成双特异性抗体，可引导杀瘤效应细胞向肿瘤灶集中?胞内抗体在肿瘤细胞内表达，特异性作用于致瘤的癌基因产物或端粒酶 向肿瘤患者体内输注具有抗瘤活性的免疫细胞，直接杀伤肿瘤细胞或激发机体抗瘤免疫效应 回输的效应细胞包括:在体外用肿瘤抗原或淋巴因子激活的淋巴细胞(淋巴因子激活的杀伤细胞、肿瘤浸润的淋巴细胞等)、导入外源细胞因子基因并表达相应产物的淋巴细胞等 LA K (lymphokine activated killer cells): 外周血淋巴细胞在体外经过IL-2培养后，诱导产生的一类新型杀伤细胞;杀伤肿瘤细胞不需抗原致敏;无MHC限制性;有人认为来源于NK细胞 T IL(tumor-infiltrating lymphocytes ): 从实体瘤组织中分离;经过IL-2体外培养后，获得比LAK细胞更强的杀伤活性 C IK (cytokine-induced killer): 一类细胞因子诱导的新型杀伤细胞;PBMC以抗CD3mAb活化，并以IL-2、IFNγ及TNFα等组合细胞因子促增殖分化为CD3CD56杀伤细胞;杀伤靶细胞作用较LAK细胞强，可有效消除微小残留瘤病变，预防肿瘤复发，延长患者生存期 细胞因子过继治疗:临床应用较多。一类细胞因子具有广泛的免疫调节、抗肿瘤增殖和抗病毒作用，主要有干扰素1FN、白细胞介素2及其系列、肿瘤坏死因子TNF;另一类造血生长因子，粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子G-CSF、GM—CSF、红细胞生成素EPO和血小板生成素TPO。这些造血生长因子可作为改善化疗相关骨髓抑制的支持疗法，对癌症化疗的进步起到积极的作用 以单抗介导的靶向性抗肿瘤药物正成为肿瘤生物治疗产业化开发的 热点。1997年美国上市的利妥昔单抗(rituximab)为重组嵌合抗CD20单克隆抗体，用于治疗淋巴瘤，标志着单抗已进入临床应用阶段 1986 年，由Ortho开发、用于治疗器官移植出现的排斥反应的首个单克隆抗体药物——莫罗单抗-CD3(muromonabCD3， hocloneOKT3)获得了FDA的批准，由此拉开了单克隆抗体药物发展的序幕。20年后的今天，单克隆抗体药物已经成为生物医药最重要的发展领域之一，到2006年，FDA共批准23个治疗性单克隆抗体药物 1997年利妥昔单抗获准上市:基因技术公司推出了利妥昔单抗(rituximab，美罗华，Mabthera)，本品是首个用于治疗癌症的单克隆抗体 1998年群司珠单抗上市:在群司珠单抗(trastuzumab，Herceptin)进入快速审批通道后，1998年9月25日，本品获准与紫杉醇(paclitaxel)联用一线治疗HER2阳性的转移性乳腺癌，也可单一用药作为二线、三线治疗。本品由基因技术公司开发，是FDA批准的首个单抗类分子靶向药物 疫苗vaccine:一种能刺激机体免疫系统产生抗特异性靶物质如病毒、细菌等的免疫反应的物质 肿瘤疫苗:指给机体输入具有抗原性的瘤苗、刺激机体免疫系统产生抗肿瘤免疫效应，用于治疗肿瘤 人类肿瘤抗原的免疫原性弱，常需要免疫佐剂增强肿瘤疫苗的效应(具有免疫增强作用的物质:卡介苗、短小棒状杆菌、痘病毒、细胞因子等) 并非所有的肿瘤相关抗原都是疫苗治疗的理想靶子 大多数肿瘤疫苗是诱导产生细胞毒性T细胞，但也可诱导体液免疫 肿瘤疫苗的目的是治疗肿瘤而不是预防肿瘤 肿瘤疫苗同样存在接种方式、最佳剂量、强化、免疫常规及安全性等问题 肿瘤细胞疫苗 病毒疫苗 蛋白/多肽疫苗 核酸疫苗 抗独特型疫苗 树突状细胞疫苗 融合细胞疫苗 异种疫苗 最早的肿瘤疫苗 肿瘤组织、细胞经过加热、照射、药物灭活等方法处理加佐剂后制成的肿瘤疫苗 细胞疫苗的优势在于制备相对简便，细胞性物质的免疫原性强，缺点是必须通过外科或一些特殊途径获得肿瘤细胞 这种疫苗临床上已试用于多种实体瘤，有一定疗效，但对肿瘤异质性无很好作用，不能起到有效控制与治疗肿瘤的目的 基因修饰的肿瘤细胞疫苗(免疫基因治疗):肿瘤基因工程疫苗是通过基因重组技术将多种目的基因导入受体细胞制成，是当前发展最快、研究最多的疫苗已进入临床一、二期试用 抗原提呈细胞(antigen presentingcell，APC):这类细胞能够摄取、加工、处理抗原并将抗原信息提呈给淋巴细胞。专职APC:主要包括巨噬细胞，树突状细胞(dendritic cell，DC)和B细胞 D C 细胞:关键的抗原提呈细胞，丰富的MHC分子表达，丰富的共刺激分子的表达和极强的抗原捕捉能力 肿瘤抗原致敏的DC疫苗:肿瘤抗原肽或蛋白体外致敏DC:可产生保护性抗肿瘤T细胞介导的免疫，并引起肿瘤消退，如PSM-P2肽(前列腺特异性膜抗原)致敏DC用于37例前列腺癌治疗，30明显好转;细胞溶解物致敏DC:由于肿瘤抗原不清，采用全血细胞溶解物致敏DC，可以诱发广泛的T细胞反应 基因修饰的树突状细胞疫苗:各种细胞因子基因、肿瘤抗原基因等DC与肿瘤细胞融合 第二军医大学郭亚军教授等率先在国际上创建了B细胞与肝癌细胞融合制备一种新型肿瘤疫苗 采用电穿孔法将DC与肿瘤细胞融合，保留了DC的生物学特征，可以诱导T细胞对该肿瘤的细胞毒性作用 目前该方法用于个体化治疗，将肿瘤病人的肿瘤细胞与脐血干细胞来源的DC融合后回输给肿瘤病人体内，具有明显的抗肿瘤效应，临床有效率可达70以上 1912年意大利罗马的一位31岁的妇女?环韫芬 私又挚袢 呙缰 笏 墓 卑? ?E B 病毒与鼻咽癌和Burkitt淋巴瘤，HBV与肝癌，HPV与子宫颈癌，人类嗜T细胞病毒(HTLV)与人类某些淋巴细胞性白血病等 抗肿瘤重组病毒疫苗:痘病毒 (牛痘病毒、禽痘病毒、腺病毒) 在体内把高剂量的肿瘤抗原多肽输送给APC表面的空的MHC分子 多肽疫苗具有特异性高、安全性好、可方便地人工和大量合成纯度高、重复性好等特点 目前在进行临床研究的抗原肽主要有:黑色素分化抗原、CT (cancer-testis)抗原和热休克蛋白(HSP)等 是由携带编码抗原基因的真核表达质粒制成，直接输入组织细胞内，使之在体内表达相应抗原而诱导机体产生相应特异性免疫反应 质粒DNA通过基因枪注射、肌肉注射、脂质体包裹等手段注射到生物体内，使外源基因在活体内表达，产生的抗原激活机体的免疫系统 质粒DNA疫苗较稳定，易于提纯，可诱导针对某一特定抗原决定簇的免疫应答，而不诱导针对疫苗的免疫反应，转染的宿主细胞能够稳定表达抗原，可满足重复治疗的需要 核酸疫苗既能激发免疫反应，又具有亚单位疫苗的安全性，具有制备简单、接种方便、保护期长等优点，部分核酸疫苗已获准进入一期临床试验 异种疫苗是一种全新概念的肿瘤疫苗随着其抗肿瘤潜能的日益显现而越来越受到人们的重视 与传统的肿瘤疫苗不同异种疫苗利用不同种属间物种的同源基因在进化过程中所形成的细微差别来打破宿主对自身肿瘤抗原的免疫耐受、诱导抗肿瘤免疫应答而达到抗肿瘤目的 与癌症有关疫苗有200个左右涉及多种不同实体肿瘤。2005年端粒酶疫苗通过I期临床试验可望成为一种广谱抗肿瘤疫苗 十余种重组细胞因子已被批准作为药物正式上市，其中IFNα可用于治疗毛细胞白血病、恶性黑色素瘤、滤泡性淋巴瘤和卡波西肉瘤，IL-2可用于转移性肾癌恶性黑色素瘤治疗 近年发现抗肿瘤抗生素刺孢霉素 倍。Calicheamycin与单抗构成Calicheamycin对肿瘤细胞的杀伤活性比阿霉素强1000 的偶联物对多种肿瘤有良好疗效;2000年美国FDA批准用于治疗髓性白血病的Mylotarg就是单抗与Calicheamycin的偶联物 2006年宫颈癌疫苗上市:宫颈癌疫苗(Gardasil)是世界上第一种防治宫颈癌的疫苗，也是人类研制成功的第一种癌症疫苗。本品主要针对4种人乳头状瘤病毒(HPV)，分别为HPV6，11，16和18。研究表明，约70的宫颈癌病例都是由16和18型HPV感染所引起 V ect b i ix(帕尼单抗)该药于2006年9月获准用于治疗常规化疗失败后的转移性结肠直肠癌患者，其靶向作用于表皮生长因子受体(EGFR)。这是第一个用于治疗结肠直肠癌的完全人源化抗体，并且能显著延长患者的无病情发展期肿瘤与血管生成的关系 肿瘤组织大于1mm3时，需要生成新的血管为其继续增殖提供足够的氧气和营养物质，排除代谢产物，同时肿瘤细胞通过血管向四周组织和器官侵入，发生转移。因此，新血管的生成是肿瘤迅速增殖和转移的重要条件 靶向血管不易产生耐药性 肿瘤血管内皮细胞的有限损伤就可造成大量肿瘤细胞的生长抑制不会对骨髓和造血器官产生毒性 抗血管生成治疗可应用到多种恶性肿瘤治疗中具有广谱性 全世界大约有75种抗血管药物进入了临床试验阶段大多数处于?期或?期临床试验阶段12种已进入或已完成了?期临床试验即将上市。TNP-470 烟曲霉素衍生物 、血管抑素和内皮抑素进入了?期临床试验阶段，基质蛋白酶抗体、VEGF抑制剂BMS2275291已进入了?/ ?期临床试验 2004年 bevacizumab Avastin获准上市 血管生成抑制剂，是首个以切断肿瘤细胞的血液供应而发挥作用的药物生物治疗存在的问题 肿瘤生物治疗的疗效不确定 肿瘤生物治疗的特异性问题 肿瘤生物治疗的安全性问题 肿瘤生物治疗是应用各种生物治疗制剂和手段来调节和增强机体的免疫和抗癌能力 维护机体生理平衡抗御肿瘤变被动抗癌为主动抗癌有着巨大的治疗潜力和生命力 从生物治疗发展的过去和现代生物疗法的未来和取得的疗效看 本疗法是有其潜在的疗效和光 明的前途 从某种意义上讲将具有决定性的长期疗效