近年來，分子生物學的迅猛發(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，使得卡介苗成為腫瘤免疫治療的熱點，本文就卡介苗的緩腫瘤機制與研究進展作一綜述。

　　1 卡介苗治療腫瘤的歷史

　　卡介苗(Bacille Calmette-Guérin, BCG) 是強毒的牛型結(jié)核桿菌經(jīng)過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)核病的預防。直到 年, Holmgrea 首次報道用卡介苗**。到了20世紀50～60年代，曾有研究報道卡介苗對白血病、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 卡介苗緩腫瘤機制

　　卡介苗治療腫瘤的確切機制尚不完全清楚，有研究證明卡介苗緩腫瘤是通過局部而起作用，但也有研究證明，機體完整的免疫系統(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， 所以認為卡介苗是通過激活機體免疫機能而起到緩腫瘤作用的。目前通常認為卡介苗緩腫瘤機制有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、細胞表面及基質(zhì)中。卡介苗通過FN結(jié)合在膀胱壁上,這是卡介苗發(fā)揮緩腫瘤免疫效應所必需的第一步。當正常上皮被完整破壞時,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,從而啟動了機體免疫反應來殺滅腫瘤細胞。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。卡介苗與腫瘤或黏膜上皮細胞FN結(jié)合,不僅是卡介苗黏附的分子生物學基礎,也是卡介苗介導局部細胞免疫和直接細胞毒作用的中心環(huán)節(jié)。

　　2.2 卡介苗對腫瘤細胞的直接作用

　　卡介苗不僅可以誘導腫瘤細胞表達能激發(fā)特異性免疫應答的抗原——腫瘤相關(guān)抗原和交叉反應抗原(如熱休克蛋白),還可誘導腫瘤細胞表達黏附分子(如ICAM-1)和Fas受體,從而增強免疫活性效應細胞與腫瘤細胞的結(jié)合[3]，通過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,腫瘤細胞可以表達主要組織相容性復合體-Ⅱ類分子(MHC-Ⅱ)[4], MHC-Ⅱ可通過與巨噬細胞的結(jié)合,激活CD4+T細胞。卡介苗可以促進腫瘤細胞HLA-DR抗原的表達，從而增強腫瘤細胞的免疫原性,提高腫瘤細胞對免疫細胞的易感性、免疫細胞的識別與殺傷活性。Ikeda等[5]報道, 卡介苗可誘導鼠膀胱癌細胞株MBT-2和人膀胱癌細胞株T24，T28等增加表面抗原MHC-II，CD1，CD80和I2CAM-1等分子的表達,而且卡介苗作用過的MBF-2 細胞能刺激經(jīng)卡介苗激活的淋巴細胞產(chǎn)生IL-2和IFN-γ。膀胱內(nèi)灌注卡介苗后,可誘導腫瘤細胞產(chǎn)生IL-1，IL-6，IL-8，IL-2，IL- 12，INF-γ等細胞因子,發(fā)揮直接緩腫瘤作用、免疫細胞網(wǎng)絡調(diào)節(jié)效應和放大免疫細胞緩腫瘤活性。此外卡介苗可以增強膀胱黏膜上皮細胞和腫瘤細胞B7抗原的表達。B7屬于共刺激因子中的一種,在腫瘤抗原作為第一信號、共刺激因子作為第二信號的刺激下,T淋巴細胞活化、增殖,產(chǎn)生細胞因子,并激活NK細胞,提高了卡介苗局部緩腫瘤的免疫效應。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個亞型。在人類膀胱癌上皮細胞株和人類尿路感染模型上皮細胞也檢測到TLRs- 2和TLRs-4的表達, 卡介苗的胞壁成分激活腫瘤細胞表面的TLRs-2 和TLRs-4,使腫瘤細胞產(chǎn)生細胞因子和表面分子,如INF-γ，IL-8，IL-2，IL-12，GM-CSF，ICAM-1，B7.1，B7.2 等,這些少量的細胞因子和分子可以促進Th0細胞向Th1細胞轉(zhuǎn)化。李響等[6]報道,經(jīng)卡介苗刺激誘導后,人膀胱癌細胞株TLR-2和TLR-4分子的表達水平增強,且經(jīng)卡介苗刺激后,T24細胞的培養(yǎng)上清液中IL-12水平升高,并且與卡介苗呈劑量效應關(guān)系。IL-12的分泌增加與TLR-2和 TLR-4表達水平的增強有量效關(guān)系,兩者具有一致性,而卡介苗刺激后人膀胱癌細胞株培養(yǎng)上清液中IL-4的分泌量并無明顯增加。

　　2.3 卡介苗對專職抗原提呈細胞的作用

　　樹突狀細胞(DC)是目前發(fā)現(xiàn)的最有效的抗原提呈細胞,未成熟的DC可以通過吞噬顆粒物質(zhì)經(jīng)加工處理后由MHC-Ⅰ類分子呈遞給CD8+T,細胞由 MHC-Ⅱ類分子呈遞給CD4+T細胞。在抗原提呈這一反應過程中,卡介苗感染細胞的強烈抗原信號可誘導大量免疫細胞趨向卡介苗抗原部位,在免疫細胞識別、吞噬與清除卡介苗感染細胞的同時其自身進一步被卡介苗抗原激活,使相關(guān)靜止的NK細胞直接或通過細胞因子激活，后者可直接殺傷多種變異細胞。DC吞噬活化的分枝桿菌后可促進成熟，可分泌炎性細胞因子并上調(diào)其表面和MHC-Ⅰ類分子的表達。因此，非成熟DC通過攝取卡介苗顯示出潛在的抗原提呈能力。新的研究表明,卡介苗的細胞壁骨架(BCG-CSW)可介導人成熟的樹突狀細胞(DC)表面的CD40,CD80,CD83,CD86表達增高,其效果同 TNF-α,熱滅活卡介苗后刺激結(jié)果相似[7]。卡介苗熱休克蛋白70(HSP70)是卡介苗細胞質(zhì)的重要成分之一，可以使DC誘導同種異體淋巴細胞轉(zhuǎn)化能力增強，淋巴細胞增殖加快，從而促進DC成熟，增強其抗原提呈能力[8]。

　　2.4 卡介苗對緩腫瘤效應細胞的作用

　　2.4.1 卡介苗對T細胞的作用 緩腫瘤免疫是以細胞免疫為主,卡介苗主要活化的是CD4+和CD8+的細胞毒性T細胞。卡介苗和腫瘤細胞的特異性免疫反應,使Th0細胞向Th1型細胞轉(zhuǎn)化,誘導T細胞活化和增殖,介導細胞免疫反應。卡介苗灌注膀胱后，專職抗原提呈細胞和腫瘤細胞上表達的MHC-I或MHC-Ⅱ類分子增高，T細胞受體 TCR和CD3復合物識別之,并在共刺激分子B7.1和B7.2的參與下活化T細胞。李曉強等[9]以卡介苗為佐劑用膀胱腫瘤可溶性抗原誘導人外周血單個核細胞成為細胞毒性T細胞，并用其對膀胱癌切除術(shù)后患者進行膀胱腔內(nèi)灌注，發(fā)現(xiàn)患者外周血CD3+,CD4+T細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。卡介苗還能激活T細胞產(chǎn)生一氧化氮(NO)并促進合成酶(NOS)的表達增加,卡介苗灌注4周后膀胱組織一氧化氮合成酶的表達明顯增加,尿中NO水平比灌注前增加45%,而NO對腫瘤細胞具有直接的細胞毒作用。

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

　　卡介苗緩腫瘤是個復雜的免疫過程，除以上的細胞免疫途徑，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淋巴細胞浸潤，提示體液免疫反應機制可能包括在其中，但由于卡介苗灌注后浸潤的淋巴細胞太少及持續(xù)時間較短，通常認為處于次要地位。此外還認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

　　由于卡介苗是活菌制劑,因此有其特有的副反應,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12 h;體溫>38.5 ℃持續(xù)超過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。這些嚴重并發(fā)癥的發(fā)生限制了卡介苗的廣泛應用。

　　4 卡介苗緩腫瘤有效成分

　　由于毒副作用較大,人們開始從卡介苗里分離有效成分來替代卡介苗。BCG-CW是從卡介苗提純的卡介苗細胞壁,腹腔注射BCG-CW可以明顯提高荷瘤小鼠NK細胞的殺傷性,且能促進胸腺細胞的增殖能力[13]。胞壁酰二肽(MDP) 是卡介苗細胞壁骨架中具有免疫活性的最小結(jié)構(gòu)單位,有很強的免疫調(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，可以誘導人外周血單個核細胞(HPBMCs) 分泌高水平的IL-12 和GM-CSF,而對Th2 型細胞因子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。實驗證明BCG-PSN可以激活淋巴細胞,遏制IL-4 的產(chǎn)生，促進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嘌呤二核苷酸序列，通過激活NK細胞、巨噬細胞和DC細胞來發(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型細胞免疫反應的功能,并且在不同的腫瘤模型中證實了其緩腫瘤活性。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藥物療效不佳的缺點,從而進一步降低腫瘤術(shù)后復發(fā)的一種新的治療方法。近年來卡介苗的聯(lián)合治療已成為又一熱點，人們發(fā)現(xiàn)用某些毒副反應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。

　　卡介苗膀胱灌注時加用IL-2可提高后者膀胱內(nèi)濃度，而且IL-2可以增強卡介苗的免疫作用，同時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行膀胱灌注來治療膀胱腫瘤,發(fā)現(xiàn)其復發(fā)率及副反應發(fā)生率明顯低于單用卡介苗。臨床上單獨應用IFN-α有效率和復發(fā)率兩項指標不如卡介苗,但毒副作用小。杜信毅等[19]聯(lián)合應用IFN-α和卡介苗，對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)復發(fā)率僅為7%。

　　細胞化療藥物是通過細胞毒性來遏制和破壞腫瘤細胞DNA，RNA及蛋白質(zhì)合成,而卡介苗能提高機體對腫瘤細胞的免疫力,并通過各種免疫細胞因子攻擊殺傷腫瘤細胞，兩者作用機制不同,可相互取長補短。Lamm等[20]對膀胱癌術(shù)后患者分別應用卡介苗或絲裂霉素進行膀胱灌注治療，平均隨訪27個月，377 例腫瘤患者復發(fā)率分別為19.4%和32.6%。譚政等[21]用吡揉比星聯(lián)合卡介苗對膀胱癌術(shù)后患者行膀胱灌注，平均隨訪11個月，發(fā)現(xiàn)其復發(fā)率僅為 7.7%。

　　6 重組卡介苗的研究

　　重組卡介苗(rBCG)是應用基因工程技術(shù)，將卡介苗改造成具有攜帶和表達外源基因的能力。近年來,各國學者致力于從事重組卡介苗的研究,使卡介苗能夠高效表達IL-2，TNF，IFN等細胞因子,以求進一步提高卡介苗的緩腫瘤活性,同時降低其毒副作用。rBCG對膀胱癌、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,同時對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]報道用rBCG表達結(jié)核桿菌的抗原Ag85B,可以提高Th1 型細胞免疫反應,并且可以通過rBCG來提高表達抗原,降低活卡介苗的劑量,提高其免疫效果,降低副反應。Anold等[24]構(gòu)建了可分泌IFN-α的重組卡介苗,并做體內(nèi)外實驗檢測其免疫刺激能力。體外實驗表明,重組卡介苗可以上調(diào)MB49細胞MHC-Ⅰ分子的表達。重組卡介苗體內(nèi)灌注后,CD4+T 細胞及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)機理將得到更充分的揭示。分子生物學、生物工程、免疫學基礎理論的發(fā)展,為卡介苗治療腫瘤奠定了堅實的基礎。不久的將來,具有良好緩腫瘤效果,又無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。