原中国工程院院士卢世璧教授及301医院骨科研究所团队刊文将热休克蛋白GP70、GP96喻为“瑞士军刀”

热休克蛋白肿瘤卢世璧

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保信医疗保信医疗 2024年09月12日 12:57

始于1993年

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热休克蛋白不仅调动了机体的特异性免疫，也调动了非特异免疫(天然免疫),是一个非常全面的增强细胞免疫的蛋白佐剂，因此它被誉为“瑞士军刀”,在抗病毒及肿瘤免疫中可发挥重要作用。

中国人民解放军总医院（301医院）骨科研究所原所长中国工程院院士卢世璧教授、袁玫教授、陈继营教授早年联合刊文显示及证明热休克蛋白/肽复合物疫苗在防治肿瘤方面的积极作用。

★热休克蛋白（HSP）是一种分子伴侣，存在于多种生物细胞内，具有稳定、组装和携带蛋白的作用，也能携带肿瘤细胞抗原。HSP的某些亚型，如HSP 70和gp 96，具有抗原递呈作用，能够活化T细胞，包括CD 4+和CD 8+T细胞，特别是细胞毒性杀伤细胞，产生特异性细胞免疫。

★热休克蛋白/肽复合物疫苗通过从肿瘤细胞中提取的可溶性热休克蛋白，携带特异性肿瘤细胞抗原肽，形成疫苗。在动物实验中，这种疫苗对多种肿瘤有明显的预防作用，能够使肿瘤生长缓慢或肿瘤完全消退，转移瘤灶减少或无转移，活存期延长。

★临床应用方面，自我肿瘤热休克蛋白gp 96/肽复合物组成的疫苗已在临床应用，对胰腺癌、肾癌、前列腺癌及黑色素瘤患者进行了一期试用，结果显示疫苗是安全的、有效的。临床I期试用于各种治疗无效的晚期转移患者16例，治疗后9/16例有效，可延长生存期。对黑色素瘤IV期患者的初步应用，随访17个月，生存率为75%，而不用疫苗的同期患者平均生存12个月。对肾癌的初步应用，16例中肿瘤全消1例，部分消退3例，还有3例延长了生存期。

尽管热休克蛋白/肽复合物疫苗的研究应用还在起步阶段，存在许多问题需要进一步研究，但作者相信热休克蛋白疫苗将给肿瘤患者的预防肿瘤复发和转移带来福音。

应用热休克蛋白/肽复合物疫苗防治肿瘤

陈继营袁玫卢世璧

中图分类号R738 文献标识码A 文章编号1005-8478(2002)05-0500-02

肿瘤手术切除后能否根治，最关键的是防止复发和转移，目前所用的化疗或放疗往往不仅杀死了肿瘤细胞，也摧毁了机体的免疫功能，最终难以根治。如何调动机体的免疫功能来杀伤肿瘤细胞是人们长期以来的设想，这方面的研究持续了百年的历史，仅在近10余年来，随着免疫学和分子生物学等基础医学的突破性进展，开始展现了调动机体特异性免疫功能杀伤肿瘤细胞(肿瘤疫苗)的可喜的苗头。

机体能识别和杀灭非我的外来微生物，而不能消灭自身的肿瘤，这一现象归结为肿瘤细胞逃逸了机体的免疫监视。因此，长期以来人们从事于两个方面的研究，一是肿瘤是否存在不同于正常组织的特异抗原? 二是机体为什么不能识别和排斥肿瘤细胞?

对于前者，人们用单克隆抗体和T细胞识别抗原的方法证实了一大批肿瘤相关抗原、一些特异性抗原以及T细胞表位抗原，证实了肿瘤细胞具有可被机体识别的抗原，当然，还有大量未知的抗原。对于后者，人们也证实了细胞免疫在抗肿瘤中起主要作用，但由于肿瘤细胞缺少或不表达组织相容复合物(MHC)及共刺激因子，因而不能活化T细胞，导致细胞免疫处于功能低下状态；此外，它还分泌免疫抑制因子，从而抑制了免疫功能。

基于这些研究，取得的共识是：(1)肿瘤细胞具有可被机体识别的抗原。(2)细胞免疫在机体抗肿瘤作用中起主要作用。(3)诱发与增强机体的抗肿瘤免疫作用是可行的，包括特异性抗原的发现、增强共刺激因子和多种细胞因子的作用。(4)肿瘤抗原肽与MHC锚定位点分子结构的逐渐探知(已有近10种)。随之，出现了多种肿瘤疫苗的构建，在动物实验有效后，临床1～3期应用的已有40余种，都表明有一定作用，但其作用尚待观察和增强。

热休克蛋白(HSP)是一种分子伴侣，它具有高度保守性，存在于多细胞生物到哺乳动物和人类的细胞内。具有稳定、组装和携带蛋白的作用，也可携带肿瘤细胞抗原。根据其分子量的大小可分为多种类型，如HSP-27、HSP-40、HSP-60、HSP-70、HSP-90、gp96等，并具有不同的生物学效应，在细胞生长时、细胞受到刺激后或肿瘤细胞中明显增多。HSP的2 种亚型，HSP70及gp96具有抗原递呈作用，即在细胞内将抗原与MHC结合，并递呈到细胞表面，从而活化T细胞，包括 CD4+和CD8+T细胞，特别是细胞毒性杀伤细胞，产生特异性细胞免疫，这时，HSP就好像载体或佐剂，诱发免疫作用的是它所递呈的抗原。

同时HSP70、gp96及HSP60本身具有活化巨噬细胞、树突状细胞(抗原递呈细胞)的作用，从而增强了共刺激因子和MHC的表达；它还活化自然杀伤细胞(NK细胞)及受体为y/δ的T细胞，即非MHC限制的免疫活化。从而促进了多种细胞因子的释放，如IL-2、TNF、IFN等，它还诱导IL-12增多，这些都与抗原无关，而是通过HSP与其受体 CD91结合而产生的，而CD91表达于巨噬细胞、树突状细胞和 NK细胞；所有这些都进一步促进了细胞免疫作用。总之，热休克蛋白不仅调动了机体的特异性免疫，也调动了非特异免疫(天然免疫),是一个非常全面的增强细胞免疫的蛋白佐剂，因此它被誉为“瑞士军刀”,在抗病毒及肿瘤免疫中可发挥重要作用。

热休克蛋白/肽复合物可诱发机体的抗肿瘤细胞免疫功能。从肿瘤细胞中提取的可溶性热休克蛋白，由于热休克蛋白携带了特异性肿瘤细胞抗原肽，就形成了热休克蛋白/肽复合物疫苗。以热休克蛋白/肽复合物疫苗免疫动物，以后接种肿瘤，观察其预防肿瘤生长及转移的作用，不同实验室在多种动物实验观察，所用肿瘤包括黑色素瘤、肉瘤、结肠癌、前列腺癌、肝癌、白血病及肺癌等都取得了明显效果，可使肿瘤生长缓慢或肿瘤完全消退，转移瘤灶减少或无转移，活存期延长。

而且，它的作用是非常特异的，即只对所提取HSP的肿瘤有保护作用，对同类或非同类的肿瘤无保护作用，如对小鼠Lewis 肺癌的高低转移株间无交叉保护作用。当然，从正常组织提取的热休克蛋白对任何肿瘤都无保护作用。由于它的保护作用只限于对所提取热休克蛋白的肿瘤有保护作用，表现了高度的“个体化”(Private),这就进一步提示了肿瘤抗原的“个体化”特性；个性抗原是非常多样化的，有人将之比做DNA指纹，这一比喻，一方面解释了个性化疫苗的特异有效性，另一方面也可能解释当前应用肿瘤共性抗原为疫苗所产生的临床效果不稳定的原因。

同时，所提取的热休克蛋白携带了大量的蛋白肽，可能包括了该肿瘤的抗原肽库，从而成为多价疫苗，这样，它的作用就大大超过了用一种抗原做成的疫苗。此外，肿瘤细胞不仅可表达个性抗原，也表达共性抗原，热休克蛋白携带的肽就可能包含了肿瘤个性肽、共性肽、以及正常细胞肽，但正常肽是处于免疫耐受状态，而不引起免疫反应。在与第一代肿瘤疫苗(自我肿瘤细胞灭活后为疫苗)的作用比较时，它的保护作用也显著高于自我肿瘤细胞疫苗；临床应用自我肿瘤细胞疫苗的5年生存率有不同程度提高，但效果不稳定，这可能是由于全肿瘤细胞的疫苗未能去除其有害的成分，如前列腺素、TGF等免疫抑制因子，而从自我肿瘤细胞提取的热休克蛋白则去除了各种有害因素。

自我肿瘤热休克蛋白gp96/肽复合物组成的疫苗已在临床应用，其中4个中心已完成了一期试用并有结果报告，对象为胰腺癌、肾癌、前列腺癌及黑色素瘤患者。最早的临床I期试用于各种治疗无效的晚期转移患者16例，治疗后9/16例有效，可延长生存期，外周血ELISPOT检测表明细胞毒性T细胞(CD8+)及NK细胞升高，未发现疫苗相关的毒副作用，因为热休克蛋白本身是良好的佐剂，不像共他疫苗需要佐剂，它不附加任何其他人工佐剂；也没有发现自身免疫反应，是安全的。对黑色素瘤IV期患者的初步应用，随访17个月，生存率为 75%,而不用疫苗的同期患者平均生存12个月。对肾癌的初步应用，16例中肿瘤全消1例，部分消退3例，还有3例延长了生存期。

初步的结果表明热休克蛋白gp96/肽复合物疫苗是安全的、有效的、可生产的、也是伦理所能接受的，因为它不含任何外来的DNA或病毒载体，不产生遗传性改变。现已进入临床Ⅲ期试用1.43。HSP70也正开始(世界各国及国内)。

我们的临床及实验研究表明：骨肿瘤及胃肠肿瘤热疗后5年生存率提高，个别病例远隔转移灶消退,热疗后肿瘤细胞中的HSP70及gp96均升高，动物实验肿瘤热疗后NK细胞活性升高，IL-2及TNF(肿瘤坏死因子)的水平也升高6,这些都表明HSP诱发了机体抗肿瘤的免疫作用。目前，为扩大疗效观察，在美国成立了“个体化肿瘤疫苗中心”,各地的肿瘤患者在手术时取出方糖大组织一块，(从肿瘤组织提取的热休克蛋白gp96/肽复合物量为20～150ug/g,如同时提取HSP70及gp96 可得300ug/g),寄往该中心，ld后可得到提取的热休克蛋白/ 肽复合物疫苗，在术后间隔1周皮内注射2次，每次1ug,以后隔周皮下注射，每次10～20ug。所提取的热休克蛋白/肽复合物可在-80℃保存6个月，以备术后长期使用；预防肿瘤复发及转移的远期效果正待观察。

然而，热休克蛋白/肽复合物疫苗的研究应用还在起步，很多问题尚待进一步研究，例如，除HSP70及gp96外，其他亚型，如HSP60、HSP110及HSP170等是否也有递呈抗原的作用?诸多热休克蛋白所递呈的抗原肽的分子结构是什么?能否找到具共性及个性的T细胞表位肽?等等，大量的研究需要去做，而这些都可在临床应用的同时加以深入和澄清。我们相信热休克蛋白疫苗将给肿瘤患者的预防肿瘤复发和转移带来福音。