自身肺癌抗原致敏DCs的抗肺癌体外免疫效应研究

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  【摘要】 目的 探讨自身肺癌抗原致敏树突状细胞(Dendritic Cell,DC)的体外免疫效应。方法 体外原代培养肺癌细胞,并制备冻融抗原,冲击DCs,致敏肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)和外周血T淋巴细胞,MTT法检测DCs瘤苗体外联合抗肺腺癌细胞效应。结果 采用效靶比为30:1和20:1的比例,30:1和20:1的CTL杀伤率为(18.21±2.89)和(24.69±3.51); 30:1和20:1的CTIL杀伤率为(25.46±3.02)和(27.52±2.68),CTIL比CTL杀伤率高(P<0.05)。结论 负载自身肺癌抗原的DCs致敏的肿瘤浸润淋巴细胞TIL比外周血T淋巴细胞杀伤率高,为肺癌的生物治疗提供了新的思路。
  【关键词】肺癌;树突状细胞;T淋巴细胞;杀伤率
  
  Astudy on the specific immunological effect induced by DCs loaded with autospecific lung cancer antigen
  SHEN Xiao li,ZHAO Jun,WANG Zhi hua,et al.Changzhi 2nd people’s hospital,Shanxi,Changzhi 046000,China
  【Abstract】 Objective To discuss the specific immunological effect induced by DCs loaded with autospecific lung cancer antigen.Methods Primary lung cancer cells were cultured in vitro and prepared to antigen through thaw and freeze.Antigenwas presented totumor infiltrating lymphocyte(TIL)and T lymphocyte derived from peripheral blood by dendritic cells(DCs).The specific anti tumor immunological effect of DCs vaccine was detected by MTT method.Results 30:1 and 20:1 ratio were employed as effector cell:target cell.The kill rates of CTL with 30:1 and 20:1 were 18.21±2.89 and 24.69±3.51,respectively;the kill rates of CTIL were 25.46±3.02 and 27.52±2.68.The kill rate of CTIL was higher than the CTL(P<0.05).Conclusion The kill rate ofCTIL sensitized by DCs loaded autospecific lung cancer antigen is higher than CTL.It provides a new clue for biotherapy of lung cancer.
  【Key words】 Lung cancer; Dendritic cell; T lymphocyte; Kill rate
  
  肺癌为当前世界各地最常见的恶性肿瘤之一,到2005年我国每年肺癌已超过100万,成为世界第一肺癌大国。传统的手术治疗、放疗、化疗虽在不断地改进,但肺癌患者的总体生存率并无明显改善,5年的生存率不足15%[1]。因此,人们在不断探索新的肺癌治疗手段。以树突状细胞(dendritic cell,DC)为基础的肿瘤治疗已成为当今肿瘤生物治疗的焦点之一。本研究以树突状细胞提呈肺癌患者自身肿瘤抗原致敏肿瘤浸润淋巴细胞(tumor infiltrating lymphocyte,TIL)和外周血T淋巴细胞,以评价其抗肺癌效应。
  1 材料和方法
  1.1 材料 主要试剂:rhGM CSF,rhIl 4,rhIL 2,Ficoll Hypaque淋巴细胞分离液(中国医学科学院血液学研究所),RPMI 1640(GIBCO),胰蛋白胨(Polypepton),胎牛血清、胰酶(Coring),MTT、胶原酶Ⅳ、dispase酶、DNA酶(Sigma),肺腺癌A549细胞株由郑州大学病理生理教研室惠赠。
  肿瘤标本的获取:11例肺癌患者均为山西省长治医学院附属医院2005年9月至2007年10月住院经手术后病检确诊病例,其中,男9例,女2例,年龄40~72岁,平均60岁,按TNM分期为Ⅱa~Ⅲa期。11例患者自愿参与本研究,并签署知情书。
  1.2 方法
  1.2.1 肺癌原代细胞的培养 参照whiteside的方法[2],无菌条件下手术切除的癌组织用Hanks液冲洗,机械剪碎至1~2 mm3大小,加入0.05%的胶原酶Ⅳ,0.25%dispase酶37℃消化50 min,消化的细胞悬液经尼龙网200目过滤成单细胞悬液,瑞氏染色判断单细胞悬液中淋巴细胞百分比。然后经不连续密度梯度(上层为75%的Ficoll Hypaque,比重为1.055;下层为100%的Ficoll Hypaque,比重为1.077)400 g离心20 min,分别收集界面细胞。表层为富含肿瘤细胞层,用作肺癌原代细胞培养。75%和100%分离液之间富含淋巴细胞层,用作肿瘤浸润性淋巴细胞TIL培养,接种于50 cm2瓶中,培养时需加rhIL 2(5 mg/L)。
  1.2.2 肺癌冻融抗原的制备 将所得的肺癌原代细胞加入24孔培养板,2 ml/孔。细胞培养在37℃,5%的CO2培养箱中,3~5 d换液一次。取对数生长期的肺癌细胞,用0.05%的胰酶消化3 min后终止,离心肺癌细胞,PBS液冲洗3遍,计数,调整细胞浓度为1×10 7/ml,细胞悬液装冻存管,置于液氮中10 min,再迅速放入 37℃水浴中,待其完全融化后,再次放入液氮中,如此反复冻融3次后,15000 rpm,4℃离心30 min,收集上清经0.22 pm微孔滤膜过滤作为肺癌自身抗原,1∶10稀释, 20℃保存备用。
  1.2.2 肺癌患者外周血DCs的体外诱导 取同一肺癌患者外周血50 ml,肝素抗凝。加入生理盐水(5∶1)稀释后沿管壁缓缓加入到含淋巴细胞分离液(1∶1.5)的离心管内,室温1 5000 r/min离心25 min,最上层吸出作自体血浆备用后,用毛细吸管吸出界面灰黄单个核细胞层(MNC),加入适量生理盐水吹打混匀后1200 r/min离心8 min,洗涤细胞3次,弃上清,用含20%自体血浆的RPMI1640培养基悬浮细胞,接种入24孔板,每孔4×109细胞/L培养基.37℃、5%CO2孵箱培养2 h后,轻轻吸出上清置培养瓶中获得T淋巴细胞,加入因子rhIL 2(5 mg/L),置培养箱中继续培养,24孔板中获得单核细胞(Mo),每孔加入细胞因子rhGM CSF(10 mg/L)、rhIL 4(10 mg/L),置于培养箱中培养,每3 d半量换液1次,细胞因子同前。
  1.2.3 肺癌自身抗原致敏DCs DCs培养第3天换液时加入肺癌自身抗原100μl/孔,第6天每孔加入LPS(5 mg/L),第7天收获成熟DCs。取肺癌自身抗原致敏的成熟DCs(DC瘤苗)与T淋巴细胞和TIL以1∶20比例混合,共培养3 d。DCs递呈抗原并激活幼稚T淋巴细胞,促使T淋巴细胞活化为细胞毒性的T淋巴细胞(CTL)和肿瘤浸润性淋巴细胞(CTIL)。
  1.2.4 MTT法检测DCs瘤苗体外联合抗肺腺癌细胞效应
  1.2.4.1 肺腺癌细胞的培养 将人肺腺癌A549细胞培养于含10%胎牛血清、青霉素100 U/ml、链霉素100 U/ml的RPM11640培养液中,37℃,5%CO2培养箱培养,每3~4 d传代一次。
  1.2.4.2. DCs诱导肺癌特异性CTL 致敏的T细胞(CTL和CTIL)为效应细胞,按效靶比分组,A组:靶细胞对照组(A549细胞);B组:效应对照组(未致敏的T淋巴细胞+ A549细胞);C组:效应对照组(未致敏的TIL细胞+ A549细胞);D1组:肺癌特异性CTL+ A549细胞(效:靶=30:1);D2组;肺癌特异性CTL+ A549细胞(效:靶=20:1);E1组:肺癌特异性CTIL+ A549细胞(效:靶=30:1);E2组:肺癌特异性CTIL+ A549细胞(效:靶=20:1)。将以上细胞接种于96孔板,每组复种8孔,并且重复3次。培养72 h,最后4 h加入MTT20μl(5 mg/ml)。培养4 h后1000 rpm离心5 min弃上清,补入150 μl二甲基亚枫(DMSO),1充分震荡0 min后用酶联免疫检测仪在波长570 nm检测OD值。以下公式计算杀伤活性:CTL杀伤活性=[(效应对照组OD值一实验组OD值)/靶细胞对照组OD值]×100%。并比较实验组间对肺癌细胞的杀伤效果。
  1.2.5 统计学方法 本实验统学计分析均采用SPSS 11.0统计软件。所有数据用表示,采用单因素方差分析,以a=0.05为检验水准。
  2 结果
  2.1 DCs的体外培养 外周血分离获得单个核细胞(MNCs),贴壁2 h后吸出悬浮淋巴细胞,获得贴壁良好的小而圆的单核细胞(Mo),加入GM CSF和IL 4,细胞培养24 h后均可见贴壁的Mo聚集成均匀散布的细胞聚体(粒 巨噬细胞集落形成单位,GM CPU)。3 d后可见部分细胞有突起伸出,5 d后大量突起交织在一起。培养7 d后,大量树突状形态细胞从贴壁、半悬浮状态变为悬浮状态,细胞变大变圆,均匀散布于培养基中,为典型DCs形态(图1)。
  图1 倒置显微镜下原代培养的DCs ×200
  A培养第3天 B培养第5天
  2.2 DCs瘤苗体外联合抗肺腺癌细胞效应与对照组相比,采用效靶比为30:1和20:1的比例,结果肿瘤浸润淋巴细胞TIL比外周血T淋巴细胞杀伤活性强(P<0.05)表1。
  表1
  DCs瘤苗联合诱导对EC9706的杀伤率(x±s)
  分组效应细胞靶细胞效靶比杀伤率(%)
  AA549细胞10.52±3.12
  B未致敏的T淋巴细胞A549细胞10.98±2.79
  C未致敏的TIL细胞A549细胞9.87±4.12
  D1CTLA549细胞30:118.21±2.89
  D2CTLA549细胞20:124.69±3.51
  E1CTILA549细胞30:125.46±3.02
  E2CTILA549细胞20:127.52±2.68
  注:组间对比P<0.05
  3 讨论
  肺癌的发病率高,死亡率居所有恶性肿瘤的首位。肿瘤的主动免疫治疗一直是肿瘤治疗研究的热点,肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)是继LAK细胞之后发现的一种新的免疫活性细胞,TIL细胞的研究开辟了治疗晚期恶性肿瘤的领域。树突状细胞(DC)是摄取、加工、呈递抗原的重要专职抗原呈递细胞,它呈递抗原的能力最强,对如何在体内外通过刺激扩增和激活,提高其抗原递呈功能,以诱导特异性的细胞免疫反应等一系列以DC为手段的抗肿瘤免疫成为近年来的一大研究热点,树突状细胞可以向包括肿瘤浸润淋巴细胞在内的T淋巴细胞提呈抗原,并诱发细胞毒T淋巴细胞(CTL)反应。本实验以原代培养的肺癌细胞做抗原,用DC提呈给T淋巴细胞和肿瘤浸润淋巴细胞TIL,来观察其体外对肺癌A549细胞的杀伤效应。
  DCs作为功能最强的抗原递呈细胞,能够刺激初始型T细胞的增殖和活化,启动早期免疫应答,并且DCs高表达MHCⅠ类和MHCⅡ类分子,多种共刺激分子及黏附分子,能够激发宿主特异的抗肿瘤免疫,提高效应细胞的毒活性,目前利用DCs独特的免疫学特性制备抗肿瘤疫苗显示了良好的临床应用前景[6]。
  笔者分离出原代肺癌细胞和TIL细胞,肺癌细胞贴壁生长,淋巴层收集至另一培养瓶,加上IL 2,可分裂增殖,作为效应细胞,经外周血培养分离出的单核细胞经rhGM CSF,rhIl 4分化诱导成DCs,为贴壁细胞为T淋巴细胞,作为另一种效应细胞,进行对比研究,结果,TIL细胞的杀伤效果比T淋巴细胞的杀伤活性强P<0.05。
  DCs影响TIL细胞的生物学特性的机制还不十分清楚。研究发现,DCs和TIL细胞共培养后,发现不仅TIL细胞的增殖活性增加,而且对癌细胞的细胞毒性也明显增加[4,5],笔者的研究也显示了相似的结果,经DCs和TIL细胞共培养后,TIL细胞的增殖活性增加,体外实验显示不同的效靶比TIL的细胞毒活性强于外周血T淋巴细胞。
  本实验证实了TIL细胞是比外周血T淋巴细胞增殖更快,杀伤活性更强的免疫效应细胞,具有更广阔的应用前景。目前有关DCs和TIL细胞共培养在肺癌方面的实验研究及临床研究报道不多,希望本研究能为今后DCs和TIL细胞应用到肺癌的临床治疗中提供一定的实验基础。
  
  参考文献
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