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移植物抗白血病作用
中華血液學雜志
CHINESE JOURNAL OF HEMATOLOGY
1999年第20卷第8期Vol.20No.8 1999
居小萍 王健民
關鍵詞：移植物抗白血病(GVL) 降低復發
移植物抗白血病(GVL)作用對降低造血幹細胞移植後的復發率起重要作用。異基因骨髓移植(allo－BMT)比自體骨髓移植(ABMT)復發率低的主要原因是ABMT缺乏GVL作用。外週血幹細胞作為造血幹細胞來源越來越多地用于臨床並逐漸代替骨髓細胞，其原因之一為異基因外週血幹細胞能增強GVL作用，而不加重急性移植物抗宿主病(GVHD)[1]。GVL最直接的證據為應用供體淋巴細胞輸注(DLI)治療慢性髓系白血病(CML)患者移植後的復發，其緩解率達70％[2]。越來越多的科研機構致力于GVL的研究並應用于臨床。我們對研究現狀作一綜述。
1 GVL和GVHD的關系 40餘年前Barnes和Loutit[3]就報道了不能用骨髓移植前大劑量放、化療解釋的GVL。文獻[4]報道了2254例BMT病例，包括首次緩解期(CR1)的急性髓系白血病(AML)、急性淋巴細胞白血病(ALL)和首次慢性期(CP1)的CML，分4組：去T細胞移植未發生GVHD組，去T細胞移植合並GVHD組，非去T細胞移植組和供、受者基因型相同同胞移植組。結果表明，非去T細胞移植合並GVHD組的白血病復發率明顯降低，非去T細胞移植不合並GVHD組比同基因同胞移植組復發率低，非去T細胞不合並GVHD組比去T細胞移植組復發率低。認為：①GVHD有抗白血病作用；②異基因移植物有不依賴于GVHD的抗白血病作用；③GVL可以不依賴于GVHD，但因T細胞去除而改變。
移植後的急、慢性GVHD均與復發率降低有關，並且GVHD越重，其復發的危險性越低。去除T細胞異基因骨髓移植後GVHD程度減輕而白血病復發率升高的事實說明，T細胞在GVHD抗白血病中起重要作用。從白血病類型分析，慢性GVHD對AML和CML有較強的抗白血病作用，而急性GVHD對ALL有較強的抗白血病作用[4]。Passweg等[5]研究了1132例ALL患者，CR1期BMT後合並GVHD患者的復發危險性：T系白血病為0.34，B系白血病0.44。CR2BMT時，T系白血病為0.54，B系白血病為0.61，均低于不合並GVHD者。這個結果證實，ALL移植後早期出現的GVHD有GVL作用，而且在T系和B系白血病中是相似的。
GVHD與GVL是可分的，BMT時輸入T細胞數在107/kg以下時，一般不會產生GVHD；輸注高劑量的T細胞有較強的抗白血病效應，但GVHD發生率也較高。已從行allo－BMT的CML患者培養出CD4＋抗白血病T細胞克隆[6]，而體外去除CD8＋T細胞、定量輸入CD4＋T細胞的DLI能夠有效地介導針對CML的GVL，達到再次誘導緩解的效果，而GVHD發生率較低[7]。在DLI的研究中，用基因轉移技術將單純皰疹病毒胸苷激酶基因導入T細胞輸入受者體內的療法，既可保持T細胞的GVL作用，又可在GVHD發生時給予更昔洛韋從而選擇性地將T細胞去除以控制或減輕GVHD[8]。最近的研究認為GVL可能先于GVHD出現。在應用去除CD8＋細胞的DLI治療BMT後復發的病例中，GVL反應的證據常出現于GVHD之前，CML患者GVL反應的證據(包括白細胞減少、Ph＋細胞的降低)常出現于GVHD之前，在某些病例細胞遺傳學應答常出現于GVHD前數週至數月。同樣的現象也可見于多發性骨髓瘤患者，單克隆蛋白的減少常出現于GVHD之前。這種GVL先于GVHD出現的現象與以前報道的相反，其機制可能是GVL在體內產生于白血病特異性抗原或造血限制性特異抗原的應答，而此應答的產生早于非特異的反應如GVHD[7]。
2 GVL和細胞因子 在GVHD復雜的發病機制中，越來越多的研究資料證實其組織損傷的首要介質是失調分泌的細胞因子網絡。即BMT預處理方案TBI和(或)化療激活宿主細胞分泌高水平的炎性細胞因子，如腫瘤壞死因子α(TNF－α)、白細胞介素1(IL－1)和IL－6，炎性細胞因子直接地刺激T細胞或間接地通過提高抗原表達激活供者T細胞。激活的供者T細胞分泌數種細胞因子，其中IL－2和γ幹擾素(IFN－γ)在急性GVHD發病中起關鍵作用，控制和放大對異體抗原的免疫應答，並刺激靶組織分泌多種炎性細胞因子，GVHD靶組織損傷與高水平的TNF－α和IL－1相關[9]。在用Rapamycin(RARP，一種細胞因子應答的抑制劑)預防GVHD時發現RARP抑制了Th1細胞的細胞因子的分泌，同時也抑制了DLI的GVL應答[10]，說明細胞因子在GVL中也起著重要作用。
在GVL中最早得到應用的是IL－2，體外研究發現，IL－2既能活化T細胞、自然殺傷細胞(NK細胞)，促進和增強其殺傷、溶解白血病細胞的功能，也可以誘導TNF、IFN－γ及巨噬細胞集落刺激因子(M－CSF)的釋放，並與這些細胞因子相互作用發揮GVL作用。在小鼠MHC相合的異基因造血幹細胞移植中，去除CD3＋T細胞後移植，GVHD相關死亡率降低，但復發率增高，當去除CD3＋的移植物與IL－2共培育，體外激活殘存的NK細胞，GVL作用增強，復發率降低[11]。以B細胞白血病Balb/c小鼠為臨床前模型，研究細胞因子介導的免疫治療作用，結果表明ABMT後，可用IL－2誘導GVL作用，聯合IL－2和IFN－γ有協同作用，能顯著降低復發率，延長存活期。allo－BMT後復發，一部分單用DLI不能誘導緩解者聯合應用DLI和小劑量IL－2可有效。該作者在ABMT治療淋巴瘤及乳腺癌復發患者應用IL?2激活的HLA相合DLI有效[12]。
IL－12是一個多效性的細胞因子，能刺激NK細胞增殖，促進細胞毒性T淋巴細胞(CTL)誘導，還能誘導T細胞、NK細胞分泌IFN－γ，協同IL－2誘導LAK細胞的產生，促進Th0向Th1方向分化。小鼠實驗證實，allo－BMT後當天注入4900U的IL－12顯著抑制了急性GVHD，而GVL作用得到保存，IL－12的抗腫瘤活性依賴于CD8＋細胞而不依賴于NK細胞。在應用IFN－γ單抗後，這種抑制GVHD、保護GVL的作用均消失，證實IL－12誘導的IFN產物在IL－12的GVL中起重要作用[13]。另外，在應用人臍血(HUCB)作為造血幹細胞來源時，其NK細胞的細胞毒作用低于成人外週血NK細胞(PLB－NK)，IL－2、IL－12能明顯提高臍血NK細胞活性至與PLB－NK水平相似，增加穿孔素、顆粒酶A和顆粒酶BmRNA的表達水平。提示外源性的細胞因子刺激能補償臍血細胞不成熟的免疫，在免疫治療中有潛在的應用價值[14]。
異基因CD8＋T細胞具有調節GVL和GVHD的作用，CD8＋T細胞可以根據細胞因子分泌進一步分類。Ⅰ類細胞(Tc1)分泌IL－2、IFN－γ；Ⅱ類細胞(Tc2)分泌IL－4、IL－5和IL－10。它們在體外分別由IL－12或IL?4刺激而產生。Tc1能溶解異基因的靶細胞產生強的GVL作用，並且增加GVHD的發生，而Tc2調節GVL作用而不加重GVHD，提示這兩類細胞均可促進異基因T細胞治療白血病的作用。Tc2中IL－10水平的增加限制了其在allo－BMT中的應用，IL－10的分泌量與GVL的作用強度呈負相關[15，16]。
3 GVL的效應細胞 GVL的效應細胞大致可分為MHC限制性和MHC非限制性兩種。MHC限制性的GVL效應細胞是CD3＋TCR＋的T細胞，其靶抗原可能是白血病相關抗原、白血病特異性抗原或腫瘤細胞表面的次要組織相容性抗原；MHC非限制性的GVL效應細胞是NK細胞和LAK細胞，這些大多數為CD3－TCR－細胞。GVL的效應細胞隨模型的不同而不同，如在C57BL→A/J小鼠移植模型中，CD4＋細胞與GVHD相關，CD8＋細胞與GVL相關[13]。而另一個模型B6→B6C3F1中CD4＋Th1或CD8＋Tc1均可產生強的GVL作用，CD4＋Th2無此作用，並且體外細胞混合培養證實Th2抑制了Th1和Tc1介導的GVL作用，CD8＋Tc2也有GVL作用，但其作用因IL－10的分泌而受限[17]。大多數臨床資料提示CD4＋細胞是GVL的重要效應細胞，BMT後，在某些患者體內可分離出對白血病具有直接溶細胞活性的CD4＋細胞。某些細胞株已被克隆，並被認定是CD3＋CD4＋TCR＋的細胞[6]。對于進行allo－BMT的白血病患者，從供者移植物中選擇性地去除CD8＋細胞可降低GVHD的發病率及嚴重程度，而復發率無明顯上升，提示GVL作用未受影響，盡管這一發現不能直接證實GVL作用由CD4＋細胞所致，但它提示CD8＋細胞在介導人類GVHD中最為重要[18]。小鼠實驗證實，骨髓供者的NK細胞活性與GVL作用的強度相關，涉及不依賴GVHD的GVL作用，去除移植物中NK細胞則白血病的復發率增高[19]。BMT後患者外週血中NK細胞的數量和活性均增高，並且分離出的NK細胞在體外可溶解冰凍保存的宿主白血病細胞[20]，某些從BMT患者體內分離的NK細胞還對白血病祖細胞克隆增殖有抑制作用[21]。
GVL的分子機制目前所知甚少，其中對T細胞的活化已有所了解。例如，T細胞活化需要抗原呈遞細胞(APC)，對細胞介導的GVL誘導敏感的白血病細胞必須有APC功能，CML細胞有APCs功能，這或許可以解釋其對GVL誘導的獨特敏感性。T細胞活化還需要與靶分子上各種粘附分子的相互作用。因此，粘附分子表達缺陷可能會使GVL作用降低，而其表達的恢復有助于增強GVL。例如，IFN?α可使CML細胞LFA－3表達上升，由此提出了IFN－α可通過這一機制影響GVL的假說[22]。另外，T細胞的激活需要共刺激信號，例如B7︰CD28途徑，腫瘤細胞表面缺乏B7可能會導致T細胞介導的GVL作用缺如[23]。
在比較外週血幹細胞移植(PBSCT)和BMT的GVL活性時發現，外週血幹細胞移植物的抗白血病作用強于骨髓移植物，其原因之一是人類外週血幹細胞移植物所含的T細胞和NK細胞分別比骨髓移植物多10餘倍和19～25倍，同時PBSCT的GVL活性增加不伴急性GVHD的加重，一個可能的解釋為GVL和GVHD是隨機的過程，如果供者GVHD反應的細胞數高于GVL反應的細胞數，骨髓移植物中相對“少”的淋巴細胞數可能已經包含了完全的GVHD潛能，收集外週血幹細胞中的淋巴細胞數不會增加GVHD的效應細胞，但能導致豐富的GVL效應細胞[24]。但PBSCT後慢性GVHD增加，其原因尚待進一步研究。
4 ABMT中GVL作用的誘導 ABMT失敗的主要原因是移植後原發病的復發，復發的原因與患者體內白血病細胞未能完全被根除關系更大，而不是移植物中腫瘤細胞的污染，與allo－BMT相比，復發率增加的原因可能是ABMT缺乏GVL作用。1989年Jones等[25]報道了ABMT後注入小劑量的環孢霉素A(CsA)可誘導出GVHD，這種GVHD局限于皮膚，既可以是急性的也可以是慢性的，臨床呈自限性過程。GVHD與自體反應的T細胞產生有關，它識別MHCⅡ類抗原決定簇，調節體內的抗腫瘤活性。臨床試驗表明，ABMT後0～28天聯合應用CsA和IFN－α能顯著增強CsA誘導的GVHD，之所以選擇IFN－α來增強CsA誘導的GVHD是基于3個重要的臨床觀察：①IFN－α對各種靶細胞有多效性的生物作用，BMT中IFN－α增強免疫應答最顯著的作用與它增強MHC決定簇的表達和NK細胞活性有關；②在研究ALL患者allo－BMT後用IFN－α預防巨細胞病毒感染時發現，接受IFN－α患者的復發率明顯降低；③有報道，在IFN－α治療各類惡性腫瘤患者時，部分患者出現免疫功能紊亂[26]。
ABMT後35天給予IL－2和LAK細胞治療，結果顯示ABMT後IL－2治療能誘導大多數患者產生類似于急性GVHD的病理學改變，表現為皮疹，皮膚病理顯示≧Ⅱ度的組織學變化，有T細胞浸潤。IL－2誘導GVHD的機制仍不清楚。LAK細胞能識別靶細胞上改變了的粘附分子，而IL－2對實體腫瘤的治療與皮膚增高的內皮細胞粘附分子(ELAM)和細胞內粘附分子(ICAM1)表達有關，有可能這種分子表達的增高能增加LAK細胞與表皮和真皮細胞的結合，從而使皮膚遭到損害，導致GVHD的組織學改變[27]。
5 小結 造血幹細胞移植存在著GVL，異基因移植中的GVHD有GVL作用，而GVL可以不依賴于GVHD。如何提高移植後的GVL作用，同時避免GVHD相關死亡率是當今研究的熱點。ABMT後用IL?2、CsA和IFN－α等誘導GVL可以降低移植後的復發率，在GVL的效應機制中，T細胞和NK細胞起重要作用，其分子機制尚在深入研究中。
作者單位：上海，第二軍醫大學長海醫院血液科 200433
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(收稿：1999－04－12)
(校對：王葉青)
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