楊國良 張學(xué)進(jìn) 浙江省杭州市紅十字會醫(yī)院腫瘤內(nèi)科 杭州310003
胡丹丹 浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第三醫(yī)院呼吸科
腫瘤的發(fā)展與宿主的細(xì)胞免疫狀態(tài)密切相關(guān)。機(jī)體存在著多種免疫監(jiān)視機(jī)制,發(fā)揮抗癌作用,包括特異性和非特異性的、細(xì)胞的和體液的免疫機(jī)制,其中以T 細(xì)胞亞群為主的細(xì)胞免疫起著重要作用。免疫治療是肺癌綜合治療手段中重要的組成部分。施志明教授研制的肺積方,經(jīng)臨床長期使用研究及相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究,業(yè)已證實(shí)其在改善患者癥狀和生存質(zhì)量方面有明顯作用,并能逆轉(zhuǎn)腫瘤免疫逃逸,提高機(jī)體細(xì)胞免疫功能。但是該方調(diào)節(jié)腫瘤免疫的具體作用機(jī)制尚不明確。本研究通過觀察該方抗Lewis 肺癌移植鼠腫瘤生長,以及對移植鼠CD4+CD25+Treg 細(xì)胞數(shù)量、T 淋巴細(xì)胞增殖的影響,探討該方調(diào)節(jié)抗腫瘤免疫的機(jī)制,為該方的進(jìn)一步研究提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
1.1 動(dòng) 物 近交系C57BL/6 純系小鼠,64 只,雄性,體質(zhì)量18~22g,4~6 周齡。
1.2 藥 物 肺積方由生黃芪、白術(shù)、七葉一枝花、萸肉、仙靈脾等組成,由本院中藥房提供。常規(guī)水煎,濃縮至生藥含量為2.0g/mL,4℃保存。順鉑(DDP):20mg/瓶。
1.3 細(xì)胞培養(yǎng) Lewis 肺癌細(xì)胞株由北京酶阿查生物控股有限公司提供,常規(guī)培養(yǎng)于含10%小牛血清的IMDM 培養(yǎng)液中,置37℃、5%CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)。
1.4 小鼠Lewis 肺癌模型建立 將制備好的Lewis肺癌細(xì)胞懸液以0.2mL/只接種于小鼠右腋皮下(約含活細(xì)胞數(shù)1.5×106個(gè))
1.5 動(dòng)物分組及給藥 接種后小鼠隨機(jī)分為對照組、DDP 組、肺積方組、綜合組,每組16 只。接種后第7天(腫瘤長至直徑約5mm 時(shí))開始給藥,給藥劑量根據(jù)人鼠體表面積折合法計(jì)算。對照組以生理鹽水(10mL/kg)灌胃14天;DDP 組DDP 溶液1mL(5mg/kg)腹腔注射化療,隔天1天,共3 次,同時(shí)生理鹽水0.2mL 灌胃21天;肺積方組予肺積方藥液40g/kg 灌胃21天。綜合組的化療同DDP 組,肺積方用法同肺積方組。各組均每天灌胃1 次。
1.6 觀察成瘤率、平均瘤重、腫瘤體積 接種腫瘤細(xì)胞后第7天起,每3天檢測小鼠體質(zhì)量,每3天用游標(biāo)卡尺測量每只小鼠腋下腫瘤長徑(L)和短徑(W),Tumor volume=(L×W)2/2
1.7 指標(biāo)檢測 給藥后第10、21天,分兩批(每批每組各8 只),對小鼠進(jìn)行下列檢測。
1.7.1 MTT 法檢測胸腺和脾臟T 淋巴細(xì)胞增殖情況無菌狀態(tài)下取小鼠胸腺和脾臟,制成1×107/mL的細(xì)胞懸液,加入96 孔培養(yǎng)板,每孔100μL,加入ConA 使終濃度為5μg/mL,置37℃、5%CO2培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)48h 后每孔加入5mg/mL MTT 10μL,繼續(xù)培養(yǎng)4h,每孔加入DMSO(二甲基亞砜)溶解液100μL,在酶標(biāo)儀上于570nm 讀取吸光度(OD 值)。
1.7.2 流式細(xì)胞術(shù)檢測胸腺和脾臟CD4+CD25+Treg細(xì)胞含量 通過流式細(xì)胞術(shù)檢測胸腺和脾臟CD4+CD25+Treg 細(xì)胞數(shù)量。將小鼠頸椎脫臼處死,常規(guī)制備胸腺和脾細(xì)胞懸液;Tris-NH4Cl 溶脹紅細(xì)胞,計(jì)數(shù),取106個(gè)細(xì)胞(200μL 體積),加入PE-anti-CD4+5μL 和FITC-anti-CD25+2μL,避光冰浴45min,冷PBS 洗滌2 次后,用流式細(xì)胞儀檢測胸腺和脾臟CD4+CD25+Treg 細(xì)胞數(shù)量。
1.8 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS13.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,計(jì)量資料采用t 檢驗(yàn),以P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 Lewis 肺癌荷瘤小鼠腫瘤體積、體質(zhì)量、腫瘤抑制率變化 給藥21天后,小鼠腫瘤體積、體質(zhì)量、腫瘤生長抑制率變化見圖1~3。以綜合組對荷瘤小鼠腫瘤生長抑制最明顯。
圖1 Lewis 肺癌荷瘤小鼠給藥21天腫瘤體積變化
圖2 Lewis 肺癌荷瘤小鼠給藥21天體質(zhì)量變化
圖3 Lewis 肺癌荷瘤小鼠給藥21天腫瘤生長抑制率變化
2.2 Lewis 肺癌荷瘤小鼠T 細(xì)胞增殖功能變化 荷瘤小鼠脾臟T 淋巴細(xì)胞增殖指數(shù)變化:第10、21天DDP 組、肺積方組、綜合組T 淋巴細(xì)胞增殖與對照組比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),其中肺積方組、綜合組T 淋巴細(xì)胞增殖指數(shù)增高,而DDP 組T 淋巴細(xì)胞增殖指數(shù)降低;DDP 組給藥后第21天與第10天比較,T 淋巴細(xì)胞增殖指數(shù)降低明顯(P<0.05);而肺積方組、綜合組第21天與第10天T 淋巴細(xì)胞增殖指數(shù)組內(nèi)比較無明顯變化(P>0.05)。見表1。
荷瘤小鼠胸腺T 淋巴細(xì)胞增殖指數(shù)變化:第10、21天DDP 組、肺積方組、綜合組T 淋巴細(xì)胞增殖指數(shù)與對照組比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),其中肺積方組、綜合組T 淋巴細(xì)胞增殖指數(shù)增高,而DDP 組T 淋巴細(xì)胞增殖指數(shù)降低;DDP 組給藥第21天與給藥第10天比較,T 淋巴細(xì)胞增殖指數(shù)降低明顯(P<0.05);而肺積方組、綜合組T 淋巴細(xì)胞增殖指數(shù)第21天與第10天組內(nèi)比較無明顯變化(P>0.05)。見表2。
表1 小鼠脾臟T 淋巴細(xì)胞增殖指數(shù)比較()
表1 小鼠脾臟T 淋巴細(xì)胞增殖指數(shù)比較()
注:與對照組比較,*P<0.05;與DDP 組比較,▲P<0.05;與DDP 組和肺積方組比較,△P<0.05;與同組第10天比較,#P<0.05
表2 四組小鼠胸腺T 淋巴細(xì)胞增殖指數(shù)比較()
表2 四組小鼠胸腺T 淋巴細(xì)胞增殖指數(shù)比較()
注:與對照組比較,*P<0.05;與DDP 組比較,▲P<0.05;與DDP 組、肺積方組比較,△P<0.05
2.3 Lewis 肺癌荷瘤小鼠胸腺和脾臟CD4+CD25+Terg 細(xì)胞比例 荷瘤小鼠胸腺CD4+CD25+Terg 細(xì)胞比例變化:第10天、21天DDP 組、肺積方組、綜合組CD4+CD25+Terg 細(xì)胞比例與對照組比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),肺積方組、綜合組、DDP 組CD4+CD25+Terg 細(xì)胞比例均降低;DDP 組第21天與給藥后第10天比較,CD4+CD25+Terg 細(xì)胞比例升高(P<0.05);而肺積方組、綜合組第21天與第10天比較無明顯變化(P>0.05);綜合組與肺積方組、DDP 組比較脾臟CD4+CD25+Terg 細(xì)胞比例明顯降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見表3。
表3 四組小鼠胸腺CD4+CD25+Treg 細(xì)胞比例比較()
表3 四組小鼠胸腺CD4+CD25+Treg 細(xì)胞比例比較()
注:與對照組比較,*P<0.05;與DDP 組比較,▲P<0.05;與DDP 組、肺積方組比較,△P<0.05;與同組第10天比較,#P<0.05
荷瘤小鼠脾臟CD4+CD25+Terg 細(xì)胞比例變化:第10、21天DDP 組、肺積方組、綜合組CD4+CD25+Terg細(xì)胞比例與對照組比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),肺積方組、綜合組、DDP 組CD4+CD25+Terg 細(xì)胞比例均降低;DDP 組第21天與給藥后第10天比較,CD4+CD25+Terg 細(xì)胞比例升高(P <0.05);而肺積方組、綜合組第21天與第10天比較無明顯變化(P>0.05);綜合組與肺積方組、DDP 組脾臟CD4+CD25+Terg 細(xì)胞比例比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),綜合組比例較低;肺積方組第10天脾臟CD4+CD25+Terg 細(xì)胞比例與DDP 組第10天比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表4。
表4 四組小鼠脾臟CD4+CD25+Treg 細(xì)胞比例比較()
表4 四組小鼠脾臟CD4+CD25+Treg 細(xì)胞比例比較()
注:與對照組比較,*P<0.05;與DDP 組比較,▲P<0.05;與DDP 組、肺積方組比較,△P<0.05;與同組第10天比較,#P<0.05
肺癌為世界范圍內(nèi)高發(fā)的惡性腫瘤,死亡率高,晚期患者生存期短暫。肺癌治療目前已處于平臺期,手術(shù)放化療治療效果現(xiàn)在難以提高,靶向藥物治療取得了一定的治療效果,但仍難以大幅提高患者生存期。肺癌發(fā)生與腫瘤細(xì)胞逃避免疫監(jiān)視密切相關(guān),而從免疫角度探索肺癌治療新方法可以為肺癌治療提供新的靶點(diǎn)。
CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞(regulatory T cell,Treg)是一類具有獨(dú)特免疫調(diào)節(jié)作用的T 細(xì)胞。由Sakaguchi 等[1]首次報(bào)道。已有相關(guān)研究表明,在某些惡性腫瘤中,CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞可導(dǎo)致免疫功能混亂,其水平升高與免疫抑制、腫瘤進(jìn)展有關(guān)[2]。
腫瘤局部存在多種類型的免疫抑制性細(xì)胞,其中調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過程中發(fā)揮著極為重要的作用。Treg 通過多種機(jī)制抑制免疫效應(yīng)細(xì)胞的功能,是腫瘤免疫逃逸的關(guān)鍵因素之一。這些機(jī)制包括分泌抑制性細(xì)胞因子抑制效應(yīng)細(xì)胞功能、分泌顆粒酶和穿孔素殺傷效應(yīng)細(xì)胞、干擾效應(yīng)細(xì)胞的代謝功能,以及通過與樹突狀細(xì)胞的相互作用影響Treg的分化和增殖。Treg 是一個(gè)異質(zhì)性的群體,目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了多種Treg 亞群,包括自然產(chǎn)生的CD4+CD25+Treg、抗原誘導(dǎo)的Thl、Th3 細(xì)胞以及抗原特異性CD4+Treg。此外,還有CD8+Treg、CD4+CD25-Treg 等。在腫瘤微環(huán)境中,報(bào)道最多的是CD4+CD25+Treg,多種腫瘤包括肺癌、乳腺癌、肝癌、卵巢癌、胃癌、淋巴瘤等均發(fā)現(xiàn)這群細(xì)胞的存在,其數(shù)量因腫瘤的不同而異,而腫瘤局部Treg的數(shù)量與腫瘤的預(yù)后密切相關(guān)[3]。
近年來,針對肺癌患者CD4+CD25+Treg 細(xì)胞的檢測及觀察顯示,中晚期非小細(xì)胞肺癌患者外周血CD4+CD25+Treg 細(xì)胞水平明顯高于正常健康人群[4-5]。肺癌患者外周血中CD4+CD25+Treg 細(xì)胞數(shù)量與臨床分期關(guān)系密切,肺癌患者體內(nèi)CD4+CD25+Treg 細(xì)胞比例上升可能與肺癌發(fā)病有關(guān),其數(shù)量變化可反應(yīng)肺癌患者荷瘤狀態(tài)[6]。對于不同病理分型的肺癌,CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞比例也有所不同:腺癌患者比例較高,其次是鱗癌,混合型最低,且肺癌患者隨著病程的進(jìn)展,CD4+CD25+Treg 細(xì)胞也逐漸增高;有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者明顯高于未轉(zhuǎn)移者[7]。晚期肺癌患者免疫應(yīng)答受到抑制的原因可能是,腫瘤在其周圍形成了一個(gè)獨(dú)立的微環(huán)境,在這個(gè)微環(huán)境里,所有的細(xì)胞似乎都致力于一個(gè)目標(biāo),即支持和加速腫瘤的生長[8]。而CD4+CD25+Treg 細(xì)胞則正因?yàn)槠淇蓪?dǎo)致免疫功能混亂,且水平升高與免疫抑制、腫瘤進(jìn)展有關(guān)[9],故在肺癌的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用,其比例增高可以反映肺癌患者免疫系統(tǒng)存在抑制狀態(tài),是抑制機(jī)體產(chǎn)生有效的抗腫瘤免疫應(yīng)答,最終導(dǎo)致腫瘤免疫逃逸,使腫瘤進(jìn)行性生長的重要因素之一。下調(diào)CD4+CD25+Treg 細(xì)胞將有助于提高機(jī)體抗腫瘤免疫,減輕腫瘤負(fù)荷。
目前針對化療對T 細(xì)胞亞群影響的文獻(xiàn)報(bào)道較多,但大部分研究均只針對CD3、CD4、CD8 等T 細(xì)胞化療前后的比例變化,而對CD4+CD25+Treg 細(xì)胞未見相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。而開展腫瘤CD4+CD25+Treg 細(xì)胞的研究可為制定有效的抗腫瘤生物治療方法提供幫助。本研究表明,化療后肺癌移植鼠的T 細(xì)胞增殖受到明顯抑制,但隨著T 細(xì)胞增殖能力的恢復(fù),CD4+CD25+Treg 細(xì)胞比值明顯升高,這是否為化療后腫瘤進(jìn)展的因素之一,本研究尚不能評價(jià),但本實(shí)驗(yàn)結(jié)果同時(shí)表明綜合組CD4+CD25+Treg 細(xì)胞比值明顯低于其他三組,這說明化療聯(lián)合中藥治療在調(diào)節(jié)腫瘤T 細(xì)胞增殖時(shí)是有選擇性的,但這種選擇作用的靶點(diǎn)是什么,仍需進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)研究。
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