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程序性死亡分子1及其配體在口腔鱗狀細(xì)胞癌患者外周血中的表達(dá)及臨床意義

2015-12-16 07:24:54張鵬歐陽(yáng)少波王軍黃自坤王嬌龍廖嵐
華西口腔醫(yī)學(xué)雜志 2015年5期
關(guān)鍵詞:亞群鱗癌外周血

張鵬 歐陽(yáng)少波 王軍 黃自坤 王嬌龍 廖嵐

1.南昌大學(xué)附屬口腔醫(yī)院修復(fù)科;2.南昌大學(xué)第二附屬醫(yī)院口腔頜面外科;3.南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院檢驗(yàn)科,南昌 330006

口腔鱗狀細(xì)胞癌(oral squamous cell carcinoma,OSCC,以下簡(jiǎn)稱口腔鱗癌)是頭頸部最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一,近年來(lái)其發(fā)病率有逐年增高的趨勢(shì)[1]。研究證實(shí),腫瘤細(xì)胞可通過(guò)免疫逃逸使腫瘤免受宿主防御機(jī)制的殺傷[2]。近年來(lái),共刺激分子在腫瘤免疫應(yīng)答中的作用備受關(guān)注[3-5],其中,新近發(fā)現(xiàn)的B7家族共刺激分子程序性死亡分子配體1(programmed death ligand-1,PD-L1)已被證實(shí)是介導(dǎo)腫瘤免疫逃逸的重要分子之一。PD-L1與其受體程序性死亡分子1(programmed death-1,PD-1)結(jié)合后介導(dǎo)的負(fù)性信號(hào)可抑制T淋巴細(xì)胞的激活、增殖及細(xì)胞因子的分泌,消弱宿主的抗腫瘤免疫反應(yīng),從而參與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程[6]。Tsushima等[7]及Cho等[8]研究發(fā)現(xiàn),口腔鱗癌細(xì)胞上PD-L1的表達(dá)升高。隨后的研究[9]中,PD-1/PD-L1與口腔鱗癌的相互關(guān)系倍受關(guān)注,但口腔鱗癌患者外周血中PD-1/PD-L1變化情況及其與口腔鱗癌諸多臨床病理特征的關(guān)系尚不清楚。本研究通過(guò)流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)口腔鱗癌患者及健康對(duì)照者外周血T淋巴細(xì)胞亞群數(shù)量及CD4+、CD8+T淋巴細(xì)胞表面PD-1/PD-L1的表達(dá)水平,通過(guò)酶聯(lián)免疫吸附方法檢測(cè)血清中可溶性PD-1(soluble PD-1,sPD-1)和可溶性PD-L1(soluble PD-L1,sPD-L1)的表達(dá)水平,從而探討PD-1/PD-L1途徑在口腔鱗癌中的臨床意義。

1 材料和方法

1.1 研究對(duì)象

選取2010年8月—2013年10月南昌大學(xué)第二附屬醫(yī)院口腔頜面外科收治的口腔鱗癌患者82例為口腔鱗癌組,其中,男48例,女34例;年齡30~72歲,中位年齡57歲。納入要求:口腔鱗癌患者術(shù)前未進(jìn)行過(guò)化療、放療或其他生物治療,且無(wú)全身性免疫系統(tǒng)疾病。鱗癌原發(fā)灶及頸淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移灶均由南昌大學(xué)第二附屬醫(yī)院病理科確診,其中舌癌36例,牙齦癌22例,頰黏膜癌13例,唇癌7例,腭癌4例;TNM分期,Ⅰ+Ⅱ期52例,Ⅲ+Ⅳ期30例;伴淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移21例,無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移61例。對(duì)照組為同期本院體檢中心性別、年齡匹配的健康體檢者25例,其中男15例,女10例;年齡28~70歲,中位年齡54歲。本研究中所有研究對(duì)象均知情同意并簽署知情同意書(shū)。

1.2 試劑和儀器

異硫氰酸熒光素標(biāo)記的CD4抗體(fluorescein isothiocyanate-CD4,F(xiàn)ITC-CD4)、藻紅蛋白(phycoerythrobilin,PE)-Cy5標(biāo)記的CD8抗體(PE-Cy5-CD8)、藻紅蛋白-得克薩斯紅(energy coupled dye,ECD)標(biāo)記的CD3抗體(ECD-CD3)(Beckman Coulter公司,美國(guó)),PE標(biāo)記的鼠抗人PD-1(PE-PD-1)、PD-L1(PE-PD-L1)抗體及各種同型對(duì)照IgG抗體(eBioscience公司,美國(guó)),酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)檢測(cè)試劑盒Human-sPD-1 Kit和Human-sPD-L1 Kit(R&D公司,美國(guó)),Cytomics FC 500流式細(xì)胞儀(Beckman Coulter公司,美國(guó)),酶標(biāo)儀(Bio-Tek公司,美國(guó))。

1.3 方法

1.3.1 標(biāo)本的收集及處理 所有研究對(duì)象均為清晨空腹采血,用普通促凝真空采血管和EDTA-K2抗凝真空采血管采靜脈血(外周血)各2 mL。EDTA-K2抗凝血標(biāo)本置4 ℃保存,6 h內(nèi)送檢;促凝血室溫靜止30 min,3 000 r·min-1離心5 min后取上清液,-80 ℃凍存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 T淋巴細(xì)胞亞群檢測(cè) 取2支流式細(xì)胞分析管,其中一支加入熒光素標(biāo)記單抗ECD-CD3、FITC-CD4和PE-Cy5-CD8各5 μL,另外一支加入相應(yīng)同型對(duì)照IgG抗體。在兩支試管中各加入EDTA-K2抗凝血50 μL,室溫避光孵育15 min,加入經(jīng)10倍稀釋的溶血素200 μL,靜置10 min后,1 500 r·min-1離心5 min,棄上清,加生理鹽水洗滌細(xì)胞2次,棄上清,用生理鹽水重懸經(jīng)Cytomics FC 500流式細(xì)胞儀檢測(cè)。

1.3.3 T淋巴細(xì)胞表面PD-1、PD-L1表達(dá)的檢測(cè) 取3支流式細(xì)胞分析管,其中一支加入熒光素標(biāo)記單抗FITC-CD4、PE-Cy5-CD8和PE-PD-1各5 μL,一支加入FITC-CD4、PE-Cy5-CD8和PE-PD-L1各5 μL,另外一支中加入相應(yīng)同型對(duì)照 IgG 抗體。兩支試管中各加EDTA-K2 抗凝血50 μL,室溫避光孵育15 min,加入經(jīng)10倍稀釋的溶血素200 μL,靜置10 min后,1 500 r·min-1離心5 min,棄上清,加生理鹽水洗滌細(xì)胞2次,棄上清,用生理鹽水重懸經(jīng)Cytomics FC 500流式細(xì)胞儀檢測(cè)。

1.3.4 血清sPD-1、sPD-L1表達(dá)的檢測(cè) 采用ELISA法檢測(cè)血清sPD-1、sPD-L1的含量,操作步驟參照試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。簡(jiǎn)要操作步驟如下:將sPD-1、sPD-L1標(biāo)準(zhǔn)品依次稀釋,在96孔板中分別加入100 μL血清樣品或標(biāo)準(zhǔn)品,室溫孵育2 h,清洗液洗2次,然后加入100 μL酶標(biāo)二抗室溫孵育2 h,清洗液洗2次,加入100 μL顯色劑避光孵育20 min,反應(yīng)結(jié)束后加入50 μL終止液,酶標(biāo)儀讀取450 nm吸光度值,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)品吸光度繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,然后計(jì)算血清sPD-1、sPD-L1的濃度。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 17.0軟件對(duì)計(jì)量資料進(jìn)行方差齊性檢驗(yàn)和正態(tài)性檢驗(yàn),各組檢測(cè)值均符合正態(tài)分布且方差齊,兩組間比較用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,三組間用單因素方差分析,兩兩間比較采用SNK-q檢驗(yàn)??谇击[癌患者CD4+/CD8+T淋巴細(xì)胞亞群百分?jǐn)?shù)比值與外周血CD4+、CD8+T淋巴細(xì)胞表面PD-1陽(yáng)性表達(dá)率的相關(guān)性應(yīng)用Pearson相關(guān)進(jìn)行分析。將口腔鱗癌患者按臨床病理參數(shù)(性別、年齡、腫瘤部位、大小、臨床分期、分化程度及頸淋巴結(jié)是否轉(zhuǎn)移)進(jìn)行分組,應(yīng)用Pearson相關(guān)分析口腔鱗癌患者血清中sPD-L1水平、PD-1的陽(yáng)性T細(xì)胞百分率與臨床病理特征的關(guān)系。P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 口腔鱗癌組與對(duì)照組外周血T淋巴細(xì)胞亞群的比較

口腔鱗癌組與對(duì)照組外周血T淋巴細(xì)胞亞群的比較結(jié)果見(jiàn)表1??谇击[癌組外周血CD3+、CD4+T淋巴細(xì)胞亞群百分?jǐn)?shù)及CD4+/CD8+T淋巴細(xì)胞亞群百分?jǐn)?shù)比值均低于對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);口腔鱗癌組CD8+T淋巴細(xì)胞亞群百分?jǐn)?shù)則高于對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

表1 口腔鱗癌組與對(duì)照組外周血T淋巴細(xì)胞亞群的水平Tab 1 The expression of peripheral blood T lymphocyte subsets from OSCC group and control group

2.2 口腔鱗癌組與對(duì)照組外周血T淋巴細(xì)胞表面PD-1、PD-L1的表達(dá)水平

口腔鱗癌組與對(duì)照組CD4+、CD8+T淋巴細(xì)胞表面PD-1及PD-L1的表達(dá)水平見(jiàn)表2。口腔鱗癌患者外周血CD4+、CD8+T淋巴細(xì)胞表面PD-1、PD-L1的表達(dá)水平均高于對(duì)照組,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。

2.3 口腔鱗癌患者CD4+/CD8+ T淋巴細(xì)胞亞群百分?jǐn)?shù)比值與外周血CD4+、CD8+ T淋巴細(xì)胞表面PD-1陽(yáng)性表達(dá)率的相關(guān)性

相關(guān)分析結(jié)果顯示,口腔鱗癌患者CD4+/CD8+T淋巴細(xì)胞亞群百分?jǐn)?shù)比值與外周血CD4+T淋巴細(xì)胞表面PD-1的陽(yáng)性表達(dá)率相關(guān)(r=0.446,P<0.01),與CD8+T淋巴細(xì)胞表面PD-1的陽(yáng)性表達(dá)率不相關(guān)(P>0.05)。

2.4 口腔鱗癌組與對(duì)照組血清中sPD-1、sPD-L1的表達(dá)水平

口腔鱗癌組與對(duì)照組血清中sPD-1、sPD-L1的表達(dá)水平見(jiàn)表3??谇击[癌組血清sPD-L1水平高于對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),而sPD-1水平二者的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。對(duì)口腔鱗癌患者CD4+/CD8+T淋巴細(xì)胞亞群百分?jǐn)?shù)比值與患者血清sPD-L1水平進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果顯示,口腔鱗癌患者CD4+/CD8+T淋巴細(xì)胞亞群百分?jǐn)?shù)比值與患者血清sPD-L1水平相關(guān)(r=0.353,P<0.01)。

表2 口腔鱗癌組與對(duì)照組CD4+、CD8+ T淋巴細(xì)胞表面PD-1及PD-L1的水平Tab 2 The expression of PD-1 and PD-L1 in CD4+, CD8+T cells from OSCC group and control group

表3 口腔鱗癌組與對(duì)照組血清中sPD-1、sPD-L1的水平Tab 3 The expression of sPD-1 and sPD-L1 in serum from OSCC group and control group

2.5 口腔鱗癌患者血清中sPD-L1含量與患者臨床病理特征的關(guān)系

相關(guān)性分析結(jié)果顯示,sPD-L1的表達(dá)與臨床分期、細(xì)胞分化程度以及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移狀態(tài)相關(guān)(P<0.05)。Ⅲ+Ⅳ期患者血清sPD-L1水平(450.2 pg·mL-1±85.2 pg·mL-1)高于Ⅰ+Ⅱ期患者(414.0 pg·mL-1±83.4 pg·mL-1)(P<0.05);有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移患者血清sPD-L1水平(483.3 pg·mL-1±79.3 pg·mL-1)高于無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移患者(399.7 pg·mL-1±84.8 pg·mL-1)(P<0.01);低分化患者血清sPD-L1水平(495.8 pg·mL-1±86.5 pg·mL-1)高于中高分化患者(382.4 pg·mL-1±82.6 pg·mL-1)(P<0.01)。血清sPD-L1含量與性別、年齡、腫瘤部位及大小無(wú)相關(guān)性(P>0.05)。

2.6 口腔鱗癌患者PD-1的陽(yáng)性T細(xì)胞百分率與患者臨床病理特征的關(guān)系

相關(guān)性分析表明,口腔鱗癌患者外周血CD4+、CD8+T淋巴細(xì)胞表面PD-1的表達(dá)水平均與腫瘤分化程度及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移狀態(tài)相關(guān)。低分化患者的外周血CD4+、CD8+T淋巴細(xì)胞表面PD-1的表達(dá)水平高于中高分化患者(P<0.05);有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移患者外周血CD4+、CD8+T淋巴細(xì)胞表面PD-1的表達(dá)水平高于無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移患者(P<0.05)??谇击[癌患者外周血CD4+、CD8+T淋巴細(xì)胞表面PD-1的表達(dá)水平與臨床分期、性別、年齡、腫瘤大小、腫瘤部位無(wú)關(guān)(P>0.05)。

3 討論

腫瘤免疫主要依靠細(xì)胞免疫,其中,T淋巴細(xì)胞處于核心地位,在免疫監(jiān)視、殺傷靶細(xì)胞及免疫調(diào)節(jié)方面具有極重要的作用。由于T淋巴細(xì)胞各亞型在抗腫瘤免疫中所起作用不同,因此,檢測(cè)外周血T淋巴細(xì)胞亞群是反映機(jī)體抗腫瘤狀態(tài)的重要指標(biāo)之一。本研究表明,口腔鱗癌患者外周血淋巴細(xì)胞免疫亞型比例與健康人相比存在異常,CD3+、CD4+及CD4+/CD8+百分率較對(duì)照組降低,CD8+較對(duì)照組升高,與李向春等[10]報(bào)道結(jié)果一致,說(shuō)明口腔鱗癌患者體內(nèi)存在細(xì)胞免疫功能失衡的微環(huán)境。

在T細(xì)胞的活化和增殖過(guò)程中,除了需要T細(xì)胞受體與表達(dá)在抗原遞呈細(xì)胞表面的主要組織相容性復(fù)合體(major histocompatibility complex,MHC)-抗原肽復(fù)合物結(jié)合產(chǎn)生的第一信號(hào)外,還需要共刺激分子與受體結(jié)合產(chǎn)生的第二信號(hào)的參與[6]。PD-1及其配體PD-L1是新近發(fā)現(xiàn)的負(fù)性共刺激信號(hào)分子,PD-L1與PD-1結(jié)合后可有效抑制T淋巴細(xì)胞的增殖和活化,負(fù)向調(diào)控免疫應(yīng)答,從而減弱機(jī)體抗腫瘤免疫反應(yīng),該信號(hào)途徑在腫瘤免疫中的地位已經(jīng)備受關(guān)注。劉書(shū)漫等[11]報(bào)道PD-L1和PD-1在胃癌組織中表達(dá)升高,且PD-L1表達(dá)與胃癌的浸潤(rùn)深度、周?chē)馨徒Y(jié)轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移及TNM分期有關(guān)。Hua等[12]研究發(fā)現(xiàn),PD-L1在人結(jié)腸癌組織中高表達(dá),主要表達(dá)于腫瘤細(xì)胞的胞質(zhì)和胞漿中,結(jié)腸癌患者外周血調(diào)節(jié)性T細(xì)胞上PD-1表達(dá)升高,其推測(cè)阻斷 PD-1/PD-L1途徑可作為治療結(jié)腸癌的一個(gè)新靶點(diǎn)。近年來(lái),在口腔鱗癌免疫逃逸機(jī)制的諸多研究中,有研究結(jié)果表明口腔鱗癌的發(fā)生發(fā)展可能與PD-1/PD-L1信號(hào)途徑有密切關(guān)系。Chen等[9]研究發(fā)現(xiàn),γ-干擾素(interferon-γ,IFN-γ)可通過(guò)蛋白激酶D2(protein kinase D isoform 2,PKD2)信號(hào)途徑對(duì)人舌鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞Tca8113上PD-L1表達(dá)有明顯促進(jìn)作用。盧禮兵等[13]研究發(fā)現(xiàn),腫瘤微環(huán)境中炎癥細(xì)胞因子可以促進(jìn)Tca8113表達(dá)PD-L1。為深入研究PD-1/PD-L1信號(hào)途徑與口腔鱗癌的關(guān)系,本研究采用流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)了82例口腔鱗癌患者外周血CD4+、CD8+T淋巴細(xì)胞表面PD-1及PD-L1的表達(dá),結(jié)果顯示,與對(duì)照組相比,口腔鱗癌患者CD4+、CD8+T淋巴細(xì)胞表面PD-1及PD-L1的表達(dá)均明顯升高(P<0.05),與Malaspina等[14]的結(jié)果一致,說(shuō)明PD-1/PD-L1信號(hào)途徑與口腔鱗癌的發(fā)生及發(fā)展關(guān)系密切。此外,本研究還發(fā)現(xiàn),口腔鱗癌患者CD4+/CD8+T淋巴細(xì)胞百分?jǐn)?shù)比值與外周血CD4+T淋巴細(xì)胞表面PD-1的陽(yáng)性表達(dá)有關(guān)(P<0.01)。進(jìn)一步分析患者PD-1陽(yáng)性T細(xì)胞百分率與性別、年齡、腫瘤部位、病理、大小、臨床分期、分化程度及頸淋巴結(jié)是否轉(zhuǎn)移的關(guān)系,結(jié)果顯示,口腔鱗癌患者外周血CD4+、CD8+T淋巴細(xì)胞表面PD-1的表達(dá)水平與腫瘤細(xì)胞分化程度及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移狀態(tài)相關(guān)(P<0.05),與臨床分期、性別、年齡、腫瘤大小、腫瘤部位無(wú)關(guān)(P>0.05)。

近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn),共刺激分子除了可以在細(xì)胞膜上表達(dá)(膜型)外,還可以呈可溶性形式存在于血清中,即可溶性共刺激分子?,F(xiàn)已證明,這類可溶性的共刺激分子能夠像細(xì)胞膜表面的分子一樣以相同的方式與受體相互作用發(fā)揮一定的生物學(xué)功能。研究顯示,可溶性的共刺激分子能夠像細(xì)胞因子一樣參與血液循環(huán),不但可以影響鄰近細(xì)胞,而且也能和遠(yuǎn)端細(xì)胞表面的受體相互結(jié)合從而發(fā)揮廣泛的抑制效應(yīng),其發(fā)揮作用的廣度和深度可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)細(xì)胞膜表面的膜型共刺激分子,因此,可溶性共刺激分子在疾病發(fā)生和發(fā)展過(guò)程中的作用引起了研究者的高度關(guān)注[15-16]。臨床研究顯示,人血清中也同樣存在sPD-1和sPD-L1分子,其中,sPD-L1是由金屬蛋白酶剪切細(xì)胞表面膜型PD-L1而成,人外周血中存在的sPD-L1能促進(jìn)PD-1/PD-L1負(fù)性信號(hào),從而參與腫瘤細(xì)胞的免疫逃逸。邢玉斐等[17]研究發(fā)現(xiàn),肺癌患者外周血清中sPD-L1的表達(dá)異常增高,且與肺癌的分期、轉(zhuǎn)移和療效有關(guān),這有助于判斷肺癌患者的預(yù)后。

迄今為止,尚未有關(guān)于口腔鱗癌可溶性共刺激分子表達(dá)情況的報(bào)道,為進(jìn)一步深入研究sPD-1/sPDL1與口腔鱗癌發(fā)生發(fā)展的關(guān)系,本研究采用ELISA技術(shù)檢測(cè)了口腔鱗癌患者和健康對(duì)照人群血清中sPD-1和sPD-L1的表達(dá)水平,結(jié)果顯示,口腔鱗癌患者血清中sPD-L1異常增高。對(duì)口腔鱗癌患者CD4+/CD8+T百分?jǐn)?shù)比值與患者血清sPD-L1水平的相關(guān)性進(jìn)行分析,結(jié)果顯示,口腔鱗癌患者CD4+/CD8+T百分?jǐn)?shù)比值與患者血清sPD-L1水平有關(guān)(P<0.01)。在分析sPD-L1表達(dá)水平與口腔鱗癌多種臨床病理特征的關(guān)系中可以發(fā)現(xiàn),sPD-L1的表達(dá)與臨床分期、腫瘤細(xì)胞分化程度及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移狀態(tài)相關(guān)。Ⅲ+Ⅳ期患者血清中的sPD-L1表達(dá)水平明顯高于Ⅰ+Ⅱ期患者,低分化患者的sPD-L1表達(dá)水平高于中、高分化患者,有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移患者的sPD-L1表達(dá)水平高于無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者。本研究中未發(fā)現(xiàn)sPD-L1表達(dá)與患者性別、年齡、腫瘤大小、腫瘤部位有關(guān)。

綜上所述,口腔鱗癌患者體內(nèi)T細(xì)胞免疫處于抑制狀態(tài),外周血CD4+、CD8+T淋巴細(xì)胞表面PD-1/PD-L1的表達(dá)上調(diào),口腔鱗癌患者血清中sPD-L1異常升高,且與臨床分期、腫瘤細(xì)胞分化程度及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移狀態(tài)有關(guān)。本研究表明,特異性阻斷PD-1/PD-L1抑制途徑有望成為腫瘤靶向治療的策略之一。

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