黃 珂 陳艷紅
近年來,在兒童腫瘤中應用以細胞因子誘導殺傷(cytokine-induced killer,CIK) 細胞輸注為主導的細胞過繼免疫治療已經(jīng)逐漸受到重視。與CIK細胞殺傷激活關(guān)系密切的細胞間黏附分子-1( intercellularadhesionmolecule-1,ICAM-1,CD54)的研究越來越得到關(guān)注。腫瘤細胞表達的 ICAM-1與 CIK 細胞上表達的淋巴細胞功能相關(guān)抗原-1(lymphocyte function associated antigen-1,LFA-1) 相互作用是 CIK 細胞殺傷、識別腫瘤細胞的主要機制。本研究擬檢測兒童腫瘤細胞 ICAM-1 表達水平并分析其臨床意義。
選擇我院2008年1月1日-2012 年12 月31日收治的兒童腫瘤患者共85例,分為實體瘤和非實體瘤(白血病)。實體瘤35例,其中淋巴瘤10 例,肝母細胞瘤2例,神經(jīng)母細胞瘤4例,橫紋肌肉瘤2 例,尤文氏肉瘤4例,原始神經(jīng)胚層腫瘤4 例,腎母細胞瘤9 例。非實體瘤指急性白血病(acute leukemia,AL)50例,包括急性淋巴細胞白血病(acutelymphocytic leukemia,ALL) 20 例和急性髓系白血病(acute myelocytic leukemia,AML) 30 例。AML中部分分化性粒細胞性白血病(M1)、分化性粒細胞性白血病(M2)、早幼粒細胞性白血病(M3) 型共 18 例,粒單細胞性白血病(M4)、單核細胞性白血病(M5)型共12 例。所有患兒均進行骨髓象形態(tài)學和細胞化學、細胞免疫分型檢測和確診。選取健康移植供者骨髓20 例作為對照組。
1.2.1 檢測方法 ①實體瘤:手術(shù)切取患兒腫瘤實體組織制取的石蠟切片,采用免疫細胞化學方法檢測切片組織的 ICAM-1 表達水平。組織切片常規(guī)二甲苯脫蠟、梯度酒精脫水,放入新配制的 3% 過氧化氫甲醇 37℃孵育10 min,阻斷滅活內(nèi)源性過氧化物酶,蒸餾水洗 3 次。微波修復抗原,滴加血清封閉液 20 min。滴加 ICAM-1 一抗4℃冰箱孵育 60 min,用 PBS 沖洗3~5 min,滴加生物素標志的 IgG 二抗37℃孵育20 min,滴加SABC(鏈霉卵白素+ 辣根酶標記生物素) 20 min,DAB染色液 10 min顯色,蘇木精染色液染色 5 min,常規(guī)進行脫水、透明、干燥、封片。②白血?。喝×魇郊毎麅x(FACSCalibur)專用試管 1 支,加入多甲藻黃素-葉綠素-蛋白質(zhì)復合物(Percp)標記的 CD45 單克隆抗體10 μl/孔,再加入藻紅蛋白(PE )標記 ICAM-1 單克隆抗體10 μl/孔,加入 EDTA-K2抗凝的骨髓 50 μl/孔,低速渦流混勻,37℃避光反應 20 min。加入BD FACS lysing solution溶血素 1 ml,混勻,37℃避光保存10 min。37℃條件下取180 g 離心 5 min,棄上清液,再加入 PBS 2 ml,均勻混合后取180 g 離心 5 min,棄去上清液。加入 1% 多聚甲醛 0.5 ml,均勻混合,在1~4 ℃ 保存,待檢測。FACSCalibur 流式細胞儀的開機、關(guān)機等操作嚴格按照說明書進行。開機后啟動 FACSComp 軟件,標準熒光微球(calibration beads)校正儀器后,以 CellQuest Pro數(shù)據(jù)獲取分析軟件獲取數(shù)據(jù)。每管檢測10 000 個細胞,采用 CD45 / SSC 設(shè)門,分析白血病細胞群中 ICAM-1 陽性表達水平。③對照組:分別取正常骨髓淋巴細胞、粒細胞及單核細胞檢測的 ICAM-1 表達水平。
1.2.2 判斷標準 根據(jù)顯微鏡下觀察到的棕黃色陽性細胞數(shù)進行判斷,陰性(-):未觀察到棕黃色陽性細胞;出現(xiàn)棕黃色陽性細胞本研究均定義為陽性。
采用SPSS20.0統(tǒng)計軟件包對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。ICAM-1(CD54)表達采用百分數(shù)表示,應用描述性統(tǒng)計方法分析?;純汉驼和褐蠭CAM-1(CD54)表達水平的比較采用列聯(lián)表資料χ2檢驗。
肝母細胞瘤ICAM-1檢出100.0%(2/2),其他檢出ICAM-1的腫瘤有淋巴瘤、橫紋肌肉瘤、神經(jīng)母細胞瘤、尤文氏肉瘤,而腎母細胞瘤和原始神經(jīng)外胚層腫瘤未檢出ICAM-1。急性淋巴細胞白血病和急性髓系白血病檢出率分別為50.0%(10/20)和53.3%(16/30)。見表1。
表1 兒童腫瘤組織中ICAM-1(CD54)的表達水平
ALL 患兒骨髓細胞的 ICAM-1 陽性表達率為50.0%(10/20),與對照組骨髓中淋巴細胞上 ICAM-1 陽性表達率(65.0%)比較無顯著差異,χ2=0.921,P=0.337。AML ( M1、M2 和 M3) 患兒骨髓細胞的 ICAM-1 陽性表達率為66.7% (12/18),顯著高于對照組骨髓中粒細胞上 ICAM-1 的陽性表達率(10.0%)(χ2=15.292,P=0.000);AML ( M4、M5) 患兒骨髓細胞的 ICAM-1 陽性表達率為 33.3%(4/12),顯著低于正常對照組骨髓中單核細胞上 ICAM-1 的陽性表達率(75.0%)(χ2=5.398,P=0.020)。
細胞間黏附分子(ICAM-1)屬細胞黏附分子免疫球蛋白超家族[1],是重要的炎性細胞因子,在炎癥發(fā)生與發(fā)展中起著重要作用。當組織發(fā)生炎癥反應時,內(nèi)皮細胞受侵襲時其表面的ICAM-1經(jīng)活化后可與白細胞表面的αLβ2及巨噬細胞表面的αMβ2相結(jié)合,使白細胞固著于炎癥部位的脈管內(nèi)皮,進而分泌水解酶而穿出脈管壁,促使病變的擴散。目前ICAM-1在腫瘤細胞的侵襲、轉(zhuǎn)移及機體抗免疫功能對抗腫瘤的作用中已引起相關(guān)領(lǐng)域的廣泛重視。研究認為,兒童白血病患者中ICAM-1表達發(fā)生異常改變,與白血病的發(fā)生、發(fā)展及預后情況有密切聯(lián)系。ICAM-1的表達異常通過細胞毒性T細胞、NK殺傷細胞作用,ICAM-1依賴的主要組織相容性復合體類抗原免疫識別的影響而發(fā)揮作用。
機體在抗腫瘤免疫中起主要作用的是細胞免疫,ICAM-1與其配體抗淋巴細胞功能相關(guān)抗原-1( LFA-1) 結(jié)合后,主要通過激活 T 細胞、促使B淋巴細胞的分化、增強CIK細胞的腫瘤殺傷作用。CIK 細胞能同時表達CD3+和CD56+膜蛋白分子,具有T淋巴細胞強大的抗瘤活性和NK細胞的非MHC限制性殺瘤特點,殺傷活性可以達到 84.7%,比NK、LAK 細胞抗腫瘤作用更強[2]。CIK細胞作用機理是通過不同的機制識別腫瘤細胞,釋放顆粒酶/穿孔素等毒性顆粒,導致腫瘤細胞裂解[3]。CIK細胞在培養(yǎng)過程中表達FasL(Ⅱ型跨膜糖蛋白),通過與腫瘤細胞膜表達的Fas(Ⅰ型跨膜糖蛋白)結(jié)合,誘導腫瘤細胞凋亡。體外培養(yǎng)的CIK細胞可以分泌多種細胞因子,如IFN-γ、TNF-α、IL-2等,不僅對腫瘤細胞有直接抑制作用,還可通過調(diào)節(jié)機體免疫系統(tǒng)反應性間接殺傷腫瘤細胞[4]。
腫瘤細胞上 ICAM-1 表達數(shù)量決定了其對CIK 細胞的殺傷是否敏感。本次研究顯示,ICAM-1 在AML 骨髓細胞上的表達與對照組比較差異明顯;在 M1、M2和 M3 型AML 骨髓細胞上表達高于對照組,而 M4 和 M5 型 AML 骨髓細胞上表達顯著低于對照組。這與熊稀霖等[2]的研究結(jié)果基本一致,M1、M2和 M3 型AML對CIK細胞抗腫瘤作用效果明顯。國外研究認為,CIK 細胞的細胞毒活性可被抗 LFA-1 或 ICAM-1 的單克隆抗體所阻滯,這進一步提示細胞表面黏附分子ICAM-1在 CIK 細胞識別腫瘤過程中起關(guān)鍵作用[2]。
也有研究顯示[5],ICAM-1與LFA-1和Mac-1結(jié)合可以抑制細胞毒性T細胞和自然殺傷細胞的激活與信號的傳遞,使細胞毒性T細胞、自然殺傷細胞和巨噬細胞殺傷腫瘤細胞的活性降低,導致腫瘤細胞逃避機體的細胞免疫監(jiān)視。同時,ICAM-1過度活化可產(chǎn)生大量的sICAM-1進入血液,通過對ICAM-1依賴的主要組織相容性復合體類抗原免疫識別競爭性抑制作用,使腫瘤細胞躲避機體的免疫監(jiān)視,發(fā)生腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移。表達 ICAM-1 的腫瘤細胞與淋巴細胞的黏附性增強,隨著淋巴細胞移動,引起腫瘤細胞的擴散和轉(zhuǎn)移。研究發(fā)現(xiàn)[6-7],大腸癌、肺癌細胞表面ICAM-l的過度表達與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。胃癌細胞表面高表達ICAM-1分子,其產(chǎn)生的sICAM-l可促進癌細胞的血源性轉(zhuǎn)移。
總之,兒童腫瘤細胞ICAM-1分子的表達與CIK細胞免疫殺傷腫瘤細胞有關(guān),高表達 ICAM-1分子的腫瘤細胞易受到CIK 細胞抗腫瘤作用?;純耗[瘤細胞ICAM-1分子高表達也可能發(fā)生腫瘤遠處轉(zhuǎn)移。參考兒童腫瘤ICAM-1的水平,可對病情進行合理地判斷,選擇適宜的免疫治療方案。高表達ICAM-1的腫瘤患兒應考慮積極使用 CIK 細胞免疫治療[8]。
[1] 張 潔,陳俊杰,陳成水,等.STAT1和ICAM-1在非小細胞肺癌中的表達及其臨床意義〔J〕.中國病理生理雜志,2012,28(8):1378.
[2] 熊稀霖,黎 陽,王 林,等.兒童腫瘤及急性白血病中 ICAM-1(CD54)的表達及在CIK 細胞免疫治療中的臨床意義〔J〕.中國實驗血液學雜志,2012,20(2):282.
[3] Introna M,Pievani A,Borleri G,et al. Feasibility and safety of adoptive immunotherapy with CIK cells after cord blood transplantation〔J〕.Biol Blood Marrow Transplant,2010,16 (11):1603.
[4] Helms MW,Prescher JA,Cao YA,et al. IL-12 enhances efficacy and shortens enrichment time in cytokine-induced killer cell immunotherapy〔J〕.Cancer Immunol Immunother,2010,59 (9):1325.
[5] Li H,Ge C,Zhao F,et al.Hypoxia-inducible factor-1 alpha-activated angiopoiet n-like protein 4 contributes to tumor metastasis via vascular cell adhesion molecule-1/integrin β1 signaling in human hepatocellular caicinoma〔J〕.Hepatology,2011,4(3):910.
[6] Hayes SH,Seigel GM.Immunoreactivity of ICAM-1 in human tumors,metastases and nomal tussues〔J〕.Int J Clin Exp Pathol,2009,2(6):553.
[7] 宋蘭英,閆文生,張進華,等.黏附分子CD54、CD44V6在肺癌轉(zhuǎn)移中的作用〔J〕.實用癌癥雜志,2003,18(1):54.
[8] Linn YC,Niam M,Chu S,et al. The anti-tumour activity of allogeneic cytokine-induced killer cells in patients who relapse after allogeneic transplant for haematological malignancies〔J〕.Bone Marrow Transplant,2012,47(7):957.