多因子检测:肿瘤中的应用
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肿瘤(tumour)是指机体在各种致瘤因子作用下,局部组织细胞增生所形成的新生物(neogrowth),因为这种新生物多呈占位性块状突起,也称赘生物。

 

 
分类及区别

肿瘤免疫(tumor immunology)是研究肿瘤抗原、机体免疫功能与肿瘤发生发展和转归的相互关系;机体对肿瘤免疫应答和肿瘤细胞逃逸免疫效应的机制;及肿瘤的免疫诊断和免疫防治的科学。


肿瘤过程中的免疫应答
1、固有免疫:主要由先天性免疫细胞参与,包括单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞(dc)和自然杀伤细胞(NK),通过释放细胞因子直接溶解肿瘤细胞或捕获死亡肿瘤细胞的碎片来介导即时、短期的反应。
2、适应性免疫:主要由适应性免疫细胞参与,包括T细胞和B细胞,介导长期的抗原特异性反应和有效记忆。


肿瘤中的免疫细胞


01.T-cells

CD8+或CD4+ T淋巴细胞可以识别癌症抗原或过表达的自身抗原并抑制癌症的发展,但一些癌细胞可以阻碍免疫识别和应答。CD4+ T细胞通过特异性的DC介导CTL反应,CD4+ T细胞诱导DC细胞产生IL-12和15。两细胞之间的相互作用是通过CD4+ T细胞表达的CD40L与DCs中的CD40结合来介导的。这些ILs负责细胞的克隆扩张和分化。CTL相反,产生IFN,以诱导趋化因子的释放,这些趋化因子有助于CD4+ T细胞招募到TME。CD4+ T细胞上共同抑制受体表达失调可促进自身免疫,而CD8+ T细胞上持续过表达这些受体可促进其功能障碍或衰竭,导致其抗癌潜力受损。

肿瘤细胞由树突状细胞和抗原提呈细胞采集,呈递给t细胞,活化为细胞毒性t细胞,直接破坏肿瘤细胞或通过分泌细胞因子和刺激其他促炎细胞来传播免疫反应的辅助t细胞。为了对抗这种炎症反应,肿瘤细胞会释放抑制细胞因子TGF-β,IL-10等,操纵APCs将t细胞转化为Treg细胞,从而下调抗肿瘤炎症反应和招募Treg进入肿瘤的CCL22。内皮素B和其他分子作用于肿瘤血管系统,阻止炎症细胞进入肿瘤环境[1]。


02.巨噬细胞
巨噬细胞是单核吞噬细胞系的分化细胞,具有特定的表型特征和特定标记的表达,这些标记都不完全局限于单核吞噬细胞系。在小鼠中,巨噬细胞具有吞噬作用,并表达CD11b, F4/80,集落刺激因子-1受体(CSF-1R;CD115),不表达Gr1(更确切地说是抗Gr1抗体检测到的Ly6G)。在人体内的巨噬细胞表达CD68、CD163、CD16、CD312和CD115。当这些特征结合在一起时,巨噬细胞就可以区别于髓系的其他成员,如多形核中性粒细胞和嗜酸性粒细胞。
在胰腺、乳腺、肺、宫颈、膀胱和霍奇金淋巴瘤中,巨噬细胞的密度与生存率有很强的相关性。巨噬细胞的主要谱系调节剂CSF-1或其受体CSF-1R的表达与肝癌,乳腺癌和胰腺癌的不良生存有关。

正常生理巨噬细胞功能,可促进(M2)或降低肿瘤生长(M1)。M1表型与促炎细胞因子,如IL-12,IFN的相关γ和TNF α,抗原呈递,生成活性氧种,并以消除病原体和细胞的能力。相反,M2表型与抗炎细胞因子(例如IL-10)的产生,清除受体的上调和组织重塑有关[2]。


03.树突细胞
树突状细胞(DC)是引发T细胞反应的最佳抗原呈递细胞(APC)。它们是循环系统和组织中的稀有细胞,因为它们具有启动和调节先天免疫和适应性免疫的能力。因此,DC在肿瘤免疫监测中起关键作用。
I型干扰素(IFN)信号传导和抗原交叉递呈是DC细胞在LNs和TME中驱动抗肿瘤免疫的关键功能。事实上,Batf3是参与DC细胞交叉呈递的转录因子,Batf3缺失的小鼠无法回避肿瘤形成。此外,从癌症患者分离的DCs往往缺乏成熟标志物,不能激活T细胞。这些报道与最近观察到的早期肺腺癌患者肿瘤中CD141+ DCs减少,同时CD8+ T细胞数量减少的结果一致。因此,肿瘤源性因子可以抑制正常DC功能和TME的招募,并直接影响DC疫苗的疗效。

肿瘤微环境富含免疫抑制元件,这些免疫抑制元件通过直接或间接抑制DC功能来促进肿瘤生长。这些元素包括抑制性细胞因子,抑制性警报蛋白,缺氧,代谢应激和诸如抗原掩蔽的逃避机制。这些元素累计损害DC功能的多个方面,并导致肿瘤微环境中没有足够的Th1分化[3]。


04.NK细胞
自然杀伤(NK)细胞,是癌症免疫监测的重要介质。NK细胞是一个异质性群体,在人类中,它们被分为产生IFN-γ的CD56hi CD16+和细胞毒性CD56loCD16hi,而在小鼠中,它们根据CD27和CD11b的表达进行分组。不同的NK细胞亚群在肿瘤免疫和肿瘤免疫治疗中发挥不同的作用。
NK细胞在肿瘤免疫监测中的作用。该图显示了NK细胞在肿瘤免疫监测中的潜在作用。NK细胞最初通过应激或危险信号识别肿瘤细胞。活化的NK细胞通过至少四种机制直接杀伤靶肿瘤细胞:胞浆颗粒释放、死亡受体诱导凋亡、效应分子产生或ADCC。此外,NK细胞在与树突状细胞相互作用时起调节细胞的作用,改善其抗原的摄取和递呈,促进抗原特异性CTL应答的产生。活化的NK细胞通过产生IFN-γ等细胞因子,诱导CD8+ T细胞成为CTLs。活化的NK细胞还可以促进CD4+ T细胞向Th1反应分化,促进CTL分化。NK细胞产生的细胞因子也可能调节B细胞产生抗肿瘤抗体[4]。

肿瘤中的细胞因子
肿瘤中的细胞因子起到两种作用。一为增强免疫反应的细胞因子,包括 IFN-α,IL-2家族,IL-12,粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)和IL-10。另一部分为抑制免疫抑制活性的细胞因子,包括阻断肿瘤坏死因子-α(TNF-α),TGF-β,集落刺激因子-1(CSF-1)。

IFN I型和II型(IFNs)、GM-CSF和IL-2、IL-7、IL-12、IL-15和IL-21已在癌症免疫治疗的临床试验中进行了验证。抗癌试验的目标显示在底部,粗体显示的是已经美国FDA批准的[5]。

研究技术


01、多因子检测技术

包括Luminex、MSD、CBA、Antibody Array,一份样本可检测几十种不同的生物分子,可实现高通量、高灵敏度等特点。
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种属 检测技术 检测方向 货号 因子数 检测因子
Human Luminex Cancer LX-HCCBP1MAG-58K-24 24 α-Fetoprotein (AFP),CA125,CA15-3,CA19-9,CEA,CYFRA21-1,sFAS/TNFRSF6,sFasL,FGF-2/FGF-basic,HCGβ,HE4,HGF,IL-6,IL-8/CXCL8,Leptin,MIF,Osteopontin (OPN),Prolactin,PSA (free),PSA (total),SCF,TGFα,TNFα,TRAIL/TNFSF10,VEGF-A
Human Luminex Cancer LX-HCCBP2MAG-58K-04 4 Antithrombin III,Complement Factor H (CFH),Extracellular Matrix Protein 1 (ECM1),Vitamin D Binding Protein
Human Luminex Cancer LX-HCCBP3MAG-58K-08 8 Cathepsin D,Ferritin,Fibroblast Activation Protein (FAP),Galectin 3,IGFBP3,Melanoma Inhibitory,Activity (MIA),Myeloperoxidase(MPO),Sex Hormone Binding Globulin (SHBG)
Human Luminex Cancer LX-HCCB4MAG-58K-10 10 L1CAM/NCAML1/CD171, Carbonic Anhydrase 9 (CA9), Mesothelin, Midkine, Hepsin, Kallikrein-6, Transglutaminase 2, ALDH1A1, EpCAM, CD44
Human Luminex Cancer LX-HCMBMAG-22K-09 9 GDF15, DKK1, Neuron-specific Enolase (NSE), Osteonectin/SPARC, Periostin, TRAP5, Osteoprotegerin, YKL40/1CHI3L1, TWEAK
Human Luminex Cancer LX-HAGP1MAG-12K-17 17 HGF, Leptin, IL-8/CXCL8, FGF-2/FGF-basic, VEGF-A, EGF, Angiopoietin-2, G-CSF, BMP- 9, Endoglin, Endothelin-1, FGF-1/FGF-acidic, Follistatin, HB-EGF, Placental Growth Factor (PLGF), VEGF-C, VEGF-D
Human Luminex Cancer LX-HANG2MAG-12K-20 20 Angiostatin/Kringle, sAXL, c-Kit (soluble), sEGFR2/sHER2/sErbB2, sEGFR3/sHER3/sErbB3, sE-Selectin, sHGFR/sc-Met, Tenascin C, PDGF-AB/BB, sIL-6Ra, sTIE-2, Thrombospondin-2, sNeuropilin-1, sEGFR/sHER1/sErbB1, suPAR, sVEGFR1/sFlt-1, sVEGFR3/sFlt-4, sPECAM-1/sCD31, Osteopontin, sVEGFR2/sKDR/sFlk-1
Human Luminex Cytokine LX-12007283 48 FGF-basic, Eotaxin, G-CSF, GM-CSF, IFN-γ, IL-1β, IL-1rα, IL-1α, IL-2Rα, IL-3, IL-12(p40), IL-16, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-8, IL-9, GRO-α, HGF, IFN-α2, LIF, MCP-3, IL-10, IL-12(p70), IL-13, IL-15, IL-17, IP-10, MCP-1(MCAF), MIG, β-NGF, SCF, SCGF-β, SDF-1α, MIP-1α, MIP-1β, PDGF-BB, RANTES, TNF-α, VEGF, CTACK, MIF, TRAIL, IL-18, M-CSF, TNF-β
Human Luminex Chemokine LX-171AK99MR2 40 6Ckine/CCL21,BCA-1/CXCL13,CTACK/CCL27,ENA-78/CXCL5,Eotaxin/CCL11,Eotaxin-2/CCL24,Eotaxin-3/CCL26,Fractalkine/CX3CL1,GCP-2/CXCL6,GM-CSF,Gro-α /CXCL1,Gro-β/CXCL2,I-309/CCL1,IFN-I,IL-18,IL-2,IL-4,IL-6,IL-8/CXCL 8,IL-10,IL-16,IP-10/CXCL 10,I-TAC /CXCL11,MCP-1 /CCL2,MCP-2 /CCL8,MCP-3 /CCL7,MCP-4 /CCL13,MDC/CCL 22,MIF,MIG/CXCL19,MIP-1α/CCL3,MIP-1δ/CCL15,MIP-3a/CCL20,MIP-3β/CCL19,MPIF-1/CCL23,SCYB16/CXCL 16,SDF-1α+β/CXCL12,TARC/CCL17,TECK/CCL25,TNF-α
Human Luminex Cytokine LX-M500KCAF0Y 27 FGF basic, Eotaxin, G-CSF, GM-CSF, IFN-γ, IL-1β, IL-1rα, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-8, IL-9, IL-10, IL-12(p70), IL-13, IL-15, IL-17, IP-10, MCP-1(MCAF), MIP-1α, MIP-1β, PDGF-BB, RANTES, TNF-α, VEGF

02、免疫组化
可通过HE、IF、Tunel、DAB、Nissl、Masson染色等,对指标进行定位分析,并且可提供病理分析平台。

 

03、流式细胞术
通过不同荧光对同一细胞进行对参数分析,可提供细胞的12色染色。检测速度快,分析样本量大,包含的样本种类多。

 

参考文献
[1]Tumor infiltrating lymphocytes in ovarian cancer.
[2] Progress in tumor-associated macrophage (TAM)-targeted therapeutics.
[3]Re-emergence of Dendritic Cell Vaccines for Cancer Treatment.
[4] NK cell-based immunotherapy for malignant diseases.
[5] Cytokines in the Treatment of Cancer.

 

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