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编者按

随着现代医科学技术的不断更新，通过临床转化，对于慢性疾病医学界也在不断探讨新的治疗管理方案。本期我们有幸约稿于业内资深专家李红主任，为大家介绍通过功能医学结合免疫细胞治疗慢性疾病的思路及案例，为大家提供新的临床思路，并希望大家可以通过阅读学习，了解更多慢病的前沿干预手段，更好的服务患者。

 

作者言

正常人体内每天大约有100亿细胞在生长和更新，在代谢过程中，细胞内的基因会因环境而导致异常，即使是健康人，体内每天也大约有1万到100万个细胞可能发生变异，当异常的突变积累到一定程度，细胞就转变为癌细胞。正常情况下机体有免疫系统的保护，能及时识别和清除衰老、变异或是被细菌病毒感染的细胞。但是当免疫力变弱，免疫部队战斗力下降时，则容易发生感染、肿瘤等疾病。

近年来随着细胞科技的突破性进展，医学上已经可以实现对自身的部分免疫细胞进行特训，提高其战斗力，从而对亚健康、疾病等进行早发现、早干预，效果明显。例如：从血液中采集健康的、富有免疫活力的种子细胞，在严格质控的细胞实验室内添加细胞因子，完成对这些种子细胞培养、扩增或改造等特训过程，从而组成一支免疫细胞的特种兵部队。再通过静脉、介入等方式，将培养好的免疫细胞输回体内。医学研究表明，随着年龄增长，新的免疫细胞更新能力减弱，衰老的免疫细胞必须工作更久，负荷更重，造成免疫部队中老弱病残数量急剧增加，对抗病毒和细菌、清除变异细胞的能力也逐渐减弱，患病风险也相对增加。

本系列文章分享的两个案例都是关于多器官、多系统损伤的慢性疾病，通过应用功能医学思维祛除引起慢性炎症的原因，辅助免疫细胞治疗纠正免疫失衡，在疾病还未达到严重状时，通过早期干预，预防疾病的进展，加速疾病转归，临床效果满意。临床医生通过不断对新学术探讨、学习与积极深入研究，虽然未来还需要大量的科学佐证来支持免疫细胞纠正治疗的应用，但希望这些转化医学的成果，可以在未来能惠及更多慢病人群。

 

免疫的相关知识

1. 免疫的概念

现代免疫概念是指机体免疫系统识别自身与异己物质，并通过免疫应答排除抗原性异物，以维持机体生理平衡的功能。

  • 人体的免疫力，随着年龄的增加而递减。

  • 人体免疫功能在20岁到达巅峰，40岁时是免疫功能巅峰时的1/2，70岁时，是免疫功能巅峰时的1/10。

  • 人体免疫功能会因环境（环境污染，食品安全，工作压力、人际关系）因素而衰退，从而影响健康。

图（1）人体的免疫力，随着年龄的增加而递减

免疫系统组成

图（2）免疫系统组成

  • 免疫系统主宰和执行机体的免疫功能，是机体发生免疫应答的物质基础。

  • 免疫器官：由中枢和外周免疫器官（胸腺、骨髓和脾）、淋巴上皮组织（淋巴结、扁桃体及粘膜相关的淋巴组织等）免疫细胞及免疫分子组成。

  • 免疫细胞：凡参与免疫应答有关的细胞统称免疫细胞，主要包括造血干细胞、淋巴细胞、单核或巨噬细胞及其他抗原提呈细胞、粒细胞、肥大细胞和红细胞。在免疫应答中起核心作用的是淋巴细胞。

  • 细胞因子(CYTOKINE，CK)是免疫原、丝裂原或其他刺激剂诱导多种细胞产生的低分子量可溶性蛋白质，具有调节先天免疫和获得性免疫 、血细胞生成、细胞生长以及损伤组织修复等多种功能。

 

1. 免疫器官

1.1 中枢免疫器官

  • 胸腺： 胸腺的个体发育：人体配体发育至6周时，由第III、IV对咽囊生产初期的胸腺和甲状旁腺，胸腺内分皮质和髓质。在胚胎第11周，由胚胎卵黄囊血岛经胚肝、骨髓来的T细胞前体细胞进入胸腺，在外皮质区内暂居成为胸腺细胞。随后移入髓质区成为依赖胸腺的T细胞。

      胸腺的功能：

      ▲ 屏障作用； 

      ▲ 促T细胞表面抗原形成各种抗原和受体：主要包括组织相容性抗原、CD抗原、T细胞抗原受体、有丝分裂受体及白介素受体等。此外还有激素和神经肽受体；

      ▲ 促T细胞的个体发育成熟。

  • 骨髓：骨髓为重要的造血器官。

1.2 外周免疫器官

外周免疫器官包括：胃肠道、脾脏、淋巴结。

  • 脾脏：脾脏是人体最大的淋巴器官，在胚胎期是造血干细胞增殖分化的场所，具有造血功能，脾脏血液过滤器，可清除血液中的病原体和自身衰老损伤的血细胞，并将红细胞裂解产生的血红蛋白转化为胆红素，回收铁供再利用。

      ▲ 脾脏也是淋巴细胞移居和接受抗原刺激后产生免疫应答、产生免疫效应分子的重要场所；

      ▲ 脾脏中B细胞主要产生IgG和IgM类抗体；

      ▲ 脾脏能合成增强吞噬细胞作用特有的THR-LYS-PRO-ARG组成的四肽激素，又名吞噬细胞功能增强素， 能增强巨噬细胞和中性粒细胞的吞噬清除作用。

  • 淋巴结：

      ▲ 淋巴结是机体淋巴管道内淋巴组织的结性聚集体，血管和消化道、呼吸道粘膜的上皮组织、结缔组织和大多数器官均有淋巴管道；

      ▲ 淋巴结是T细胞对抗原识别及发生应答的场所。T细胞主要定居在滤泡和深皮质区之间，被称为滤泡旁区。大多数T细胞为CD4+细胞，少数为CD8+细胞；

      ▲ 其他外周免疫组织：除淋巴结和脾外，淋巴细胞海散在分布或聚集于许多组织，形成所谓粘膜相关或皮肤相关免疫组织。在肠道分泌液中，分泌型免疫球蛋白A（sIgA）主要发挥和中和微生物和毒素的作用。

 

2. 免疫细胞

  • 凡参与免疫应答有关的血细胞统称免疫细胞；

  • 主要包括造血干细胞、淋巴细胞、单核或巨噬细胞及其它抗原提呈细胞、粒细胞、肥大细胞和红细胞。在免疫应答中起核心作用的是淋巴细胞。

      ▲ 淋巴细胞是复杂不均一的细胞群体，从细胞群体来源可分为T细胞、B细胞和第三类淋巴细胞群，包括自然杀伤细胞（NK细胞）和淋巴因子激活的杀伤细胞（LAK）等。

 

图（3）免疫细胞

2.1 先天性免疫与获得性免疫的区别

表（1）先天性免疫与获得性免疫的区别

2.2 先天免疫：前哨细胞

  • 吞噬细胞：多核白细胞、单核细胞、巨噬细胞；

  • 抗原呈递细胞（APC）：具有摄取、处理抗原并将抗原信息提呈给T淋巴细胞的一类细胞，又称为辅佐细胞:

      ▲ 树突状细胞（DC）

      ▲ 单核/巨噬细胞

      ▲ B淋巴细胞

  • 细胞毒性细胞

  • 自然杀伤细胞（NK细胞）

  • 肥大细胞

  • 嗜碱性粒细胞（循环）

2.3 自然杀伤细胞（NK细胞）

  • 起源： 起源于骨髓淋巴样干细胞、NK细胞来源于骨髓并发育成熟，主要存在于血、淋巴组织。IL-15是NK细胞发育中最重要的调节因子。

  • 定义：NK细胞是一类无典型T、B淋巴细胞表面标志和特征的淋巴细胞，能够非特异性溶解各种病毒感染的细胞和肿瘤细胞而不受组织相关性抗原（MHC）分子限制和抗原预先致敏。因此，又称自然杀伤细胞（NK）。

  • NK细胞特点：

      ▲ NK细胞体积较大，胞浆中含有大量的细胞颗粒，也被称为大颗粒细胞;

      ▲ NK细胞能够利用穿孔素和死亡受体（FasL）杀伤靶细胞，并分泌大量的干扰素IFN-γ发挥免疫调节作用；

      ▲ NK细胞的活化过程比T、B淋巴细胞较快，活化的NK细胞可合成和分泌多种细胞因子，如白介素2（IL-2）、干扰素（INFˉ）和肿瘤坏死因子（TNFˉ）等，对集体免疫功能进行调节。因此NK细胞也是一种重要的免疫调节细胞，NK细胞承担着天然的免疫监督功能。

      ▲ NK细胞在急性感染的早期具有控制微生物在体内迅速扩散的作用。

  • NK细胞的生物学活性：

NK细胞有合成和分泌细胞因子、发回免疫效应和免疫调节的功能，主要表现在以下四个方面：

      ▲ 细胞毒：

          ★ 方式：自然杀伤和ADCC；

          ★ 途径：脱颗粒途径（穿孔素、粒酶B）和凋亡配体途径（Fas/FasL、肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体TRAIL/DR4、DR5和TNF/TNFR）。

      ▲ 合成和分泌细胞因子发挥免疫效应和免疫调节功能：

          ★ IFN-γ；诱导Th0→Th1，IgG类别转换至TNF；

          ★ 直接杀伤靶细胞和免疫调节作用，例如：粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）、巨噬细胞集落刺激因子（M-CSF）；

          ★ 可能参与造血调控白介素10（IL-10）和转化生长因子-β（TGF-β）；

          ★ 免疫调节。

      ▲ CD16、CD56是NK细胞特有的标志；

      ▲ 抗原提呈功能：活化NK细胞（NKp44+ MHCII+ CD86+）具有抗原提成功能，细胞毒活性和细胞因子产生能力也明显升高。

图（4）

细胞因子诱导的杀伤细胞（CIK细胞）与NK细胞的异同

表（2）细胞因子诱导的杀伤细胞（CIK细胞）与NK细胞的异同

2.4 T淋巴细胞

  • T淋巴细胞发育分化：T淋巴细胞的前体在骨髓，然后迁移至胸腺并在胸腺成熟，由于T淋巴细胞是胸腺来源的淋巴细胞故称为“T”淋巴细胞。

  • T淋巴细胞进入胸腺后首先经历：

      ▲ 早期T淋巴细胞发育阶段，即始祖CD4ˉ，CD8ˉ双阴性T淋巴细胞发育成为双阳性T细胞，其表面标志为TRC+、CD2+、CD3+、CD4+、CD8+,称为T淋巴细胞；

      ▲ 阳性选择阶段;

      ▲ 阴性选择阶段。

T淋巴细胞的主要功能是调节蛋白质抗原引起的所有免疫应答，并具有消除细胞内微生物的效应作用。

图（5）适应性免疫应答

  • T细胞亚群：根据表面标志，T淋巴细胞可分为CD4+和CD8+单阳性功能不同的亚群，T淋巴细胞各亚群的共同表面标志：TCRaβ、CD3和CD2。

      ▲ CD4+包括幼稚TH细胞（幼稚辅助T细胞）、TH1和TH2三个细胞亚群；

      ▲ CD4+幼稚TH细胞被抗原提呈细胞刺激后可分泌IL-2、4、5和IFNˉ等细胞因子，并表达IL-2 、4、12等白介素受体。CD4+幼稚TH细胞可看作是TH1和TH2细胞的前体细胞；

      ▲ CD4+幼稚TH细胞与以IL-12为主的细胞因子结合后，可增殖分化为TH1细胞，如图（5）所示；

      ▲ CD4+幼稚TH细胞与以IL-4为主的细胞因子结合，则分化为TH2细胞，如图（5）所示；

      ▲ 大多数T淋巴细胞为CD4+细胞，少数为CD8+细胞；

      ▲ CD4+淋巴细胞是人体免疫系统中的一种重要免疫细胞，是辅助性T细胞的标志，也就是说由辅助T细胞表达；

      ▲ 辅助T细胞分泌的细胞因子可修复和激活炎症细胞，如巨噬细胞和粒细胞，是特异性T细胞免疫和先天性免疫的效应机制之间的重要联系分子。

  • CD8+包括TC（细胞毒性T淋巴细胞）TS（抑制性淋巴细胞）两个亚群：     

       ▲ TC（或CTLS)细胞是介导细胞免疫的效应T细胞，经抗原致敏后可特异性杀伤携带致敏抗原的靶细胞，如肿瘤细胞和受感染组织细胞。

      ▲ TS细胞具有抑制体液和细胞免疫的功能，可通过分泌抑制性细胞因子阻止CD4+幼稚TH细胞活化。

  • 调节性T淋巴细胞：

      ▲ Tr1、Th3和CD4、CD25+主要类型；

      ▲ 占外周血T细胞池的5-10%；

      ▲ 通过抗原呈递细胞（树突状细胞）诱导TGF-β；

      ▲ TLR2主要调节CD4 CD25+；

      ▲ 调节与平衡Th1和Th2淋巴细胞亚群；

      ▲ 肠道的净效应通过抑制摄取的抗原的免疫应答维持耐受性；

      ▲ 遗传缺陷Treg细胞的小鼠发展多种自身免疫性疾病；

      ▲ 过度调节可称为“免疫抑制剂”，导致癌症。

 

2.5 B淋巴细胞

B细胞的发育分化：B淋巴细胞是在人和哺乳动物骨髓或鸟类的法氏囊组织中发育分化成熟的淋巴细胞，所有称为骨髓或囊依赖性淋巴细胞，简称B淋巴细胞。

B淋巴细胞是唯一产生抗体的细胞。哺乳动物B细胞在骨髓内的发育可经历始祖B细胞、前B细胞、未成熟B细胞和成熟B细胞几个阶段。

  • 始祖B细胞：由骨髓淋巴干细胞衍化而来，无膜表面免疫球蛋白，可表达CD19分子；

  • 前B细胞：前B细胞胞浆中出现IGM重链分子即U链，同时膜表面表达MHC类分子及CD19和CD20分子；

  • 未成熟B细胞：只有少量离开骨髓，主要特征是IGM单体分子（SIGM）表达于细胞表面并开始表达CD21分子；未成熟B细胞对TI抗原应答，经抗原刺激后可分化为浆细胞，只合成分泌IGM抗体，无免疫记忆；

  • 成熟B细胞：绝大多数离开骨髓，迁移至外周免疫器官和组织中，除表达上述因子外，还可表达SMIGD、CD35、IGGFC受体和有丝分裂受体等。成熟B细胞对TD抗原应答，经抗原刺激后膜表面SMIGD消失，可分化为浆母细胞。其中小部分B细胞在此阶段停止分化，成为休止状态的记忆B细胞，而其余B细胞分化成熟为浆细胞。浆细胞是B细胞发育的终末细胞，浆细胞抗原-1是其特有标志，而其他B细胞表面标志和多种受体则全部消失，浆细胞可产生五种不同的IG分子。但一种浆细胞只产生一种类别的IG抗体。

  • B细胞亚群：B细胞亚群的分类并不统一，根据是否表达CD5抗原，将B细胞分为B1细胞和B2细胞两个亚群：

      ▲ B1细胞为CD5+未成熟B细胞，其重要特征是只表达SMIGM，产生抗体不需要TH细胞辅助即对T1抗原应答，对外来抗原质产生有限应答，可对一些资深抗原产生应答，产生的抗体为低亲和性的与自身免疫性疾病有关，无免疫记忆；

      ▲ B2细胞为CD5成熟B细胞，膜表面受体为SMTGM和SMTGD，是执行体液免疫功能的主要细胞，产生抗体需TH细胞辅助，有免疫记忆，此外B2细胞还具有抗原提呈和免疫调节功能。

 

3. 细胞因子

图（6）细胞因子

  • 概念：细胞因子(cytokine，CK)是免疫原、丝裂原或其他刺激剂诱导多种细胞产生的低分子量可溶性蛋白质，具有调节先天免疫和获得性免疫 、血细胞生成、细胞生长以及损伤组织修复等多种功能。

  • 细胞因子可被分为白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子超家族、集落刺激因子、趋化因子、生长因子等。

  • 众多细胞因子在体内通过旁分泌、自分泌或内分泌等方式发挥作用，具有多效性、重叠性、拮抗性、协同性等多种生理特性，形成了十分复杂的细胞因子调节网络，参与人体多种重要的生理功能。

细胞因子临床应用举例：

      ▲ 抗肿瘤方面：干扰素和皮脂膜β（TGFβ）能够直接抑制肿瘤细胞生长；

      ▲ 利用IFN，IL-2、IL-12、IL-15等增强淋巴细胞或骨髓细胞的细胞毒活性，进而抑制细胞生长；

      ▲ TNF、IL-6和趋化因子能促进血管生成。例如：当患者有血管内皮增厚但未达到斑块，可使用血管修复因子进行局部内在环境的改善。

 

4. 功能医学思维模式转化

图（7）功能医学思维模式转化

人体疾病都是由细胞病变发展而来。在功能医学思维中，细胞病变的原因可概括为“两个核心问题”、“五个引起疾病的潜在因素”及“七个生理失衡”，即：毒素、过敏原、微生物、不恰当的营养、压力等五个因素都会引起细胞病变，从而引起七大生理失衡，最终导致机体的生理及病理的变化。

  • 功能医学思维重塑免疫平衡的策略

      ▲ 炎症过旺时，下调炎症；

      ▲ 先天免疫下降时，“激发”先天免疫力；

      ▲ T细胞调节功能失衡时，上调T细胞调节细胞；

      ▲ 炎症细胞因子过度激活时，下调炎症细胞因子；

通过以上功能医学思维重塑免疫平衡的策略应用于再生医学、预防医学，例如：干细胞及免疫细胞疗法领域，可实现有效预防和治疗过敏和自身免疫性疾病，同时也可实现预防和治疗癌症。

 

未完待续

本系列文章共三期，下一期将与大家分享功能医学干预联合免疫细胞治疗多系统慢性疾病的两例实际干预案例之一，敬请关注。

 

参考文献

1. 马学斌，马骢.CIK细胞的基础与临床研究进展.海军总医院学报.2009，3(22):31-34.

2. Cen XN, Zhu P, Shi YZ, etal Cytokine-induced killer cells induce apoptosis of K562 cells expressed bcr-abl. zhongguo shi yan xue ye xue za zhi, 2002, 10(3):201-204.

3. 刘秋霞，邵学斎.CIK细胞在肿瘤治疗中的进展.承德医学院学报.2007，2(24):187-189.

4. 刘德琰，冯凯，陈虎.NK细胞的生物学特性及临床应用研究进展 白血病·淋巴瘤2006年4月第15卷第2期。

5. 陈娟，卢光琇.CIK 细胞的生物特性和应用研究新进展 肿瘤药学2014年6月第4卷第3期。

6. 黄文荣，张伯龙.细胞因子诱导的杀伤(CIK)细胞的研究现状[J]. 肿瘤防治杂志，2000，27(2):157-159.

7. Blattman JN, Greenberg PD. Cancer immunotherapy:a treatment for the masses[J]. Science, 2004, 305:200-205.

8. 吴擘颋. CIK细胞：过去、现在与将来.中国临床医学. 2006，10(13):782-784.

 

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