【摘要】 超抗原作为一种强大的T细胞激活剂，极低浓度的超抗原便可以激活大量的T细胞克隆，杀伤肿瘤细胞，但是这种杀伤作用没有特异性。靶向治疗是现阶段肿瘤治疗的希望和未来肿瘤治疗的方向，可针对各种机制来抑制肿瘤的发生和发展或消除肿瘤。对此，国内外的学者已在超抗原的肿瘤靶向治疗方面开展了大量工作，为肿瘤的防治提供了参考依据。
【关键词】 超抗原；靶向治疗；肿瘤
超抗原(superantigen，SAg)是一类由细菌外毒素和逆转录病毒蛋白构成的抗原性物质，它不需要抗原呈递细胞(antigen-presenting cell，APC)处理，以完整的蛋白质分子形式直接与APC膜上的主要组织相容性复合体Ⅱ（MHC Ⅱ）类分子抗原结合槽外侧结合，导致带有特异性Vβ节段T细胞大量活化增殖，其活化T细胞的作用是普通抗原的数千倍乃至数万倍，超抗原活化的T细胞大约占到外周血T细胞的30%。极低浓度的超抗原便可以激活大量的淋巴细胞克隆［1］，强烈诱导细胞毒性T细胞(cytotoxic T lymphocyte，CTL)活性［2］，对肿瘤产生极其强大的杀伤作用。
1 超抗原的分类及特点
根据超抗原与宿主的关系可将其划分为两大类。一类为外源性超抗原：主要为一些细菌毒素，属小分子蛋白质，如金黄色葡萄球菌肠毒素（staphylococcal enterotoxin， SE），包括SEA、SEB、SEC、SED、SEE，毒性休克综合征毒素1(toxic shock syndrome toxin 1，TSST1)，表皮剥脱毒素(EXT)，A族链球菌M蛋白和致热外毒素(SPE)A、B、C等。外源性超抗原中研究最多的是SEA和SEB。另一类为内源性超抗原：目前发现小鼠中有一类抗原能刺激相同MHC单倍型小鼠间发生强烈的混合淋巴细胞反应，并把它们命名为次要淋巴细胞刺激决定簇，实际上为整合于某些小鼠基因组中的逆转录病毒产物，成为自身内源性超抗原。与普通抗原相比，超抗原具有如下独特的特点［3］：①强大的刺激能力；②无须抗原呈递细胞的处理；③无MHC的限制；④广泛的T细胞识别特性；⑤选择性结合T细胞受体(T cell recepter，TCR)β链V区。
2 超抗原抗肿瘤作用机制
一般抗原需经抗原呈递细胞的胞内处理， 再在APC表面的MHCⅡ类分子槽内暴露出来，与T细胞受体的α和β链连接，才能产生激活T细胞的作用。而超抗原能够以高亲和力一端在抗原结合沟外与APC上的MHCⅡ类分子连接， 另一端仅与TCR 的Vβ片段连接，不需经APC胞内抗原处理，也不受MHC的限制，可在APC外形成MHCⅡ类分子-SAg-TCRVβ复合物。只要有10～12 nmol/L的超抗原就可激活大部分含有TCRVβ序列的T细胞〔主要包括CD4（+）、CD8（+） 的T细胞〕增殖，并使之释放多种细胞因子或产生细胞毒作用。
超抗原主要是通过以下２种途径发挥其对肿瘤细胞的杀伤作用。①SAg依赖的细胞介导的细胞毒作用(superantigen dependent cell mediated cyto-toxicity， SDCC):SAg激活的CD8（+）的杀伤力很强的抑制T细胞或CTL和CD4（+）的辅助性(helper)T细胞，直接或间接地杀伤表达有MHCⅡ类分子的肿瘤细胞。②细胞因子参与的抑瘤作用:被激活的T细胞可释放多种细胞因子，非特异性地直接或间接杀伤肿瘤细胞，和SDCC共同发挥杀瘤作用，这些细胞因子主要包括肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-2(IL-2)、干扰素-γ(IFN-γ)等［4-5］。
3 单用超抗原治疗肿瘤
超抗原通过激活T细胞，能够抑制和杀伤MHCⅡ类分子阳性的肿瘤细胞。微量(10-9～10-12 g)超抗原能有效激活免疫细胞，产生一系列淋巴因子，主要有IL-1、IL-2、IL-6、TNF-α、TNF-β和INF-γ，这些淋巴因子可直接产生抗肿瘤作用，也可继发激活自然杀伤细胞（natural killer cell， NK细胞）而产生淋巴因子激活的杀伤细胞活性。把足够剂量的超抗原注射到荷瘤的小鼠体内，可观察到明显的抗瘤效果。有研究者［6］曾用SEA激活培养的外周血单核细胞(peripheral blood mononuclear cell， PBMC)第3天， 可使PBMC产生强大的杀伤肿瘤作用。其诱发抗肿瘤作用的最低浓度为10 ng/L，而半数最大抗肿瘤作用剂量为100 ng/L。国内韩从辉［7］研究观察了超抗原SEA诱导的CTL体内外对膀胱肿瘤的抑癌效应，并同时与卡介苗（BCG）的抑癌效应进行了比较。结果显示，SEA刺激淋巴细胞增殖后的CTL对膀胱肿瘤的抑制和杀伤效果显著，平均抑瘤率为84.7%，且浓度在1.0 μg/L时杀伤肿瘤效应最强；且SEA实验组的抑瘤率与BCG实验组的抑瘤率差异无显著性。
但是单用超抗原也有较多不足。微量超抗原即可激活大量的T细胞，分泌多种细胞因子，因此，如果在应用时剂量掌握不准确，就有可能引起机体免疫调节功能紊乱而产生变态反应，导致一系列急慢性疾病的发生［8］。而鼠类对超抗原作用不敏感，所以荷瘤小鼠的治疗剂量对人体的应用指导意义不大。因此，如何精确掌握使用剂量是一个难题。
4 单克隆抗体（McAb）导向治疗肿瘤
用抗肿瘤McAb与SAg的耦联物或者它们的融合蛋白导向杀伤肿瘤的实验研究结果表明:SAg能定位作用于表达McAb靶向相关抗原(McAb targeted associated antigen， MTAA)的肿瘤细胞，对不表达MTAA的肿瘤细胞也可产生一定的旁观者效应。McAb与SAg的结合物不仅可杀伤MHCⅡ类分子阳性的肿瘤细胞，而且对MHCⅡ类分子阴性的肿瘤细胞也有较为明显的抑制作用。
Dohlsten等［9］首先将SEA-McAb-C215构建成化学结合物，对结肠癌细胞进行杀伤实验，获得了十分满意的结果。化学结合物SEA-McAb-C215具有明显的靶向作用， 把大量的CD4（+）和CD8（+）细胞导向到相应肿瘤的抗原上。然而，单纯的SEA则没有这种靶向作用，说明化学结合物SEA-McAb-C215既保留了对TCRVβ成分的特异性选择，致使T细胞被激活，又保留了对结肠癌细胞的特异性。
另一个常用的抗体是单链抗体（single chain Fv，scFv）。国内王建丽［10］采用重叠PCR法构建了新型抗体B3dsscFV，并同SEA（D227A）进行了融合表达。实验证明，B3dsscFV－SEA的稳定性较B3dsscFV大大增强，且复性纯化后的目的蛋白对B3表面阳性肿瘤细胞具有良好的结合活性，证实其具备了良好的肿瘤导向作用。复性后的蛋白能够成功地激活T细胞对结肠癌细胞进行杀伤，蛋白浓度为1 mg/L时，最大抑瘤率可达95％。
5 结合在细胞表面的超抗原靶向治疗肿瘤
研究发现，经真核细胞疏水跨膜蛋白修饰的蛋白，与真核细胞在一起孵育时，这些蛋白能锚定在细胞膜上。Wahlsten 等［11］将癌基因CerbB-2的跨膜区与TSST1编码区融合，在细菌中表达，得到融合蛋白，它能锚定在几种瘤细胞表面，其瘤苗有较强的抗亲本肿瘤作用。该方法相对基因转染法而言称为蛋白转染法，其优点为: ①该方法不依赖细胞自身增殖潜能及可转染性，可用于原代细胞的转染，与细胞类型无关; ②蛋白转染法是一个非常迅速的过程，尤其适合临床治疗。
Shimizu等［12］用交联剂(sulfo-GMBS)使SEB牢固结合在甲基胆蒽诱导的肉瘤细胞（Meth A）表面，观察其抗肿瘤作用。结果发现，结合SEB的Meth A细胞在体外与T细胞共育，能有效地刺激CD8（+）T细胞增殖，肿瘤细胞生长被明显抑制。用结合了SEB的瘤细胞免疫小鼠，发现其对肿瘤攻击有很强的保护作用，93%的小鼠无瘤生存；而用结合了SEB的瘤细胞治疗已经生长的肿瘤，则可使小鼠生存期延长62%。这些结果提示，SEB结合的肿瘤细胞可能是一个有效诱导抗肿瘤活性的方法。
6 肿瘤靶向性超抗原基因肿瘤疫苗
肿瘤基因疫苗是将编码某种抗原的基因片段克隆到真核表达质粒，再用该质粒DNA免疫动物，编码基因能够在宿主体内表达抗原蛋白，并刺激产生体液和细胞抗肿瘤免疫应答。进入细胞的外源性目的基因的表达受顺式作用因子(如启动子、增强子等)调控序列的调控。许多肿瘤都有其自身特异性的肿瘤标志物，如原发性肝癌的甲胎蛋白(AFP)、大肠癌的癌胚抗原(CEA)、黑色素瘤的酪氨酸酶(Tyr)等，其表达受该肿瘤标志物特异性调控序列的调控。在肿瘤基因治疗中，将目的基因置于此类肿瘤特异性调控序列之下，可使目的基因在相应的组织细胞中特异性地表达，而不影响其他组织细胞，从而减轻基因治疗的副作用。
禄韶英等［13］应用AFP基因启动子和增强子、227位氨基酸突变的SEA（D227A）、CD80分子跨膜区（CD80tm）序列以及中性Linker基因重组，成功设计了特异性表达于肝癌细胞膜的减毒超抗原基因疫苗，并证实该疫苗特异性高，并很大程度地保留了SEA和CD80tm的理化特性。融合蛋白表达后，被CD80tm锚定于肝癌细胞表面，超抗原部分（SEA）表达在细胞膜外，二级结构预测Linker亦不改变蛋白结构。
7 以病毒为载体转染超抗原基因靶向抗肿瘤
基因治疗中最关键的是选择一个合适的载体将目的基因导入靶器官内，目前研究最多的是病毒载体，包括逆转录病毒载体、腺病毒载体、腺相关病毒（AAV）载体等。腺病毒载体自1993年首次被应用于临床试验以来，迄今为止大约有40％的基因治疗临床试验方案采用腺病毒为载体［14］，其具有宿主范围广、转染效率高、插入外源基因容量大、病毒滴度高、不与宿主染色体整合等诸多优点［15］。而近年来一种更加新型的病毒载体引起人们的高度关注，这种病毒被称作特异性增殖溶瘤腺病毒（replication-selective oncolytic adenovirus，RSOAds）［16］。该病毒在正常细胞内无复制或杀伤作用，而在同一机体内的肿瘤细胞中则能选择性复制和溶解肿瘤细胞，细胞裂解后释放出的病毒颗粒又会感染其他肿瘤细胞，如此不断循环反复增殖从而达到杀灭大量癌细胞作用。
8 超抗原治疗肿瘤的前景
从上述研究中可以看出，目前对超抗原已进行了广泛的基础研究，并已开始进入到临床应用。超抗原本身以及抗体靶向介导的超抗原、结合在细胞表面的超抗原、肿瘤靶向性超抗原基因肿瘤疫苗及超抗原的病毒基因治疗等在抗肿瘤领域中取得了一定进展，为肿瘤免疫治疗提供了新思路，开辟了新途径。
以超抗原为生物制剂抗肿瘤模式为肿瘤治疗提供了一个新的方向，并显示出其良好的应用前景。随着人们对肿瘤的基因及其功能认识的不断深入，在不久的将来，超抗原可望成为一种新型的抗肿瘤制剂。
参考文献
［1］韩从辉，郑宝钟.超抗原抗肿瘤研究进展［J］.肿瘤，1999，11(6):377-379.
［2］Hopkins PA， Fraser JD， Pridmore AC， et al. Superantigen recognition by HLA class Ⅱ on monocytes up-regulates toll-like receptor 4 and enhances proinflammatory responses to endotoxin ［J］. Blood，2005，105（9）：3655-3662.
［3］Ardern-Jones MR， Black AP， Bateman EA， et al. Bacterial superantigen facilitates epithelial presentation of allergen to T helper 2 cells ［J］. Proc Natl Acad Sci USA， 2007，104(13):5557-5562.
［4］Cauley LS， Miller EE， Yen M， et al. Superantigen-induced CD4 T cell tolerance mediated by myeloid cells and IFN-γ ［J］. J Immunol，2000，165(11):6056-6066.
［5］Stohl W， Xu D， Zang S， et al. In vivo staphylococcal superantigen-driven polyclonal Ig responses in mice: dependence upon CD4+ cells and human MHC classⅡ ［J］. Int Immunol，2001，13(10):1291-1300.
［6］Suzuki H， Hayakawa A， Bouchard D， et al. Normal thymic selection， superantigen-induced deletion and Fas-mediated apoptosis of T cells in IL-2 receptor β chain-deficient mice ［J］. Int Immunol，1997，9(9):1367-1374.
［7］韩从辉，郑宝钟，田 军，等.超抗原诱导杀伤性T细胞体内外对膀胱肿瘤的杀伤作用研究［J］.中华肿瘤杂志，2000，22(5):392.
［8］Dauwalder O， Thomas D， Ferry T， et al. Comparative inflammatory properties of staphylococcal superantigenic enterotoxins SEA and SEG: implications for septic shock ［J］. J Leukoc Biol，2006，80(10):753-758.
［9］Dohlsten M， Abrahmsén L， Bjrk P， et al. Monoclonal antibody-superantigen fusion proteins: Tumor-specific agents for T-cell-based tumor therapy ［J］. Proc Natl Acad Sci USA，1994，91(19):8945-8949.
［10］王建丽，郑玉玲，王保莉，等.B3( ds-scFv)靶向超抗原的制备及活性鉴定［J］.中国生物化学与分子生物学报，2005，21（4）：565-570.
［11］Wahlsten JL， Mills CD， Ramakrishnan S. Antitumor response elicited by a superantigen-transmembrane sequence fusion protein anchored onto tumor cells ［J］. J Immunol，1998，161(12):6761-6767.
［12］Shimizu M， Yamamoto A， Nakano H， et al. Augmentation of antitumor immunity with bacterial superantigen， staphylococcal enterotoxin B-bound tumor cells ［J］. Cancer Res，1996，56(16):3731-3736.
［13］禄韶英，隋延仿，李增山，等.肝癌靶向性超抗原基因疫苗的设计和预测［J］.肿瘤免疫学，2003，19（5）：317-320.
［14］Barnes MN， Coolidge CJ， Hemminki A， et al. Conditionally replicative adenoviruses for ovarian cancer therapy ［J］. Mol Cancer Ther，2002，1(6):435-439.
［15］Curiel DT. The development of conditionally replicative adenoviruses for cancer therapy ［J］. Clin Cancer Res，2000，6(9):3395-3399.
［16］顾锦法，刘新垣.癌症的靶向基因-病毒治疗［J］.自然杂志，2005，27(2):85-89.
［17］Chu RL， Post DE， Khuri FR， et al. Use of replicating oncolytic adenoviruses in combination therapy for cancer ［J］. Clin Cancer Res，2004，10(16):5299-5312.
［18］司少艳，隋延仿，张秀敏，等.肝癌靶向性SEA基因重组腺病毒载体的构建及体外生物学活性鉴定［J］.中国肿瘤，2007，16（7）：536-540.