项目名称：    恶性肿瘤细胞抗原提呈和生物调变机理研究

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项目简介：    本项目属于基础医学研究领域。肿瘤细胞逃避机体免疫系统的监督是肿瘤发生、发展和转移的关键因素，其免疫逃逸的机理是当今肿瘤学研究的重大科学问题。二十年来，本项目系统深入地开展了肿瘤细胞免疫逃逸机理研究，揭示了肿瘤细胞抗原提呈异常与免疫逃逸发生的特定规律，创新性提出调变肿瘤细胞抗原提呈功能和激活宿主抗肿瘤特异免疫反应的新机制，在国际上率先提出抗原提呈细胞与肿瘤细胞融合修复免疫缺陷的新策略。

以发现肝癌细胞有自身抗原隐蔽和下调多种免疫分子造成宿主免疫识别麻痹的研究为切入点，发现了肿瘤细胞抗原提呈功能的系统性缺陷是恶性肿瘤免疫逃逸的重要分子基础，开创性地应用该方法成功地使隐蔽的肿瘤抗原得到有效的提呈，激活处于免疫耐受的免疫系统产生特异性的抗肿瘤反应。研究进一步发现双功能抗体分子能够靶向性地结合免疫活性细胞上的共刺激分子，从而使细胞因子调变的肿瘤细胞具有更特异的免疫刺激作用。发现免疫黏附分子不仅具有免疫共刺激作用，同时直接参与肿瘤的生长和转移过程。在不同肿瘤模型中黏附分子CD44存在不同亚型，通过结合其配体激活肿瘤细胞转移的信号通路。应用受体或抗体阻断该信号途径，能够阻断肿瘤在体内的转移。发现通过多基因联合修饰的肿瘤细胞，不仅能增强抗原提呈功能，而且能够促使肿瘤细胞凋亡，凋亡的发生是通过激活促凋亡基因而发挥作用。

本项目在Science和Nature Medicine等学术刊物上发表论文及专著30篇，其中4篇主要代表作被Nature, Nature Medicine和Blood等国际著名刊物引用431次。主要发现和结论被该领域综述性文章多次重点介绍和评述，被认为是该领域的开创性工作。研究成果在理论上进一步阐明了肿瘤免疫逃逸和免疫识别的机制，有力地推动了肿瘤学和免疫学等相关学科的发展。所形成的理论和技术体系为我国抗肿瘤抗体药物研发平台的建立做出了贡献，使我国进入了该研究领域国际先进行列。

主要发现点：  1．在国际上首创抗原提呈细胞与肿瘤细胞融合的肿瘤抗原提呈模型，利用该细胞模型发现肿瘤细胞存在着肿瘤特异性抗原，但由于肿瘤细胞抗原提呈功能的缺失和细胞膜共刺激分子表达的异常，不能正常地加工提呈肿瘤抗原。上述系统性缺陷是肿瘤免疫逃逸发生的重要分子基础。抗原提呈细胞与肿瘤细胞的融合能够通过修复和重建肿瘤细胞的抗原提呈系统，使肿瘤的隐蔽性抗原得到有效提呈；同时融合细胞表达了与抗原提呈细胞相同水平的免疫刺激和共刺激分子，有效地使处于耐受状态的免疫系统产生特异性抗肿瘤免疫反应。该研究进一步奠定了肿瘤细胞免疫逃逸分子调变的理论基础，对肿瘤免疫和免疫调节新理论的建立做出了贡献。(代表作1、6、7、8)

2．首次建立混合细胞因子和双功能抗体提供特异性共刺激信号的"二步法"肿瘤细胞调变模型，利用该模型发现肿瘤细胞抗原提呈和免疫及免疫共刺激分子表达受局部细胞因子调控。局部多种细胞因子的协同作用能增加肿瘤细胞表面MHC分子和免疫共刺激分子的表达。抗肿瘤细胞膜抗原和抗共刺激分子CD28的双功能抗体能够选择性提供免疫效应细胞激活的信号，使已处于免疫耐受状态的荷瘤动物免疫系统恢复并产生抗肿瘤特异性免疫反应。发现经免疫调变的肿瘤细胞所提呈的抗原是肿瘤特异性抗原，被激活的免疫效应细胞不仅能够杀伤修饰后的肿瘤细胞，对未修饰的亲代肿瘤细胞亦有特异性的杀伤作用，但对于同种的其他细胞则无杀伤作用。从而为肿瘤特异抗原的最终揭示提供了重要理论基础。发现Flt3配体基因能够上调肿瘤细胞自身共刺激分子表达，并直接激活宿主NK细胞、T细胞和DC细胞。多基因联合修饰的肿瘤细胞不仅能够激活机体的免疫反应，同时由于自身生长停滞和凋亡的产生，释放出更多的肿瘤特异性抗原，进一步加强了对宿主的免疫刺激作用，从而建立有效的抗肿瘤反应。进一步丰富了肿瘤生物调变理论 (代表作2、5、8、10)。

3．发现了细胞黏附分子和免疫共刺激分子(CD44，ICAM-I)不仅在肿瘤免疫识别中发挥重要作用，同时直接参与肿瘤细胞在体内的生长和转移。CD44分子存在着两种主要的功能亚型（E和H），通过与其配体--透明质酸的结合，能够激活淋巴细胞并促进肿瘤细胞的转移。具有转移潜力的肿瘤细胞高表达CD44，该分子在肿瘤转移早期的细胞移行过程中发挥着关键作用。CD44受体－抗体融合蛋白和抗CD44中和性抗体能够特异性阻断CD44分子与其功能性配基的结合，进而阻止肿瘤转移。CD44分子H亚型主要表达在T细胞、B细胞和NK细胞表面，主要参与免疫激活和肿瘤抗原识别过程。首次在血清中发现CD44分子存在可溶形式，其浓度与肿瘤的发生和发展有密切关系，是一种具有应用前景的新型肿瘤标记物。该发现为肿瘤的早期诊断和预后的研究提供了重要的理论依据(代表作3、4、9)。

上述发现点均属肿瘤免疫学、肿瘤治疗学和实验肿瘤学范畴。

主要完成人：  1.   郭亚军

实施发现点1、2、3；负责项目的总体设计及实验实施；本人在该项研究中的工作量占本人工作量的70%。

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10篇代表性论文：  1.   Effective tumor vaccine generated by fusion of hepatoma-cells with activated B-cells./Science

2.   Effective tumor vaccines generated by in vitro modification of tumor cells with cytokines and bispecific monoclonal antibodies. /Nature Medicine

3.   Inhibition of human-melanoma growth and metastasis in-vivo by anti-CD44 monoclonal-antibody./Cancer Research

4.   Potential use of soluble CD44 in serum as indicator of tumor burden and metastasis in patients with gastric or colon-cancer./Cancer Research

5.   Enhancement of immunogenicity of tumor cells by cotransfection with genes encoding antisense insulin-like growth factor-1 and B7.1 molecules./Cancer Gene Therapy

6.   Local immune response in hepatocellular-carcinoma and its clinical implication. / Chin. Med. J.

7.   Novel Effective Tumor Vaccines for Hepatocellar Carcinoma/ Hepatocellular Carcinoma/ Humana Press

8.   细胞生物学与肿瘤免疫学研究进展/军事医学科学出版社

9.   肿瘤分子生物学研究进展/军事医学科学出版社

10.  基因治疗/ 中国科学技术出版社