葡萄球菌肠毒素B抗肿瘤作用的研究进展

　　作者：王德海,程国富,胡薛英　　作者单位：华中农业大学动物医学院，湖北 武汉

　　【摘要】 金黄色葡萄球菌分泌的肠毒素B(SEB)是一种具有超抗原性质的外毒素，具有刺激T细胞活性，提高机体免疫水平，尤其是细胞免疫水平。SEB具有对MHCⅡ类分子的选择性作用，可激活外周血T细胞，调节NK细胞的抗肿瘤作用，以及刺激淋巴细胞产生TFN-α和活化TH1细胞的抗肿瘤作用等功效。大量的体外和动物试验证明，SEB治疗肿瘤具有效果显著且小的优点，是一种能有效治疗肿瘤的生物制剂，具有广泛的医用前景。

　　【关键词】 葡萄球菌肠毒素B

　　Research Progress on Antitumor Effect of Staphylococcal Enterotoxin B

　　WANG De-hai, CHENG Guo-fu, HU Xue-ying

　　(College of Veterinary Medicine, Huazhong Agriculrural University, Wuhan 430070, China)

　　Abstract:Staphylococcal Enterotoxin B (SEB) is a superantigen exotoxin which can stimulate T cell activation and increase the immunity, especially the cell immunity. SEB has selective and adherive effect to major histocompability complex-Ⅱ(MHCⅡ), it can activate peripheral blood T cells and regulate NK cell for antitumor effect. It also can stimulate TH1 activity and lymphocyte to produce TFN-α. Numerous animal and in vitro experiments have proven that SEB has the merit of high efficiency of antitumor and low toxicity, so it is an effective biological agent for tumor with bright future.

　　Key words: staphylococcal enterotoxin B; neoplasms; biological injections

　　葡萄球菌肠毒素(staphylococcal enterotoxin, SE)是由金黄色葡萄球菌(以下简称金葡菌)分泌的一类具有超抗原性质的外毒素，20世纪70年代发现SE对外周血液中的淋巴细胞有激活作用，初认为它与一般的有丝分裂原一样，对淋巴细胞的激活没有区别。但1988年Fleischer等经过研究后指出：SE必须在辅助细胞或靶细胞表面上有主要组织相容性复合物Ⅱ类分子(major histocompability complex-Ⅱ，MHCⅡ)存在的情况下才能激活T细胞[1]。White(1989)等进一步指出，SE与MHCⅡ类分子结合后，只有那些受体上有Vβ基因片段的T细胞方能被激活，同时由于SE的激活作用极其强大，故White等称之为“超抗原”(superantigen，SAg)[2]。随着对SE进行深入研究，发现SE的血清型从A到Q等数种，但没有SEF[3]，SEB是金葡菌所生产的多种外毒素中主要的一种。

　　提高机体免疫能力，特别是提高细胞免疫能力以达到治疗肿瘤的目的，是当前治疗肿瘤的有效途径之一[4]。从超抗原理论开始，科研人员就注意到超抗原特别是SE作为强大的T细胞激活剂可用于肿瘤治疗，随着研究的深入，发现SE类的超抗原能直接有效地提高机体抗肿瘤免疫水平，且效果优于外源输入的细胞因子的抗肿瘤作用。

　　1 SEB抗肿瘤作用的机制

　　超抗原SEB不需APC的胞内处理，便以完整的蛋白形式与MHCⅡ类分子结合，形成MHCⅡ类分子-SE-TcR Vβ复合物[5]，因此SEB具有强大的刺激T细胞增殖的能力。而SEB对肿瘤细胞的杀伤作用主要表现在以下两个方面[6]:一方面，SEB能活化CD8+T细胞(抑制性/细胞毒性T细胞)和CD4+T(辅助性/杀伤性T细胞)，使之形成MHC 类分子-SE-TcR Vβ复合物，直接杀伤表达MHCⅡ类分子的肿瘤细胞，对不表达MHCⅡ类分子的肿瘤细胞也可产生间接的旁观者效应;同时，被SEB激活的CD4+T细胞，可分泌大量的细胞因子如IFN-γ、TNF-α、TNF-β、IL-1α、L-1β、IL-2、IL-6和IL-12等，这些分泌的细胞因子可进一步激活NK细胞，使之发挥杀伤作用，而IFN-γ和TNF等细胞因子还可促进肿瘤细胞对MHCⅡ类分子的表达，从而对肿瘤细胞产生直接和间接的杀伤和抑制作用[7]。

　　2 SEB抗肿瘤作用的研究

　　2.1 SEB对TcR Vβ的限制性取用

　　20世纪90年代起，一种新的研究T细胞受体谱偏移的方法——定量PCR方法被广泛使用。其原理是以不同的TcR链编码基因的恒定区为内参照，将所要研究的Vβ基因与它相比，定量分析Vβ基因片段在细胞中的表达情况。这种有效的TCR谱研究方法，已广泛用于肿瘤和自身免疫性疾病TCR谱的分析，从而为研究疾病的发病机制开辟新的途径，同时为治疗提供新的思路。王颖等[8]以正常人外周血淋巴细胞为材料，利用定量PCR技术，对SEB作用下T细胞受体的偏移格局进行研究。结果显示，在SEB刺激后正常人的淋巴细胞中，其TcR Vβ基因片段的表达有特定的取用格局。同时他们还发现不同的SEB对TcR Vβ基因片段的取用格局有很大的差异，这说明SEB在机体内激活T细胞时，也是对含有特定的TcR Vβ基因片段的T细胞激活，因而这为我们在治疗肿瘤疾病时提供新的思路。

　　2.2 SEB激活外周血液中T细胞

　　T细胞在胸腺内发育成熟，在进入外周参与免疫反应，不管是肝窦、肠壁上皮还是外周血T细胞独特的性质存在，并在感染、肿瘤、妊娠和自身免疫疾病方面展现功能，因而SEB对外周血液中的T细胞激活作用的研究，有利于了解SEB对肿瘤的治疗作用，为临床应用打基础。陈钰等[9，10]利用超微量SEB诱导外周血T细胞的增殖，并进行了SEB对人外周血T细胞CD25、CD69的活化研究，发现出现明显增殖发生在刺激后第5天，而且发现增殖的细胞是CD4+T细胞，它们由刺激前的27%增殖到42%，外周血活化的T细胞不依赖外源性IL-2;大量内源性IL-2的存在抑制T细胞的增殖，CD25和CD69分子的表达明显增加。由于外周血液中T细胞在机体内T细胞总和中占多数，因而大量激活外周血液中T细胞，能明显提高机体的细胞免疫水平。

　　2.3 SEB对自然杀伤细胞的调节

　　自然杀伤细胞(NK)目前被认为是原始杀伤细胞，它无特异性抗原识别受体，能非特异性地杀伤肿瘤细胞和病毒感染细胞，且其杀伤性无MHC分子限定性，因而增强NK细胞的活性，能用于肿瘤的过继治疗。裴银辉等[11]采用补体裂解法分离富集NK细胞，分别用10-9g/ml、10-8g/ml、10-7g/ml、10-6g/ml浓度的SEB作用于NK细胞，分别于12、24、36、48h后测定NK细胞对K562细胞的杀伤力。结果表明NK细胞经SEB刺激12h后杀伤肿瘤细胞增强，至24h时杀瘤活性佳;且在一定浓度范围内NK细胞的杀瘤活性随SEB浓度的增加而加强。由于NK细胞无需特异抗原识别，因而它对多种肿瘤能产生良好的杀伤作用[12]。

　　2.4 SEB对肿瘤坏死因子α的影响

　　肿瘤坏死因子α(TNF-α)是淋巴细胞产生的一种多功能蛋白。体外实验发现，TNF-α对肿瘤有直接溶解和抗增生作用，引起肿瘤的坏死;对毛细血管内皮细胞有细胞毒作用，可造成肿瘤组织的局部血流阻断而出血、坏死;增强NK细胞的细胞毒作用[13]。因而肿瘤患者机体内TFN-α水平的高低，直接影响着肿瘤的发展和治疗。

　　申志华等[14]利用密度梯度离心获得鼠脾淋巴细胞，经不同浓度的SEB处理后，在不同时间用流式细胞仪检测产生TFN-α的淋巴细胞阳性率。结果显示SEB能有效刺激淋巴细胞产生TNF-α，并在100ng/ml SEB刺激5天时达到顶峰。SEB能有效刺激TFN-α的产生，对抑制肿瘤的发展和治疗肿瘤产生良好的效果。

　　2.5 SEB活化TH1细胞的抗肿瘤作用

　　细胞介导的细胞毒作用是机体抵抗细胞内病毒感染和肿瘤的重要免疫机制，然而在杀伤肿瘤作用中，缺少CD4+T细胞的辅助作用也不能产生有效的抗肿瘤作用。有研究表明，当TH1细胞高于70%时，可维持NK细胞的活性;但当其低于15%时，NK细胞则难以存活，因而TH1细胞水平对机体内产生细胞毒作用具有重要作用。

　　陈钰等[15]利用SEB与人外周血淋巴细胞共同培养，用流式细胞术测定增殖亚群;用双夹心ELISA方法测定IL-2、IL-4水平;用K560、HL-60肿瘤细胞和自身淋巴细胞为靶细胞测定效应细胞和细胞因子的杀伤活性。结果显示，与SEB共同培养6天的淋巴细胞，CD4+T细胞和CD16+淋巴细胞明显增殖，CD8+T细胞增殖不明显。预先移除CD8+T细胞不影响SEB对CD4+T细胞的活化作用。同时SEB活化的CD4+T细胞时TH1细胞而不是TH2细胞，活化的TH1细胞介导效应细胞和细胞因子对肿瘤细胞的非特异杀伤效应，但不能介导CTL的杀伤作用。

　　2.6 SEB与人转铁蛋白偶联蛋白的抗肿瘤活性

　　张国驰等[16]利用凋亡细胞指数检测和超抗原依赖的细胞介导的细胞毒效应，观察SEB与人转铁蛋白偶联蛋白的超抗原性和激活T细胞杀伤肿瘤细胞的作用。结果显示，该蛋白比单体SEB能更有效地激活T细胞的杀伤肿瘤细胞的活性，并对MHCⅡ类分子阴性的肿瘤细胞也有较强的杀伤作用。

　　3 SEB临床应用及存在问题

　　3.1 SEB临床应用状况

　　SE不仅能明显激活T细胞，使机体的免疫力显著提高，而且它还能提高化疗、放疗效果，减轻化疗和放疗引起的肠道不适症状及消除恶性腹水的功能[17]。现在认为可治疗肿瘤的SE为SEA、SEB和SEC。SEA和SEC在临床中已有应用，发现效果较好，一般有效率达到50%以上，但是直到2001年，SEB抗肿瘤作用的研究还只是处于动物试验阶段，我国还没有相关研究。

　　3.2 存在问题

　　SEB作为葡萄球菌产生的一种毒素，虽然在低剂量时能对T细胞具有强大的激活作用，但在大剂量时能导致不良影响，并可能威胁生命，因此在使用SEB进行治疗时要严格控制使用治疗剂量，以达到治疗和控制副作用的平衡。同时，由于SEB是从天然产物中分离而来，毒性较大，因而纯化周期长，价格昂贵，很难达到治疗所需剂量[18]。

　　此外，SE也可能使T细胞数量减少，甚至无反应。SE造成的T细胞兔疫耐受可能会限制SE重复使用的有效性。但是目前一般认为，SE在机体内引起T细胞耐受的程度远远低于体外，而且耐受的T细胞主要是CD4+T细胞，而不是SE赖以发挥作用的主要杀伤细胞——CD8+的CTLs。因此，SE可能会暂时阻断体内细胞因子的产生，但是不会阻断T细胞的细胞毒作用。因而将SEB应用于临床治疗肿瘤还有很长的一段路要走，这需要广大的科研工作者继续努力，为SEB用于临床解决存在的种种问题。

　　4 SEB抗肿瘤的发展前景

　　SEB作为金黄色葡萄球菌分泌的一种外毒素，具有强大的T细胞激活作用，所以能迅速提高机体的免疫水平，尤其是细胞免疫水平，因而具有治疗肿瘤的功效。但SEB用于治疗肿瘤的研究至今为止还只是处于体外试验或动物试验阶段，没有临床使用报告，主要原因是SEB的太大，如剂量控制出现问题可导致发生死亡，因而如何减少SEB的，但不降低其超抗原性是当今利用SEB治疗肿瘤用于临床研究的热点，也是SEB能用于临床的先决条件。

　　免疫基因治疗法是它的一种新方法，即将SE基因作为目的基因，对肿瘤细胞进行基因治疗，以提高肿瘤细胞的自身免疫能力，这可能是一种利用SE治疗肿瘤的更有效的途径。