太狡猾!癌細胞竟會用免疫細胞蛋白偽裝自己
癌症免疫療法是近年來抗癌領域的一大突破。在免疫療法面前,許多原本無藥可治的病患,竟能多年無癌,達到“功能性治愈”。但科學家們也早已意識到,免疫療法絕非抗癌的萬能藥。有不少患者的病情得到初步控制後,最終依舊會出現癌症復發。而關於免疫療法失效的機理,我們的認識還有很多不足。
在頂尖學術期刊《細胞》最新上線的一批論文中,來自洛克菲勒大學的一支科研團隊為我們帶來了新的洞見——研究人員們找到了讓癌細胞對T細胞免疫療法產生耐受的“邪惡細胞”及關鍵蛋白,並闡明了背後的具體作用機制。這一發現有望克服這種免疫療法的耐受性,減少癌症的複發。
“免疫療法是癌症治療的一大令人興奮的進展,患者能夠得到不可思議的最初緩解,”本研究的第一作者Yuxuan Miao博士說道:“但(癌症的)復發率令人失望。”
▲本研究的第一作者Yuyuan Miao博士(圖片來源:Yuyuan Miao博士ResearchGate個人主頁)
為了探明癌症在T細胞免疫療法治療後依舊復發的原因,研究人員們首先構建了一個動物模型,並選擇皮膚鱗狀細胞癌作為研究對象。在他們看來,鱗狀細胞癌是全球最為致命的第六大癌症,會影響皮膚、頭頸、肺部等重要器官,因此研究的意義重大。而在小鼠中,隨著HRAS驅動的突變,良性的乳頭狀瘤會逐漸惡化和擴散,有著明確的病程。最為關鍵的是,T細胞免疫療法能對它們進行很好的初步治療,而在病情得到控制的一段時間後,癌症也會出現復發。為了研究復發的機理,這個模型堪稱完美。
如同他們所料,在註射入免疫T細胞後,小鼠模型的腫瘤體積出現了明顯的縮小。隨後,他們利用熒光激活細胞分選(FACS)方法,去除了腫瘤中不相干的細胞,尋找哪些細胞在T細胞免疫療法的治療下還能存活。
▲篩選腫瘤中存活細胞,並對其進行分析的方法(圖片來源:參考資料[1])
一系列分析後,他們找到了一類在治療後還能存活的癌細胞,它們具有乾細胞的特性,也因此被稱為“腫瘤起始乾細胞”(tumor-initiating stem cells)。“這些幹細胞只佔腫瘤質量的2%,但它們非常狡猾,” Yuxuan Miao博士評論道:“它們會讓自己變得不起眼,避免免疫系統對它們進行清除。但最後,它們又會長成新的腫瘤。”
那麼,有什麼辦法可以消滅這些幹細胞,從源頭消除癌症的複發呢?我們首先得理解這些幹細胞逃脫T細胞免疫療法的機制。結合過去的研究與進一步的發現,研究人員們指出,這些幹細胞本身會對TGF-β做出反應,變得具有侵襲性。而在這些細胞惡化的過程中,研究人員們還意外地發現,它們表面上會出現CD80,這原本是應該出現在免疫細胞上的一類蛋白!當腫瘤起始乾細胞表面的CD80與細胞毒性T細胞表面的CTLA-4結合後,就會弱化T細胞的活性,讓T細胞免疫療法無法殺傷這些幹細胞,留下癌症復發的種子。
▲本研究的圖示(圖片來源:參考資料[1])
順著這一思路,研究人員們發現,通過抗體抑制CTLA-4,或是敲除CD80基因,都會讓這些腫瘤起始乾細胞變得脆弱,容易被T細胞免疫療法所殺死,從而避免癌症的復發。類似的,如果抑制TGF-β對這些幹細胞的激活,杜絕它們的惡化,也能達到同樣的治療效果。
論文最後,研究人員們指出他們的研究為T細胞免疫療法的耐藥和癌症的複發提供了新的洞見。這不僅帶來了參與腫瘤免疫耐受的新蛋白成員,還找到了潛在的治療方案。也許在未來,得到抗CTLA-4與抗TGF-β抗體協助的細胞療法,能有效治療鱗狀細胞癌,而不用擔心後續的複發。