Cell 最新研究:策反「内奸」,成功预防癌症转移

今天,顶尖学术期刊 Cell 在线发表了一篇治疗癌症的重要论文。通过对髓细胞进行改造,科学家们成功缩小了小鼠的肿瘤,并能预防肿瘤转移到身体的其它部位!这一研究如果能在人类中得到重复,无疑将是癌症治疗的福音。

髓细胞是怎么预防癌症转移的呢?这还要从癌症转移的生物学机制上说起。

癌症转移不是癌细胞「世界那么大,我想去看看」的突然决定,而是深思熟虑后的长期部署 —— 在癌细胞转移前,会释放出一些信号,提前布局。2005 年,这一发现在 Nature 杂志上发表,迄今已被引用 3000 多次。而那篇论文的第一作者,正是这篇 Cell 论文的负责人 Rosandra Kaplan 教授

▲主要研究作者 Rosandra Kaplan 教授(图片来源:美国国家癌症研究所)

如今的 Kaplan 教授已是一位儿童肿瘤学家,主要研究一种叫做横纹肌肉瘤(rhabdomyosarcoma)的恶性癌症。它多发于儿童,会从肌肉处发病,往往会转移到肺部。

这种转移是怎么发生的呢?研究人员们在小鼠身上做了实验。当小鼠肌肉出现肿瘤,还没转移到肺部前,他们发现小鼠的肺部里有很多抑制免疫系统的细胞,其中髓细胞的数量特别多。

这就是个很有意思的发现了。通常情况下,髓细胞能第一时间对感染和癌症做出反应,分泌一种叫做 IL-12 的分子,激活免疫系统。但在肺部,不知道是中了什么邪,这些髓细胞却化身成了内奸,不但不分泌 IL-12,还会产生另一种抑制免疫细胞的分子。这也能解释为何癌症容易转移到肺部 —— 里应外合下,那里的免疫系统简直不设防。

图片来源:Nature

既然找到了元凶,下一步的操作就很顺理成章了。研究人员们使用基因编辑的方法,给这些髓细胞多加进去一条产生 IL-12 的基因。「我们选择髓细胞来递送 IL-12,是因为它们独有的回到肿瘤和转移位点的能力,」Kaplan 教授说道,「用 IL-12,我们来放大那些被沉默的声音。」

在小鼠体内,这些编辑后的髓细胞果然在癌症想要转移的位置释放了大量 IL-12,招募来了许多能杀死癌细胞的免疫细胞,并减少了抑制免疫功能的信号。如同预期,小鼠在肺部的癌症转移变得更少。而令人欣喜的是,它们原本在肌肉里的肿瘤也开始缩小,也能活更久。

而且如果辅以化疗和手术等其它治疗方法,这些髓细胞还能起到更好的抗癌效果。研究人员们也指出,如果在加进去髓细胞的两天前接受一剂化疗,能在 100 多天里彻底消除癌症的痕迹。

▲该研究示意图:改造后的髓细胞(IL12-GEMy)通过释放 IL-12 解除免疫抑制,增加了抗癌效果

「在我的研究生涯中,从未见过这样持久的治愈效果。通常来讲,肿瘤在治疗后只会放慢生长,然后『报复性』地反弹。」Kaplan 教授补充道。对于他们在小鼠体内观察到的结果,研究人员们认为这是因为免疫系统对癌症产生了记忆力,从而有了长期的保护。

目前,这支科研团队已经能让人类细胞产生 IL-12,激活免疫细胞。未来,他们计划在临床试验中进一步评估安全性和有效性。我们也期待这种新颖的癌症免疫疗法能取得突破,治疗更多癌症患者!

参考文献:

[1] Sabina Kaczanowska et al., (2021), Genetically engineered myeloid cells rebalance the core immune suppression program in metastasis, Cell, DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.02.048
[2] Engineered immune cells deliver anticancer signal, prevent cancer from spreading, Retrieved March 24, 2021, from https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-03/nci-eic031921.php
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