昨日,頂尖學(xué)術(shù)期刊《細胞》上發(fā)表了一篇重量級的論文。來(lái)自加州大學(xué)舊金山分校(UCSF)的科學(xué)家們發(fā)現,我們現有關(guān)于癌癥免疫療法的認知,很有可能是不完善的……
其實(shí)不用這些科學(xué)家提醒,我們就知道現在的免疫療法存在短板。“在黑色素瘤等治療案例中,免疫檢查點(diǎn)抑制劑也只能對20%-30%的患者生效。在類(lèi)似于前列腺癌等其他癌癥里,緩解率只有個(gè)位數,”本研究的負責人Robert Blelloch教授說(shuō)道:“這表明大部分患者(對免疫療法)沒(méi)有反應,我們想要知道為什么。”
依照現有的疾病模型,免疫療法的一大核心在于PD-1/PD-L1。前者是免疫T細胞表面上的一類(lèi)受體,后者則由癌細胞分泌。兩者結合之后,就會(huì )讓免疫T細胞偃旗息鼓,放任癌細胞生長(cháng)。而現有的一類(lèi)重磅免疫療法,便是抑制PD-1與PD-L1的結合,從而激活免疫T細胞,讓它們重新對癌細胞發(fā)起攻擊。
然而正如上文中提到的那樣,大部分癌癥患者對免疫療法并沒(méi)有反應。后續分析發(fā)現,這些患者體內,癌細胞表面的PD-L1水平往往極低。對于這個(gè)現象,科學(xué)家們做出了一個(gè)令人信服的解釋——由于PD-L1水平不足,針對PD-1/PD-L1的療法自然不會(huì )生效。
這個(gè)解釋錯了,而且可能錯得離譜。
在這項發(fā)表在《細胞》的研究中,科學(xué)家們決定重新檢驗這一疾病模型。和先前很多人一樣,他們發(fā)現那些難治的癌癥病例中,癌細胞表面的PD-L1蛋白水平極低。這看起來(lái)和其他研究沒(méi)有什么兩樣。然而進(jìn)一步的分析則表明,事情沒(méi)有這么簡(jiǎn)單——研究人員們也發(fā)現,在這些癌細胞內,編碼PD-L1的mRNA水平極高,表明這些癌細胞正在源源不斷地生產(chǎn)PD-L1,來(lái)抑制免疫細胞活性。
那么這些被癌細胞大量生產(chǎn)出來(lái)的PD-L1,究竟跑到哪兒去了?
答案令人驚訝!原來(lái),癌細胞在生產(chǎn)完大量PD-L1后,會(huì )把這些免疫抑制性分子裝進(jìn)“外泌體”。外泌體就好像是癌細胞釋放的無(wú)人機一樣,離開(kāi)癌細胞后會(huì )進(jìn)入血液循環(huán),最終抵達淋巴結。而淋巴結恰恰是免疫細胞被激活的場(chǎng)所!
換句話(huà)說(shuō),這些難治的癌細胞已經(jīng)不滿(mǎn)足于在抗癌第一線(xiàn)與免疫細胞斗智斗勇。它們直接對免疫系統總部發(fā)起“斬首行動(dòng)”,從源頭對免疫細胞的活性進(jìn)行破壞!
而接下來(lái)一系列精心設計的實(shí)驗,完美證實(shí)外泌體就是免疫療法失效的關(guān)鍵。
首先,研究人員們獲得了一種免疫療法不起效的前列腺癌小鼠模型。當他們把這些前列腺癌細胞注射到健康小鼠體內后,馬上觀(guān)察到了腫瘤的快速生長(cháng)。然而當科學(xué)家們利用CRISPR基因編輯技術(shù),刪除了兩條和外泌體生產(chǎn)有關(guān)的基因后,注射入小鼠體內的癌細胞就無(wú)法形成腫瘤。也就是說(shuō),盡管癌細胞本身還是能合成大量PD-L1,但只要無(wú)法通過(guò)外泌體將PD-L1運往身體各處,小鼠的免疫系統就不會(huì )受到抑制。癌細胞也會(huì )很快被免疫系統清除。
隨后,研究人員們又做了進(jìn)一步實(shí)驗。先前我們提到,那些由于CRISPR基因編輯而失去外泌體生產(chǎn)能力的癌細胞,無(wú)法在小鼠體內形成腫瘤。然而,只要同時(shí)注射帶有PD-L1的外泌體,就會(huì )限制免疫系統的活性。原本會(huì )很快被清除的癌細胞,也能就此在體內落地生根,形成腫瘤。
在結直腸癌的小鼠模型中,研究人員們觀(guān)察到了類(lèi)似的現象。在這些小鼠中,存在兩類(lèi)PD-L1,一類(lèi)存在于癌細胞表面,他們能被現有的免疫療法所抑制;另一類(lèi)則是存在于外泌體中,免疫療法對它們不起效。倘若使用組合療法,同時(shí)抑制PD-L1,并阻止外泌體的生成,就能讓小鼠活得更久。
“從兩類(lèi)不同的癌癥模型中獲得的數據帶來(lái)了一種全新的治療方法。無(wú)論是否與現有的免疫檢查點(diǎn)抑制劑進(jìn)行組合,只要抑制外泌體里的PD-L1釋放,就有望克服大部分患者對免疫療法無(wú)反應的現象。” Blelloch教授評論道。
除了創(chuàng )新療法之外,這項研究還有望帶來(lái)癌癥**!研究人員們指出,既然無(wú)法形成外泌體的癌細胞無(wú)法抑制免疫系統,它們在體內就會(huì )被免疫系統主動(dòng)攻擊。而這些免疫反應可能讓免疫系統“形成記憶”,對同樣的癌細胞產(chǎn)生免疫力。
動(dòng)物實(shí)驗也證明了這一設想的可行性??茖W(xué)家們首先在小鼠體內植入了經(jīng)過(guò)CRISPR基因編輯,無(wú)法產(chǎn)生外泌體的癌細胞。90天后,研究人員們又植入了帶有同樣遺傳背景,沒(méi)有經(jīng)過(guò)編輯的普通癌細胞。原本,這些癌細胞會(huì )迅速在小鼠體內形成腫瘤。然而經(jīng)過(guò)前一批癌細胞的訓練后,免疫系統已經(jīng)學(xué)會(huì )了如何識別這些異物,立即做出反應,對它們進(jìn)行清除。
“免疫系統在接觸到無(wú)法生成外泌體PD-L1的癌細胞后,形成了抗腫瘤的記憶。只要免疫系統有這種記憶,就不會(huì )再受到此類(lèi)PD-L1的影響。” Blelloch教授補充道。
這項研究給我們帶來(lái)了關(guān)于免疫療法的全新洞見(jiàn),也揭示了過(guò)去我們對癌癥免疫療法的認知有多么不足。目前在臨床上,尚沒(méi)有針對外泌體PD-L1的療法??紤]到外泌體在抑制免疫療法中的重要意義,將來(lái),它有望成為研究人員們的關(guān)注熱點(diǎn)。
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