工程免疫细胞传递抗癌信号，防止癌症扩散

科学家已经通过基因工程改造了免疫细胞，称为骨髓细胞，以精确地向癌症可能扩散的器官传递抗癌信号。在一项对老鼠的研究中，用这种工程细胞进行的治疗使肿瘤缩小，并防止癌细胞扩散到身体的其他部位。这项研究由美国国家癌症研究所(NCI)癌症研究中心的科学家领导，该中心是美国国家卫生研究院(NIH)的一部分，于2021年3月24日发表细胞。

“这是一种新的免疫疗法的方法，似乎承诺作为转移的潜在治疗癌症该研究的领导者，NCI癌症研究中心的Rosandra Kaplan医学博士说。

转移性癌症是指从原来的部位扩散到身体其他部位的癌症，这是出了名的难以治疗。卡普兰的团队一直在探索另一种方法:首先防止癌症扩散。

在癌症传播之前，它发出了遥远的网站，为癌症到来的抵达时准备好的信号，以便在抵达前在您的酒店房间里蓬勃发展。2005年，Kaplan博士发现的这些“奖励和准备好”的网站被称为预转移性的利基。

在这项新的研究中，NCI团队探索了免疫细胞在预转移性的利基。因为Kaplan博士是一名儿科肿瘤科学家，该团队主要研究植入横纹肌肉瘤的小鼠，一种在儿童肌肉中发展的癌症，经常向肺部蔓延。

为了研究转移前的生态位，研究人员观察了在腿部肌肉中形成肿瘤但在肺部发现癌症之前的小鼠肺部。的免疫系统美国国家癌症研究所的科学家们发现，虽然肺部具有天生的抗癌能力，但这种能力被积极地抑制了。杀死癌症的免疫细胞很少，但抑制免疫系统的细胞却很多。

特别是髓系细胞，在转移前的小生境中大量存在，并随着癌症的进展继续聚集在那里。髓细胞是人体对感染、损伤和癌症的第一反应的一部分。当它们检测到威胁时，通常会产生白细胞介素12 (IL-12)，这是一种警示和激活其他免疫细胞的信号。但髓细胞研究人员发现，在肺预转移性Niche中送出了向癌症斗争的免疫细胞的信号脱落，研究人员发现。

卡普兰解释说，肺部转移前生态位的这些特征加在一起，使得癌细胞在那里扩散时能够茁壮成长。

NCI团队想知道他们是否可以利用骨髓细胞，通过改变它们传递的信息来刺激免疫系统在转移前的生态位中发挥作用。因此，他们使用基因工程技术在实验室小鼠的骨髓细胞中添加了一个额外的IL-12基因。

“我们选择骨髓细胞来传递IL-12，是基于它们独特的能力，将其转移到肿瘤和转移部位，”卡普兰博士说。“有了IL-12，我们就能把原本安静的信息放大。”

在患有横纹肌肉瘤的小鼠中，这些基因工程髓细胞(昵称GEMys)在原发肿瘤和转移部位产生IL-12。研究人员发现，正如所希望的那样，GEMys招募并激活了转移前生态位中的抗癌免疫细胞，并降低了抑制免疫系统的信号。

“我们很高兴地看到，GEMys在转移前的利基领域‘改变了话题’。它们现在正在告诉其他免疫细胞准备好对抗癌症，”卡普兰博士说。

结果，接受GEMys治疗的老鼠体内的糖含量减少了转移性癌在肺部，在肌肉中有更小的肿瘤，它们比使用非工程髓细胞治疗的小鼠活得更长。研究人员在研究胰腺肿瘤转移到肝脏的老鼠时发现了类似的结果。

NCI团队还发现，与化疗、手术或t细胞转移治疗相结合，GEMy治疗的效果得到了改善。例如，在GEMy输注前两天给予小鼠单次化疗治愈了小鼠横纹肌肉瘤，这意味着在超过100天的时间里，治疗完全消除了所有癌症的痕迹。

“在我的研究中，我从未见过这种持久的治愈方法。通常情况下，癌症在治疗后生长会减缓，但随后又会卷土重来，”卡普兰博士说。

研究小组还发现，化疗和GEMys联合使用可能会防止癌症复发。当研究人员将癌细胞重新注入被联合治疗治愈的老鼠体内时，肿瘤没有形成。研究人员解释说，这表明联合治疗对癌症留下了长期的“免疫记忆”。

作为他们学习的最后一步，研究人员创造了Gemys人体细胞在实验室里种植的。在实验室培养皿中，经过基因改造的人类细胞产生了IL-12并激活了抗癌免疫系统细胞。

该团队计划在成人癌症患者的临床试验中测试人类GEMys的安全性，如果被证明是安全的，也将用于儿童和青少年癌症患者。他们希望探索许多未解之谜，包括GEMys的归航模式是否与人类和人类相似老鼠，以及GEMys的IL-12是否会对患者产生副作用。

但有几个因素让研究人员感到放心。“我们正在注入少量IL-12，它与人体对感染的自然反应类似，产生对抗癌症的免疫激活的连锁反应。”此外，GEMys不会在体内快速繁殖，所以它们不会让IL-12充斥系统，”该研究的第一作者Sabina Kaczanowska博士解释说。这些都是重要的考虑因素，因为体内高水平的IL-12可能是有毒的。

“虽然有挑战计划first-in-human试验的细胞疗法,我感谢访问美国国立卫生研究院临床中心的资源,能够依靠我的NCI的经验的同事有几十年的经验发展细胞治疗癌症,”卡普兰博士说。

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