实体瘤使用一种T细胞作为抵御免疫攻击的屏障
癌症的一个意想不到的诡计可能会欺骗我们免疫系统的一个重要组成部分,使其破坏我们对实体肿瘤的天然防御。
弗雷德·哈钦森癌症中心的科学家说,这种新发现的脆弱性与一种T细胞的滥用有关,T细胞是血液大家族的一部分细胞这些都是正常运作的必要条件免疫系统.
由和hutchison免疫学家Martin Prlic博士、工作科学家Florian Mair博士和博士后Jami Erickson博士领导的研究小组在《自然.他们发现了一组T细胞,这种细胞在头颈部肿瘤中大量出现,但在因牙龈疾病等常见疾病而发炎的口腔类似组织中却没有出现。
这群奇怪的T细胞似乎把它们在我们免疫系统中高度专业化的任务混在了一起,现在正在努力保护我们肿瘤细胞.
Prlic, Mair和Erickson发现的证据可能有助于解释为什么对血癌有效的尖端免疫疗法对血癌的效果较差实体肿瘤(如乳腺、前列腺、肾脏和结肠直肠癌),这是其中的主要原因癌症人死亡。研究人员表示,这为未来的药物指明了道路,这些药物可能会剥离这种保护,使目前的疗法对更多的人更有效。
“讽刺的是,这并不是我们想要做的,”Prlic说。“我们只是对肿瘤环境与普通炎症不同的原因感兴趣。这就好像你不是在寻找宝藏,但后来你偶然发现了许多人一直在寻找的东西。”
新方法揭示了被忽视的T细胞特性
这一发现是在哈奇团队开发出分析炎症组织细胞的新方法并将复杂的计算机分析应用于他们的研究之后得出的。他们比较了免疫细胞发现于患者头颈部肿瘤及其周围与出现在组织样本从治疗牙龈疾病的病人身上
正如他们所怀疑的那样,对肿瘤产生反应的免疫细胞与发炎牙龈组织中的免疫细胞非常相似——直到他们仔细观察数据,发现抽取到癌症样本的一种T细胞有惊人的差异。
T细胞在免疫系统中执行多种任务。其中最重要的是激发炎症反应,一种协调一致的攻击,以摧毁被感染因子或癌症破坏的细胞。大量的T细胞进行了大量的自我杀戮。
其他类型的T细胞能使它们过度活跃的兄弟细胞平静下来。被称为调节性T细胞,或T-regs在美国,它们通常会抑制炎症,平息炎症,从而保护附近的健康组织。如果没有足够的T-regs,人们自身的免疫系统很容易受到不受控制的滥用,患上自身免疫性疾病,如狼疮或类风湿性关节炎.
Prlic和他的同事们发现的是一种不同的T-regs。这些聚集在肿瘤环境标本中的免疫抑制细胞与身体其他部位发现的T-regs不同。它们的细胞表面有两种不同的蛋白质受体。这些特别标记的T-regs在抑制炎症、增加数量和保护肿瘤细胞免受其他类型T细胞攻击方面特别出色。
“肿瘤中这些关键的免疫抑制细胞中有很大一部分具有这种特性,”五年前开始与埃里克森一起从事这项研究的梅尔说。“你在血液中循环的T-regs中看不到它,而在肿瘤中我们看到高达75%的T-regs产生这些受体。”
在一般人看来,肿瘤样本中的T-regs与身体其他部位的T-regs并无不同。但该团队使用了新技术,使科学家能够识别数以万计的单个细胞的特征在一个样本中,用先进的计算方法对数据进行筛选。这使得他们能够在从肿瘤中收集到的T-regs表面上发现两种受体蛋白。这些蛋白质的名字只有科学家才会喜欢:IL-1R1和ICOS。
Prlic说:“这些细胞的独特之处在于它们表达[显示]了这两种蛋白质。”“你只是在其他T-reg细胞上看不到这种共表达。”
当这两个分子尺度的标记被发现时,研究人员知道带有它们的T-regs很容易通过简单的测试被发现——一种与标记结合并携带荧光标记的抗体。
一旦发现,癌症的诡计就可能被解开
这对蛋白质以前可能被研究人员忽视的一个原因是,它们出现在人类的T-regs中,而不是老鼠的T-regs中。免疫学的许多实验室工作依赖于小鼠免疫反应的“模型”,但这项研究关注的是人体组织,取自患有癌症或非癌症病变的患者。
“这并没有削弱老鼠模型的重要性。它只是强调了我们也需要研究人类肿瘤组织,这样我们就不会错过这样的事情,”Prlic说。
这些与人类肿瘤相关的T-regs聚集在恶性肿块内部和周围的血细胞和结缔组织丛中,这是一个被称为肿瘤的生物区域肿瘤微环境.因为这些细胞很容易被发现,理论上它们也很容易被抗癌药物靶向。
“突然之间,我们现在有了一种专门针对只出现在肿瘤中的T-regs的方法,这是以前不可能的,”Prlic说。
Prlic和他的团队假设,这些肿瘤驻留T-regs被癌症欺骗,为错误的团队工作。在寻找要摧毁癌细胞的T细胞的包围下,肿瘤获得了吸引或产生这些携带ICOS/ il - 1r1的T-regs的能力。它们是如何做到这一点的还不清楚,但它们的作用是建立一个“免疫抑制”环境,保护肿瘤不受普通T细胞的影响。
虽然这项研究的重点是头颈部肿瘤,但Mair、Erickson和Prlic认为,他们的发现可能对更多类型的癌症很重要。一旦他们了解到这些标记的存在是重要的,哈奇大学的研究人员就扫描了代表21种不同癌症类型的标本中激活的基因数据库。他们只寻找编码更罕见的IL-1R1蛋白的基因,发现它在所有19种实体瘤癌症中以不同的水平出现,但在其余两种血癌中没有出现。
如果能设计出一种药物,只清除肿瘤中的T-regs,而不伤害其他地方的免疫抑制细胞,这可能是一种有效的方法,可以削弱实体肿瘤的防御能力。如果这些流氓免疫细胞能够被根除,那么抗癌的T细胞将能够攻击肿瘤,而普通的T-regs则可以完成它们的工作——防止炎症破坏健康组织。
Prlic和他的同事希望开发一种“双特异性”抗体——一种可以同时抓住两个不同分子目标的抗体。在这种情况下,y型抗体蛋白的一个臂会与ICOS受体结合;另一只手臂会锁定IL-1R1受体。
这种双特异性抗体的目的是使所有肿瘤驻留的T-regs失活或标记破坏,同时不伤害身体其他部位的消炎细胞。药物开发人员之前针对T-regs的努力都失败了,因为他们缺乏精确的破坏T-regs保护肿瘤.
现在,科学家们可能找到了一条只针对被诱骗来保护肿瘤的T-regs的途径,或许可以释放免疫系统的其他部分来完成它的工作。
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