为攻克“癌症之王”,科学家们找到了新方法:小鼠100%存活

日前,《科学》子刊Science Translational Medicine上,发表了一篇治疗胰腺癌的研究论文,并吸引了不少报道。研究人员们发现,一种小分子药物能够促进免疫反应,有效攻击肿瘤。在小鼠实验中,它能有效减少胰腺癌的肿瘤生长与转移。之所以这项研究引起许多报道,是因为所针对的胰腺癌有“癌症之王”的称号。历史数据上看,在确诊后,只有8%的患者能够活到5年以上,不到一成!而传统上的放疗化疗,以及新兴的免疫疗法,对胰腺癌的治疗效果也非常有限。就拿在其他癌症类型中掀起革命的免疫疗法举例,在胰腺癌的治疗中,只有不到5%的患者能出现病情缓解。这个现象让科学家们非常费解。理论上看,免疫疗法应该能释放免疫T细胞的潜力,让它们攻击癌细胞才是。在培养皿中,T细胞也确实能够有效对癌细胞进行杀伤。然而在患者体内,免疫疗法的效果就神秘失踪了。

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进一步的发现指出,原来在肿瘤附近,存在的免疫细胞可不止T细胞一种,还有一群“骨髓细胞”。它们就像是T细胞的指挥,能够控制T细胞的活性,指导它们究竟是对肿瘤发起攻击,还是无视肿瘤细胞的存在。也正如研究人员们所预期的那样,在胰腺癌中,一些骨髓细胞会抑制T细胞的功能,从而让免疫疗法失效。既然这些骨髓细胞会跑到胰腺癌附近,影响免疫T细胞的功能,我们绑住它们的腿,不让它们过去不就行了?这正是研究人员的思路。他们发现,这些骨髓细胞之所以能跑到肿瘤附近,是由于一种叫做CD11b的受体。针对这个靶点,研究人员们又开发了一种小分子化合物ADH-503。它能够有效结合CD11b,并影响骨髓细胞的迁徙。在患有胰腺癌的小鼠模型中,科学家们让它们口服摄入ADH-503。果不其然,在肿瘤附近,这些具有抑制性功能的骨髓细胞数量明显减少,而剩余的免疫细胞,则大多能够促进免疫反应。也就是说,通过这种小分子,肿瘤微环境得到了改善,便于T细胞攻击肿瘤。与这个结果一致,小鼠的肿瘤增长放缓,活得也更久。

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既然肿瘤微环境得到了改善,那么曾经不起效的免疫疗法,是否就能发挥功效呢?为了测试这个想法,研究人员们先给小鼠使用了常用的免疫疗法(PD-1抑制剂),发现其对小鼠的胰腺癌并不起效。然而,当ADH-503与免疫疗法联合使用时,小鼠的肿瘤出现了明显的缩小,并且存活时间显著更久!在一些个体中,所有的肿瘤在一个月的治疗后就全部消失,且所有小鼠都能存活4个月以上。相反,对照组的小鼠统统在6周内死亡。“胰腺癌是一种高度致命的疾病,患者急需创新的疗法,”本研究的负责人之一David G. DeNardo教授说道:“在动物模型中,发现NK细胞免疫疗法带来了非常明显的改善,甚至达到了治愈的效果。胰腺癌是最常见的消化系统恶性肿瘤之一,其进展与肿瘤免疫逃逸密切相关。研究表明,NK细胞失能在包括胰腺癌在内的多种肿瘤的免疫逃逸中起重要作用,但胰腺癌中NK细胞失能的确切机制仍有待进一步研究。目的:研究胰腺癌细胞能否诱导NK细胞失能及其可能的调节机制。方法:收集31位胰腺癌患者及31位健康志愿者的新鲜外周血,流式细胞仪检测多个表面受体及杀伤介质阳性NK细胞的比率。分析患者与健康对照组之间的差异,并对有统计学差异的指标进行临床病理因素相关性分析。

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磁珠分选健康志愿者外周血中NK细胞,与人正常胰腺导管上皮细胞株hTERT-HPNE.胰腺癌细胞株SW1990、BxPc-3在体外共培养,流式细胞仪检测多个表面受体及杀伤介质NK细胞的比率、NK细胞的凋亡及杀伤活性,ELISA检测细胞因子的分泌。RT-PCR、ELISA检测与NK细胞共培养后hTERT-HPNE、SW1990细胞中MMP-9、IDO、COX-2表达量。NK细胞株NK-92与SW1990细胞共培养,不加或分别加入MMP-9特异性抑制剂TIMP-1、IDO特异性抑制剂1-MT,检测NK-92细胞功能。结果:与健康对照组相比,胰腺癌患者中激活型表面受体NKG2D、NKp30、NKp46以及杀伤介质Perforin阳性NK细胞比率明显下调,其下调的幅度与胰腺癌的进展密切相关;抑制型表面受体KIR3DL1阳性NK细胞比率则明显上调,但其上调的幅度与胰腺癌的进展无明显相关性。与胰腺癌细胞共培养后的NK细胞失能表现为:激活型表面受体NKG2D、NKp30、NKp46、DNAM-1及杀伤介质Perforin、 Granzyme B的表达下调;细胞因子TNF-α、IFN-γ分泌减少;对特异性靶细胞K562的杀伤作用减弱,MMP-9、IDO在共培养后SW1990细胞中表达量明显高于其在hTERT-HPNE细胞中表达量。MMP-9及IDO阻断后能部分恢复SW1990诱导的NK-92细胞失能。结论:胰腺癌患者循环血中NK细胞失能与疾病进展相关。胰腺癌细胞通过MMP-9及IDO诱导NK细胞失能。本研究对基于NK细胞的胰腺癌免疫治疗发展有积极作用。

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最近20年的研究已经十分确定一个事实,人体肿瘤发病率跟NK细胞水平成反比。也就是说血液中NK细胞水平越高,肿瘤发生的概率越低。因此,提高人体中NK细胞的水平也就有了预防肿瘤的作用。 但进一步讲,已经得了肿瘤的病人,是否可以通过提高NK细胞的水平来进行肿瘤治疗呢?是的,完全可以。 最近在世界各地兴起了NK细胞治疗肿瘤的热潮。所采用的方法基本雷同,是先从患者身上抽点血,将其中的淋巴细胞进行分离(也可以用昂贵的仪器单独分离NK细胞),然后在培养皿中添加各种细胞因子进行培养,NK细胞(通常会包含其他淋巴细胞)可在几天内以指数倍数的速度增殖。

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最后将得到扩增的NK细胞经过适当处理后打回体内,依靠NK细胞的自然杀伤活力对肿瘤进行杀伤,达到治疗肿瘤的目的。NK细胞的杀伤活性可通过某些细胞因子的诱导而显著增强,这样的细胞称为淋巴因子活化的杀伤细胞。外周血单个核细胞在含IL-2的培养基中孵育便可得到LAK细胞,NK细胞是其主要成分。用LAK细胞治疗肿瘤是颇有潜力的一种生物疗法。NK细胞表面有IgG的Fc受体,因此亦可通过抗体的媒介活化NK细胞,杀伤抗体包被的靶细胞,这种特殊的活性称为抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用。在这种情况下,对靶细胞的识别选择取决于特异性抗体。

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