一場小小的“意外”可能就促使一個全新免疫療法誕生

縱觀整個人類發展史,你會發現“偶然的意外”扮演了相當重要的角色,推動了很多科學的進展:

蘋果砸在牛頓的頭上,引申出了萬有引力和經典力學的物理學大廈之基;德國科學家凱庫勒在壁爐前打了個瞌睡,就夢到了苯分子的環狀結構。

醫學同樣如此。在大名鼎鼎的抗生素“鼻祖”——青黴素被發現以前,細菌感染是威脅人類健康的最大殺手,每年上億人喪生。

一場小小的“意外”可能就促使一個全新免疫療法誕生

直到1928年9月的某一天。

英國科學家弗萊明正在觀察他培養的葡萄球菌,意外發現窗戶附近的一個培養皿“長毛了”,這讓他十分費解。

深究原因,原來是樓上一位研究者正在研究青黴菌,青黴菌意外飄落到了他的葡萄球菌培養皿中,造成了這場“實驗事故”。

深入研究後,弗萊明發現青黴菌附近的葡萄球菌都“溶解”了。原來青黴菌的某種分泌物能夠抑制葡萄球菌的生長,也就是後面大名鼎鼎的青黴素。這次“意外”發現使得青黴素得到廣泛地應用,弗萊明也因此被授予諾貝爾生理與醫學獎。

醫學的進步,有時就是這麼奇妙。百年過去了,細菌感染早已被醫學征服,人類面臨最大的健康殺手由感染換成了癌症——2018年,全球近1000萬人死於癌症。

為了攻克癌症,除了傳統的放化療和靶向治療,這幾年癌症免疫療法取得了長足進步,“PD-1抗體”、“CAR-T細胞”、“溶瘤病毒”等以調節免疫系統為主的療法創造了無數奇蹟,一些患者“治癒”了。

就在這個節骨眼上,又一場“意外”發生了:一位英國科學家發現了一種“萬能癌症殺手”細胞-MC.7.G5細胞,在面對癌細胞時,這些萬能殺手們異常勇猛,能抗猛打,我們姑且稱之為“萬能癌症殺手”細胞,相關研究發表在了權威學術期刊《自然-免疫學》上。

一場小小的“意外”可能就促使一個全新免疫療法誕生

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MC.7.G5細胞的

意外發現

Andrew Sewell教授是英國卡迪夫大學的研究者,他的團隊一直致力於胸腺淋巴細胞(也就是T細胞,人體免疫細胞)相關抗原和受體的研究。

一場小小的“意外”可能就促使一個全新免疫療法誕生

Andrew Sewell教授

意外就發生在這位Andrew教授頭上。為了研究一類識別細菌的免疫細胞,Andrew的團隊選取了英國威爾士一個血液中心的血液樣品進行分析。

鬼使神差的,在研究細菌之餘,團隊成員們順便把癌細胞也納入了分析範圍。於是,“意外”就這麼發生了——

在分析所有免疫細胞的實驗結果時,他們意外地從一份血液樣品中發現了一個很有意思的T細胞克隆:它在一種肺癌細胞系——A549細胞的刺激下能夠發生增殖,說明這個T細胞克隆能夠識別A549腫瘤細胞併產生反應。

這是一個很有意思的結果,但並稱不上太大驚喜。於是他們將這個T細胞(免疫細胞)克隆命名為MC.7.G5(圖1)。

但接下來對這個T細胞克隆的研究則讓他們感到了震驚:我們到底發現了一個怎麼樣的“神奇”細胞啊!

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圖1,從外周血中分離到對癌細胞A549產生反應的MC.7.G5細胞克隆,細胞數量增殖7倍

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神奇的“腫瘤殺手”

為了研究這個對肺癌細胞有所反應的MC.7.G5細胞,研究團隊們將MC.7.G5細胞與10種癌症細胞系(包括肺癌、皮膚癌、血癌、結腸癌、乳腺癌、骨瘤、前列腺癌、卵巢癌、腎癌和宮頸癌)放在一起培養2-3天,想試試這個興奮起來的細胞到底有點什麼“料”。

結果驚掉了他們的下巴。幾天後研究團隊發現80%以上的癌症細胞都被這個異常勇猛的T細胞殺死了!(圖2)而且在進一步分析中,他們發現MC.7.G5細胞對來自卵巢癌和黑色素瘤的病人的原代癌症細胞也有80%以上的殺傷效率。

一場小小的“意外”可能就促使一個全新免疫療法誕生

圖2,MC.7.G5細胞對多種癌細胞有殺傷效應

這讓研究團隊們徹底激動了。

研究團隊立馬投入了更深入的研究。當他們將MC.7.G5細胞與人體正常組織的細胞共培養時,這群“腫瘤殺手”們懶洋洋的十分安靜,並沒有發生對人體組織細胞殺傷反應,並且也沒有產生腫瘤壞死因子等細胞因子。

完美!這是一種只盯著癌細胞“窮追猛打”的無情殺手。

只有在體內有效的抗癌藥才真正有價值。為了研究MC.7.G5細胞在體內的功能,研究團隊首先在免疫缺陷的小鼠體內注射血癌細胞,這些癌細胞在小鼠體內增殖並且在骨髓中富集,於是產生了“癌症老鼠”。

在向小鼠體內注射了一定劑量的MC.7.G5細胞後,癌症小鼠骨髓裡的血癌細胞在18天之後清除至0.25%以下,而這些沒有注射MC.7.G5細胞的癌症小鼠骨髓中80%都是血癌細胞。當然,注射了MC.7.G5細胞的“癌症小鼠”也能活更長的時間(圖3)。

一場小小的“意外”可能就促使一個全新免疫療法誕生

圖3,“癌症小鼠”注射了MC.7.G5細胞,可以活更長時間(中位30VS60天)

為何這個特殊的“癌症殺手”可以無視癌細胞偽裝,直接斬殺癌細胞?研究團隊通過測序鑑定出MC.7.G5表面T細胞受體的基因序列(通俗來說就是免疫細胞識別敵人的探測器),並且將這個探測器轉移到黑色素瘤病人的T細胞中。表達了MC.7.G5特有的受體之後,來源於病人的T細胞也能夠殺傷癌細胞,並且不會殺傷正常人體組織細胞。

這樣,一個完美的“癌症萬能殺手”細胞就成型了。

MR1——殺死癌細胞的“瞄準器”

那麼,究竟是什麼原因,讓MC.7.G5細胞表面的探測器可以偵測到敵情呢?為了研究MC.7.G5細胞通過哪種途徑殺傷癌細胞,研究團隊通過最新的基因編輯技術CRISPR-Cas9進行人體2萬多個基因進行篩選。最終他們發現1型組織相容性複合物相關蛋白(MR1)在MC.7.G5識別並殺傷癌細胞中其重要作用,敲除MR1的癌細胞不再被MC.7.G5細胞殺死。

MR1能夠遞呈細菌和真菌產生的維生素B2代謝產物作為抗原,從而介導MR1-限制性的T細胞對受感染的細胞的殺傷。Andrew的團隊在進行一系列驗證後發現,MC.7.G5對癌細胞的殺傷機制與已知的細菌和真菌感染不同,具體的機制還在進一步的探索中。

說簡單一點:Andrew團隊意外發現了MC.7.G5細胞可以殺死近10種癌細胞卻不傷害正常細胞,也確認了MR1蛋白是MC.7.G5細胞的“瞄準器”,但對於MR1如何區分癌細胞和正常細胞的機制並不清楚。或許,MC.7.G5細胞和MR1蛋白是一個通往“免疫療法新世界”大門的鑰匙。PS:如果他們研究清楚了MR1的作用機制,肯定不是《自然-免疫學》雜誌了。

免疫療法代表了癌症治療的新方向,這一點臨床醫生和學術圈都深信不疑。

前文中提到過,近年來癌症免疫療法已經取得了前所未有的突破性進展。但在這些進展背後仍有一些缺陷,免疫療法抗癌總體有效率並不高。儘管部分癌症患者因免疫療法而收益,但更多人依然在等待一種更加有效、更普適的癌症療法。

Andrew教授團隊發現“萬能癌症殺手”細胞可能就代表了一個全新免疫療法的誕生。這個能抗能打的特種部隊不僅能夠殺傷多種癌細胞,還不會殺傷正常組織細胞,可以稱得上安全免疫療法的“金標準”。

通過改造人體自身免疫細胞,成為“萬能癌症殺手”細胞的技術與CAR-T技術相仿,已經基本成熟。此外,由於MR1蛋白在不同人之間相對保守,通過異體來源的T細胞進行治療也具有一定可行性。Andrew教授也表示,在通過實驗室安全性檢測之後,該項癌症免疫療法最早能在今年11月進入臨床研究。

希望這個“萬能癌症殺手”,真的能實現人類對癌症病情的絕殺!


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