《PNAS》:你的免疫细胞也会“精疲力尽”,回输细胞才是治癌之道

免疫细胞是保护人体的“健康卫士”,可以清除病原体、衰老及坏死细胞甚至突变的癌细胞。而T细胞,作为免疫细胞家族的主力战将,有时也会“精疲力尽”。

如何有效缓解细胞衰竭,让T细胞满血复活,为人体持续效力,成为科学家们探索的重要方向。

近日,一项发表于《PNAS》(美国国家科学院院报)上的研究报告找到了解决之道!

报告指出:通过回输新鲜的免疫细胞可以逆转T细胞衰竭状态,甚至可以治疗慢性病毒感染!为免疫细胞治疗感染性疾病、癌症开创了新天地。

《PNAS》:你的免疫细胞也会“精疲力尽”,回输细胞才是治癌之道

在慢性病毒感染期间, 抗原特异性CD4 T细胞帮助挽救衰竭的CD8 T细胞


T细胞为什么会衰竭?

T细胞作为免疫细胞的主力军,在人体发生感染时会被激活,大量的T细胞集结起来对抗感染病原,直至病原完全被消灭。

当人体处于急性感染时,一旦抗原被清除或炎症消退,效应T细胞就会分化为记忆性T细胞继续巡逻在体内,并在继发感染后产生强烈的记忆反应,保持持续有效的战斗力,而无需抗原刺激维持。

但当人体处于慢性感染时,抗原和炎症持续存在,T细胞不断受到刺激,处于被激活的兴奋状态,长期如此,T细胞呈一定的规律失去效应功能并最终变成耗竭型。如果感染严重或持续时间过长,T细胞甚至会丢失。

细胞回输可有效缓解衰竭状况

在T细胞中,分为两种细胞,CD4 T细胞为辅助性细胞,CD8 T细胞为主要杀敌细胞。

研究人员通过分析慢性淋巴细胞性脉络膜脑膜炎病毒(LCMV)感染的小鼠实验发现,在长期的病毒感染下,会导致CD4 T细胞的衰竭,而CD4 T细胞的衰竭又直接导致了CD8 T细胞的大量衰竭。

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CD4 T细胞在慢性感染小鼠中缓慢收缩

这也是降低T细胞杀敌功能的主要原因,这两种细胞有着相辅相成的作用,而CD4 T细胞在调节慢性病毒感染时CD8 T细胞的反应中起着关键作用。

当研究人员将来自未受到LCMV慢性感染的CD4 T细胞重新回输到LCMV慢性感染的小鼠体内,奇迹发生了!

原本衰竭的CD8 T重新恢复了活力!LCMV慢性感染小鼠体内的CD8 T细胞恢复增殖和细胞因子的产生,降低病毒负担并发挥功效。

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CD4 T细胞的回输 有助于增强LCMV特异性CD8 T细胞的反应

作为对照组,研究人员同样将未受感染的CD4 T细胞回输到其他未感染的小鼠体内,而并未发生CD8 T细胞的大量增殖反应。

这些结果表明,重新回输免疫细胞,可以改善因慢性炎症消耗掉的免疫细胞,让机体恢复战斗病原体的功能。

联合PD-1,疗效更加显著

虽然回输的CD4 T细胞能够增强衰竭CD8 T细胞的功能,但这些CD4 T细胞表达了高水平的程序性细胞死亡(PD)-1抑制受体。为了进一步增强CD4 T细胞功效,研究人员开始尝试一种新的方法。

通过回输CD4 T细胞并联合PD-1治疗,产生了令人不可思议的结论:慢性感染小鼠的病毒滴度比未接受联合治疗的小鼠降低了10倍!甚至在某些小鼠体内,基本检测不到病毒的存在!

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PD-1阻断改善LCMV特异性CD4 T细胞的功能

研究人员通过阻断PD-1通路增加了回输的LCMV CD4 T细胞产生效应细胞因子的能力,改善了对衰竭CD8 T细胞的拯救,并导致病毒的显著降低。

这些结果表明,CD4 T细胞免疫治疗单独或联合阻断抑制性受体可能是治疗慢性感染和癌症中CD8 T细胞功能障碍的一种有希望的方法。

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PD-1阻断补充CD4 T细胞治疗, 增强衰竭CD8 T细胞功能,进一步降低病毒载量

因此,PD-1/PD-L1通路等抑制信号的短期阻断补充了CD4 T细胞的转移,改善了CD8 T细胞的反应,并在慢性LCMV感染期间显著增强了病毒的控制。

在这个缺乏CD4 T细胞帮助的非常严格的慢性LCMV感染模型中,这种显著的病毒减少以前从未没有报道过。这些结果将为进一步支持使用联合治疗来解决慢性感染甚至癌症带来了新方向。

回输细胞即是细胞免疫疗法

细胞免疫疗法简单说就是抽取患者体内的免疫细胞,把肿瘤的特征“告诉”免疫细胞,在体外诱导出可能具有杀伤肿瘤能力的细胞,再输回患者体内进行“战斗”。此类疗法包括LAK,DC,CIK,DC-CIK,CAR-T,TCR-T,NK,CAR-NK,肿瘤浸润性淋巴细胞(TILs)等等。目前,国际上研究进展较多的主要为:

  • DC-CIK联合
  • 自然杀伤细胞(nature killer cells, NK)
  • 树突状细胞(dentritic cell, DC)
  • Car-T细胞
  • 肿瘤侵润淋巴细胞(tumor infiltrating cells,TIL)

随着肿瘤诊疗技术的不断提高和对肿瘤生物学特征的深入认识,细胞免疫疗法不断升级换代,从第一代以LAK细胞为代表、第二代以CIK为代表、第三代以DC-CIK为代表的非特异性细胞免疫治疗,发展到第四代DC-CIK特异性免疫治疗,可以说是越来越精准,靶向针对性更强。目前,预防癌症效果最显著的就是NK细胞免疫疗法,在日本已经获得批文。

认识NK细胞

NK细胞又称自然杀伤细胞,是机体重要的免疫细胞,也是人体防御体系的第一道屏障。NK细胞可以清除损伤或衰老细胞(微生物等)、外来抗原、病毒、畸变及癌变细胞的同时,激活新的好细胞,加速人体代谢循环,助力恢复人体机能,延缓衰老,远离疾病,保持年轻态。

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NK细胞

NK细胞的作用

NK细胞在我们体内,行使免疫监视功能。当遇到癌变、病变或衰老的细胞时,即启动4大免疫防御功能,护卫身体健康:

1)免疫防御:清除外来抗原(微生物等);

2)免疫自稳:清除损伤或衰老的细胞、代谢废物;

3)免疫监视:清除病毒、畸变、癌变细胞。相关研究表明,NK细胞承担着人体第一道天然防线作用,可清除受感染细胞,防止病毒扩散。对持续产生的恶变细胞,NK细胞会及时地予以识别和清除;

4)免疫调节:活化后分泌IFN-ƴ、TNF-β、GM-CSF等细胞因子。

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NK细胞独有的不可替代的优势

NK细胞的杀伤活性不受MHC限制,无需预先接触抗原,即可杀伤靶细胞,如病毒感染的宿主细胞和肿瘤细胞。NK细胞能在第一时间发现并启动免疫防御功能,快速杀死病变、癌变细胞,被医学界公认为抗癌第一道防线。

人体每天都会有衰老和异常细胞产生,保持NK细胞数量和活性的正常,则能够有效抵抗感染和肿瘤发生。研究发现,人体内至少有50亿个NK细胞,多则可达1000亿个。

需要注意的是,NK细胞不会一直强大。NK细胞会随着年龄的增长、发育逐渐减少,且其战斗力也会不断下降。年龄、精神压力、睡眠不足、工作过度、营养不足、暴露在病菌毒素之下等因素,都会降低NK细胞的活性,使其在病变细胞面前溃不成军。这也是为什么一些普通感冒的影响,也会危及生命。

什么是NK细胞免疫疗法

免疫细胞疗法就是对免疫细胞集中“扩展”,以便快速增强机体抵抗力,让年轻健康状态延续!其方法就是通过抽取外周血在实验室中进行活化培养,使其恢复并增强高识别和杀灭肿瘤细胞的能力后回输人体。也就是运用自身免疫细胞来对抗疾病。由于这种免疫细胞是活化的自体细胞,不会产生排斥反应,应用起来更安全。

大量的NK细胞随着血液全身循环3000次到4000次,把体内的癌细胞、老化细胞、病变细胞、细菌病毒等逐一杀灭,从而达到防癌抗癌、抗病毒、抗衰老、提升免疫力、少生病或不生病的目的。

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NK细胞疗法就是从患者身体内采集NK细胞,经体外活化增殖后回输至患者体内的疗法。(根据治疗开始前的患者的免疫状态,NK细胞的培养程度也不一样)

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NK细胞免疫疗法技术背景

在上个世纪70年代,日本和美国的科学家同时发现了血液当中的NK细胞的作用,并对它进行了命名。后来日本的科学家继续研究,发明了NK细胞亿万倍增的体外培养方法。

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NK细胞免疫疗法的优势

可增加人体活性NK细胞数量600至1800倍;

对癌细胞的杀伤力大大增强;

根据患者的癌症特性和状况可以灵活制定治疗方式;

采血量少,采血后培养,对患者身体负担极小;

来自患者自身的细胞采集,副作用极小;

可与其他癌症治疗方法(手术、放疗、化疗)并用;

对于使用抗癌剂出现的疼痛和精神上的痛苦,可以缓解这些症状。

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