免疫疗法药物催动机体免疫系统识别并杀死癌细胞,虽然已在多种癌症治疗中取得效果,但对某类肿瘤,只有10-30%患者起效。这些药物不能在更多人身上发挥作用的确切原因至今还是个谜。本文指出了影响免疫疗法药物疗效发挥的重要机制。
调节性T细胞(Regulatory cells,简称Tregs )是一类控制体内自身免疫反应性的T细胞亚群,早期亦称做抑制T细胞(suppressor T cells)。“它们像光线微调器,控制内环境‘光线’足够发现和消除‘入侵者’,但不能能过亮,使自身细胞受到损伤,”肿瘤免疫学Frank Dixon主席Dario Vignali说。“癌症Tregs悄悄把灯关了,防止免疫系统‘看’到并杀死癌细胞。人们用药物抑制癌症患者的Tregs,似乎合理,但可能导致危及生命的自身免疫性并发症。因此,我们需要想办法选择性地靶向肿瘤Tregs,不伤及非肿瘤Tregs。”
几年前,Vignali和同事们发现一种被称为神经菌毛素(neuropilin-1,Nrp1)的表面蛋白在几乎所有小鼠浸润肿瘤中表达,是肿瘤微环境Tregs的功能、健全和生存的必要条件之一。更重要的是,阻止或删除小鼠Tregs的Nrp1,只影响肿瘤内Tregs功能,不影响身体其他部位Tregs,导致肿瘤被根除但不诱发自身免疫性或炎症性并发症。
“当前研究结果显示,在小鼠中,Tregs表达Nrp1只会帮助肿瘤免于免疫系统清除,失去Nrp1不会使免疫系统受损,反而让免疫系统更积极地参与抗癌作用。”Vignali说。“更具意义的是,预后较差的癌症患者表达Nrp1的Tregs亚群水平更高,这表明,小鼠研究成果可能也适用于人类。”
因此,研究人员构建了一种特殊的转基因小鼠模型:一半数量的Tregs 的Nrp1基因被删除,另一半不做处理。让肿瘤在该小鼠模型中生长,研究人员发现,与所有Tregs都表达Nrp1的小鼠模型相比,该小鼠体内肿瘤生长力显著下降。
基因组和细胞分析结果显示,一种被称为干扰素γ(interferon-gamma,IFNγ)的免疫分子阻止了小鼠Tregs的调节功能,并且更有选择地发生在肿瘤微环境内。
使用另一种转基因小鼠,研究人员发现干扰素γ对Tregs的影响恰恰是靶向PD1蛋白免疫疗法治疗成功与否的关键。“当我们删除Tregs的IFNγ受体,让其对IFNγ不再敏感以后,免疫疗法药物变得完全失效了。”Vignali说。“本质上,IFNγ似乎使Tregs变得脆弱了从而失去了抑制功能,但IFNγ只针对肿瘤Tregs。因此,让Tregs弱一些可能是免疫治疗成功的一个关键环节。”
总体而言,作者指出,如果我们能让一部分肿瘤相关Tregs失去免疫抑制功能,比如通过施放IFNγ,便足以引发连锁反应,影响其他肿瘤Tregs,从而促进抗肿瘤免疫反应,但不引发额外的自身性免疫反应。此外,短期内我们可通过追踪Tregs功能脆弱性来预测免疫治疗对病人是否有效。
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