大约15年来,一类被称为免疫检查点抑制剂的药物已被用于治疗黑色素瘤——最危险的一种皮肤癌。对许多患者来说,这些药物能产生显著效果。但对其他患者,它们却毫无作用。
我们仍然不太清楚原因。但在《实验医学杂志》上发表的新研究中,我们观察到一种名为巨噬细胞的免疫细胞实时攻击黑色素瘤细胞——这可能为我们如何让这些疗法对所有患者(而不仅仅是部分患者)起效提供线索。
冷热肿瘤
我们中的一人(Yuki)在日本作为一名皮肤科医生治疗黑色素瘤患者。另一位(Tri Phan)在悉尼的加文研究所运营一个实验室,他的团队专门实时观察免疫系统细胞。
当Yuki想要了解为什么免疫检查点抑制剂对许多患者无效时,她加入了Tri Phan的实验室继续她的研究。
这种治疗在肿瘤学家称为"冷"肿瘤的情况下失败,其中癌症环境积极阻止一种名为T细胞的免疫细胞攻击它。我们实验室的一个目标是尝试找出如何使肿瘤"热"起来,让T细胞能够渗透并摧毁癌细胞。
我们的新发现表明,另一种名为巨噬细胞的免疫细胞可能是关键。
巨噬细胞(绿色)吞噬黑色素瘤细胞(紫色)。(Yuki Keith/CC BY 4.0)
我们一直忽视的"清洁工"
1908年,俄罗斯动物学家伊利亚·梅契尼科夫因发现免疫系统中的吞噬作用("细胞吞噬")而获得诺贝尔奖,这一过程由他称为巨噬细胞(源自希腊语"大食者")的细胞执行。
这些细胞吞噬并清除由组织损伤和细胞死亡造成的碎片。它们通常被视为身体中安静、不惹麻烦的"清洁工"。
然而,它们在癌症中的作用常常被忽视。与其他通过血液移动并巡逻全身的免疫细胞不同,巨噬细胞是"组织驻留型"的,停留在一个地方。
皮肤中生长的黑色素瘤肿瘤的显微视图显示,CD169巨噬细胞以绿色和黄色在肿瘤周围形成生物边界墙。(Keith等/加文研究所/CC BY 4.0)
早期关于巨噬细胞在癌症中作用的研究假设这些"清洁工"都是相同的。但当我们仔细观察皮肤时,很明显有多种不同类型的巨噬细胞生活在不同的层次中。
一种特殊的巨噬细胞(通过一种称为CD169的蛋白质识别)生活在皮肤的更深层,称为皮下组织。
我们发现这些巨噬细胞在黑色素瘤肿瘤的边缘排列,仿佛试图将其围起来。当我们耗尽巨噬细胞时,黑色素瘤变得更大,这表明它们正在抑制肿瘤的生长。
观察癌细胞被活体吞噬
为了了解这些CD169阳性巨噬细胞实际上在做什么,我们使用了一种称为活体双光子显微镜的先进技术。这使我们能够实时观察生物过程在活体组织中展开。
我们看到的令人惊讶:巨噬细胞正在"啃食"并积极吞噬活的黑色素瘤细胞。虽然我们之前在实验室中看到过巨噬细胞吃死细胞,但我们从未在模型生物中看到它们吃活的黑色素瘤细胞。
更令人惊讶的是,这种免疫攻击发生时不需要T细胞,也不需要由另一种称为B细胞的免疫细胞产生的抗体——这些免疫参与者通常被认为负责对抗癌症。
我们还确认这不仅仅是实验室中的现象。澳大利亚黑色素瘤研究所的同事分析了人类黑色素瘤患者的样本,在肿瘤边缘发现了类似表达CD169的巨噬细胞群,表明它们可能在那里发挥类似的保护作用。
召唤援军——对治疗的启示
巨噬细胞不仅仅是清除碎片。它们还可以向免疫系统发出危险警报。在消化碎片后,它们可以像生物"红旗"一样展示它,引导T细胞找到并杀死癌细胞。
是什么让巨噬细胞决定是默默地处理碎片而不向免疫系统发出警报,还是挥舞"红旗"来激活免疫系统,这仍然不清楚。由于表达CD169的巨噬细胞在肿瘤周围战略性地定位,我们怀疑它们可能掌握关键。
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巨噬细胞广泛存在于大多数实体肿瘤中——包括胶质母细胞瘤、乳腺癌等。这是一支已经就位等待动员的"军队"。
我们的下一步是精确了解这些巨噬细胞如何吃活的癌细胞,以及它们如何向T细胞传达危险,这样我们就可以利用这种细胞群开发新的治疗方法。
Yuki Keith,加文研究所免疫学博士后研究员;Tri Phan,加文研究所精准免疫学项目主任/实验室负责人
本文根据知识共享许可协议转载自The Conversation。
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