弗吉尼亚大学健康系统(University of Virginia Health System)的研究人员解释了为什么免疫检查点疗法对卵巢癌无效,这是因为他们发现了肠道细菌是如何干扰这种治疗的。医生们可能会利用这些发现克服治疗失败,从而每年拯救数千名女性的生命。
这一新发现来自弗吉尼亚大学的梅兰妮·鲁特科夫斯基博士(Melanie Rutkowski, PhD)的实验室,揭示了微生物组——生活在我们体内和体表的生物集合——不仅对于维持健康至关重要,而且对医疗治疗的有效性也有重要影响。
作为领先的微生物组研究人员,鲁特科夫斯基对她的领域有可能改善卵巢癌及其他多种癌症的治疗感到兴奋。她已经展示了不健康的肠道微生物组如何帮助乳腺癌扩散。“从我们出生起,肠道微生物组就对教育我们的免疫系统至关重要,以便控制疾病并且不会因过度活跃的免疫反应而损害我们自身。”她表示,“我们和其他人正在发现微生物组与免疫细胞相互作用对我们几乎所有方面的影响,从影响代谢健康、器官健康甚至肠道与大脑的关系。因此,在像癌症这样的疾病期间了解我们的微生物组和免疫系统之间的关系变化至关重要,因为这项研究可能会发现能够帮助免疫系统杀死癌细胞的新疗法。”
靶向卵巢癌
卵巢癌每年在美国夺去超过10,000名女性的生命,使其成为美国最致命的妇科恶性肿瘤。尽管近年来在临床管理方面有所改进,但过去几十年中生存率几乎没有提高。医生们曾对免疫检查点疗法——一种增强免疫系统摧毁癌症能力的免疫疗法——寄予厚望,却遗憾地发现卵巢肿瘤对该疗法表现出顽固的抵抗。这种治疗方法在黑色素瘤、膀胱癌等其他癌症患者中取得了良好效果,那么卵巢癌为何有所不同?
鲁特科夫斯基及其团队终于找到了答案,而答案就在细菌用来移动的微小螺旋桨结构中。这些螺旋桨被称为鞭毛,由一种称为鞭毛蛋白的材料构成。研究人员发现,正是鞭毛蛋白导致了免疫检查点疗法对卵巢癌患者的无效。
在卵巢癌中,鲁特科夫斯基及其团队确定,细菌及其含有的鞭毛蛋白破坏了免疫检查点治疗的成功。鞭毛蛋白引起细胞间混乱的通信,阻止免疫细胞进入并环绕卵巢肿瘤。“我们发现,卵巢肿瘤增强了肠道鞭毛蛋白进入肿瘤环境的能力,而它们通常不应该在那里。”鲁特科夫斯基说,“由于肠道泄漏,识别鞭毛蛋白的免疫细胞被重新编程以支持肿瘤生长,而不是在免疫治疗期间支持肿瘤杀伤。”
随着这一发现,肿瘤的防御机制可能成为其致命弱点。研究人员发现在早期实验中,他们可以阻断鞭毛蛋白引起的混乱信号,从而恢复免疫检查点疗法的有效性。“在那些免疫细胞无法识别鞭毛蛋白的小鼠中,免疫疗法几乎使80%的动物长期控制卵巢肿瘤的生长。”鲁特科夫斯基说,“我们使用多个侵袭性卵巢癌细胞系观察到了这种反应,这表明抑制这条通路有可能改善卵巢癌患者的临床结果。”
虽然还需要进行更多研究,但鲁特科夫斯基的发现表明,我们可能有办法将免疫检查点疗法变成对抗卵巢癌的强大工具,最终挽救生命。
“免疫细胞识别细菌鞭毛蛋白导致免疫治疗失败的观点与已知的这条通路如何影响免疫细胞行为相悖。我们认为,鞭毛蛋白在卵巢癌中特别抑制免疫治疗反应有独特的原因,这是我们目前正在积极研究的领域。”鲁特科夫斯基说,她是弗吉尼亚大学微生物学、免疫学和癌症生物学系的成员。“我们在缺乏识别鞭毛蛋白能力的小鼠中取得的生存结果是非凡的,尤其是如果我们能够将这些观察结果转化为临床应用。我非常希望这项工作将有助于建立关于抑制免疫细胞识别细菌鞭毛蛋白能力对卵巢癌患者潜在益处的对话。”
鲁特科夫斯基的尖端卵巢癌研究是弗吉尼亚大学跨大学微生物组倡议的一部分,旨在更好地理解和利用微生物组以改善人类健康。
该研究成果已发表在《癌症免疫学研究》上。研究团队包括米切尔·麦金蒂(Mitchell T. McGinty)、奥黛丽·普特洛(Audrey M. Putelo)、斯里·科利(Sree H. Kolli)、王竹宇(Tzu-Yu Feng)、麦迪逊·戴特尔(Madison R. Dietl)、卡拉·哈茨格(Cara N. Hatzinger)、西莫娜·巴贾伊(Simona Bajgai)、米卡·波布莱特(Mika K. Poblete)、弗朗切斯卡·阿扎尔(Francesca N. Azar)、安瓦鲁丁·穆罕默德(Anwaruddin Mohammad)、潘卡杰·库马尔(Pankaj Kumar)和鲁特科夫斯基。科学家们在该研究中没有任何经济利益。
该研究得到了美国国家癌症研究所(National Cancer Institute)R01CA253285拨款的支持,并得到美国癌症协会、弗吉尼亚大学癌症中心和弗吉尼亚大学贝恩·卡特免疫学研究中心的人力支持。
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