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癌症疫苗新策略:将癌细胞重编程为抗原提呈细胞,加速癌细胞清除
原创 生物世界 生物世界
撰文丨nagashi
编辑丨王多鱼
排版丨水成文
癌细胞是很特殊的存在,它们源自于正常组织,但却能不受控地无限增殖,就像是一个“古惑仔”,不学好(癌变),四处溜达(癌扩散),抢夺钱财(抢占生存资源),到处搞破坏(破坏机体正常功能)。
《世说新语》中记录有“周处除三害”的典故,周处身为三害之一,在改过自新后,却能进山射虎,入水搏蛟,为民除害。如果我们也能让癌细胞改邪归正,是否就能像周处一样,一害既解,三害尽除呢?
近日,美国斯坦福大学的研究人员在 Cancer Discovery 期刊发表了题为:Reprogramming Cancer into Antigen Presenting Cells as a Novel Immunotherapy 的研究论文。
该研究开辟了一种全新的癌症治疗方法——利用髓系重编程直接将癌细胞转化为肿瘤重编程抗原提呈细胞(TR-APCs)的癌症疫苗。TR-APCs可以加工和呈递内源性肿瘤相关抗原(TAAs),诱导T细胞克隆扩增,建立癌症特异性免疫记忆,最终促进白血病根除。因此,TR-APCs代表了一种对临床免疫肿瘤学具有广泛意义的癌症疫苗治疗新策略。
让癌细胞变为“侦探”细胞
近年来,肿瘤免疫疗法蓬勃发展,为广大癌症患者带来了新的希望,其中CAR-T细胞疗法无疑是最令人期待的。简单来说,这种前沿癌症治疗方法就是提取癌症患者的T细胞并对其进行重新编程以识别特定的肿瘤抗原,然后再把它们输送回患者体内,这些改造后的CAR-T细胞就会精准地摧毁癌细胞,让患者重获新生。
但值得注意的是,CAR-T细胞治疗存在一个棘手的问题,肿瘤抗原有很多,医生有时需要验证哪一种是最有效,这无疑增加了CAR-T细胞疗法的物料成本和时间成本。因此,更好地方法是训练T细胞识别癌症,其过程更接近于人体自然发生的方式,就像疫苗教会免疫系统识别病原体一样。
T细胞之所以能识别病原体,是因为特殊的抗原提呈细胞(APCs)会收集病原体的碎片并将其呈递给T细胞。APC细胞就像是一位名侦探,可以完美描绘罪犯的形貌并告诉T细胞(警察)——这就是凶手,逮捕他吧!
实际上,在癌症中类似的事情也在发生,APC细胞会收集多种肿瘤抗原,这些抗原都是癌细胞的特征。在这种情况下,T细胞就不会被设定为只攻击一种或少数几种抗原,而是能识别多种癌症抗原然后对癌细胞发起多管齐下的攻击。
值得一提的是,如今科学家们已经能够熟练地将一种细胞转化为另一种细胞。基于此,研究团队大胆猜想,如果能够将癌细胞转化为一种叫做巨噬细胞的抗原提呈细胞(APCs),它们就能准确“教导”T细胞攻击对象是谁,因为这些特殊的APC携带了原癌细胞的所有抗原。
这就像是,犯罪集团的一名成员被策反,然后把同伙的身份特征全部抖露出来,警察自然就能顺藤摸瓜将罪犯尽数逮捕。论文通讯作者 Ravindra Majeti 教授表示,这项研究可以开辟一种全新的癌症治疗方法。
TR-APCs“教导”T细胞攻击癌细胞
事实上,这项新的研究建立在 Ravindra Majeti 实验室先前的研究基础上,此前他们已经证明,从急性白血病患者身上提取的细胞可以转化为具有APC许多特性的非白血病巨噬细胞。而在这项最新研究中,研究团队对白血病小鼠模型的癌细胞进行了重编程,使其转化为具有APC特征的肿瘤重编程抗原提呈细胞(TR-APCs)。
然后,研究团队将这种TR-APCs作为一种癌症疫苗,并在白血病小鼠模型上进行了测试。他们发现,TR-APCs获得与髓系APC细胞相似的表型和功能,可以加工和呈递内源性肿瘤相关抗原(TAAs),并有效刺激TAA特异性CD4+T和CD8+T细胞,最终促进白血病根除。
换而言之,由癌细胞产生的这类“侦探”细胞确实起到了抗原呈递细胞的作用,使T细胞对癌症更敏感。更重要的是,TR-APCs还可以诱导T细胞克隆扩增,建立癌症特异性免疫记忆,即使是在TR-APCs接种后的100多天再次将癌症引入这些小鼠,仍然能产生强烈的免疫反应来保护它们。
进一步研究表明,无论是血液癌症,还是更为难治的实体瘤(包括纤维肉瘤,乳腺癌和骨癌),都可通过骨髓谱系重编程为TR-APCs,发挥抗肿瘤功效并显著提高荷瘤小鼠的存活率。
最后,研究团队回归到急性白血病的研究中,并测试了TR-APCs在白血病患者身上是否同样适用。对此,研究人员从白血病患者的临床肿瘤样本中生成TR-APCs,并与来自同一患者的T细胞共培养,结果表明TR-APCs确实在“教导”T细胞如何攻击癌细胞,由此证明了这种方法的临床适用性。
总而言之,这项研究表明,通过重编程使肿瘤细胞转化为具有抗原提呈细胞特征和功能的TR-APCs,可以诱导T细胞靶向攻击、清除白血病小鼠体内的癌细胞,并建立长时间的癌症特异性免疫记忆。更重要的是,这种方法对癌症患者的疫细胞也有类似的反应。
Ravindra Majeti 教授表示,在不久的将来,我们可以从癌症患者体内取出肿瘤细胞并将其转化为TR-APCs,使其作为治疗性癌症疫苗。不仅如此,研究团队还有一个更大胆的想象——只需将特定的RNA注入患者体内,就能转化出足够多的TR-APCs来激活对抗癌症的免疫系统,而无需首先将细胞取出。这仿佛科幻小说一般,但这正是我们在的方向。
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