怎么躲避免疫系统?科学家用 DNA 条码标记癌细胞找线索

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免疫疗法在癌症治疗上已展现了许多潜力,但有时患者癌细胞会逐渐进化到能超越免疫系统防御力。在被称为免疫编辑(immunoediting)的这一过程中,即使大量癌细胞在和免疫细胞的相互作用中遭到破坏,一些未被发现的癌细胞仍能持续生长并扩散。

运用 DNA 条码技术(DNA barcoding),澳洲加文医学研究所(Garvan Institute of Medical Research)团队得以持续追踪癌细胞在免疫编辑过程间的变化,并对癌细胞躲避免疫系统的两种手段有了更深入了解,随着研究持续,未来或有望进一步改善免疫疗法。

靶向肿瘤高酸性环境,新药物传输系统有望促进免疫疗法成效(基因线上国际版)

癌细胞如何胜过免疫系统?

为了确定是否有内在机制帮助癌细胞逃避免疫系统,加文医学研究所团队运用 DNA 条码标记小鼠乳腺癌细胞,持续追踪肿瘤细胞的复制过程。由于序列会从一代细胞传递到下一代,研究人员得以追踪肿瘤细胞随时间的转变,追溯那些更具攻击性、抗性的细胞的来源,探索癌细胞耐药性的出处,究竟是预先存在还是适应发展而成。

研究人员发现,免疫疗法显著增强了免疫编辑,但预先存在的耐药性也是癌症复发的原因,即使早在治疗之前,癌细胞就已呈现多样化型态,也就是说其中一些细胞先天就具有逃避免疫系统的能力。癌细胞似乎透过并行两种机制来达成这一点:其一是抑制杀手 T 细胞(killer T-cells)的作用,其二则是减少细胞上 MHC1 的表达,阻碍免疫系统标记肿瘤细胞来破坏的过程。

当免疫系统启动,多数肿瘤细胞会消失,但仍有一小部分会持续生长和扩张,促使肿瘤不断进化并持续多样化,加文癌症动态细胞生态系统项目实验室负责人 Alex Swarbrick 形容,免疫系统或化疗等治疗手段就像修剪一棵树,“癌细胞消灭了,但剩下的树枝仍旧持续生长。”

了解无反应癌症中癌细胞如何逃脱是未来关键

免疫疗法的目的是为了克服癌细胞的一些免疫逃避途径,让免疫系统能发挥原先防御功能,然而以目前来说,尽管免疫检查点抑制剂可有效活化一些癌症类型的肿瘤免疫,但包含乳腺癌在内,许多实体癌都对相关疗程不起反应,了解这些无反应癌症中癌细胞是如何逃避免疫系统,将能进一步改善免疫治疗设计,找出免疫治疗耐药性的途径。

研究人员认为,这项研究中发现的逃避机制将可用作治疗的潜在靶点,来阻止肿瘤细胞适应和扩散,研究人员也可以从细胞观察中预测哪些患者可能对免疫疗法没有反应。研究人员还研究了细胞的遗传学,但没有发现相关基因,这表明表观遗传学(epigenetics)可能在起作用。

延伸阅读:抗癌利器!新疗法能让免疫系统“看见”KRAS 突变

参考资料:

  1. Nature Communications, 2022, https://doi.org/10.1038/s41467-022-34041-x
  2. https://www.garvan.org.au/news-events/news/dna-barcoding-reveals-cancer-cells2019-ability-to-evade-the-immune-system

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