免疫疗法为近年来最受瞩目的癌症治疗之一，不少无药可治的晚期癌症患者接受治疗而得到长期控制，甚至是康复。然而，临床上大约只有 20%-30% 的癌症患者适用免疫疗法，科学家普遍认为其主要原因是，复杂的肿瘤微环境（tumor microenvironment）抑制免疫 T 细胞的功能。
2016 年，美国国家癌症研究院癌症研究中心（The National Cancer Institute, NCI)癌症免疫专家Nicholas Restifo博士所率领的研究团队发现，死亡的癌细胞会释放高浓度的钾离子（K+），接着这些钾离子能让周围的 T 细胞丧失攻击癌细胞的能力，该研究刊登于《Nature》。
近日，该研究团队进一步的研究结果解决钾离子为何能够抑制T细胞活性的疑问。他们发现，当肿瘤微环境中的钾离子浓度过高，降低抗肿瘤 T 细胞对局部营养素的摄取和消耗，进而诱导了功能性热量限制的状态，随后出现饥饿反应，导致自噬作用、粒线体显性代谢、缺乏可用于组蛋白修饰和进行性分化所需的表观遗传重塑的可用辅助因子，以及细胞溶质乙酰辅酶 A（CoA）和甲硫胺酸中间体都被耗尽。简单来说，T 细胞代谢会受到严重影响，无法从周围环境里得到营养，进而处于营养不良的状态，自然无法有效抗击肿瘤。
他们也透过一种 T 细胞输入疗法（adoptive cell transfer therapy），即是从患者体内分离出肿瘤浸润免疫 T 细胞（tumor-infiltrating lymphocytes），在高浓度钾离子的体外环境中不断复制扩增，随后将 T 细胞军队输回患者体内，让它们直接对抗肿瘤，然后发现 T 细胞关键生物标记的表现明显升高，显示它们可能具有更强的疗效。
接着，他们进一步在小鼠模型中，证实该疗法的疗效。他们发现，与在正常钾离子生长的 T 细胞移植后的小鼠相比，在高浓度钾离子生长的 T 细胞移植后，能更多缩小鼠的原发性和转移性黑色素瘤。此外，没有接受任何 T 细胞输注的小鼠，不到 20 天就全部死亡；接受普通 T 细胞输注的小鼠虽然活得更久，但仍在治疗的30天后，其死亡率就接近 80 %。相比之下，已经在体外历经过钾离子浸润的 T 细胞，面对如此恶劣的肿瘤微环境，仍然展现出优异的治疗效果，30多天后，小鼠的存活率高达 100%。
最后，当他们使用特定药物来模拟钾离子对小鼠 T 细胞的影响时，能提高T细胞继续生长和消除肿瘤的能力。该药物可能被用于诱导 T 细胞的干细胞特性，作为增强癌症免疫疗法的策略。
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1. Science 29 Mar 2019: Vol. 363, Issue 6434, eaau0135
2. Science 29 Mar 2019: Vol. 363, Issue 6434, pp. 1395-1396. DOI: 10.1126/science.aaw8800
3. https://www.cancer.gov/news-events/press-releases/2019/stemness-potassium-immunotherapy
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