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癌細胞竟然會偷襲T細胞指揮部!科學家找到反製辦法

2018年8月,我們曾報導華人科學家發現腫瘤能通過外泌體釋放PD-L1,猖狂地壓製全身免疫系統,造成患者免疫力低下。不過,它們猖狂到頭了,科學家已經找到對付腫瘤外泌體的辦法。

最近,加州大學舊金山分校的Robert Blelloch教授團隊發現,腫瘤分泌的外泌體可能進入腫瘤引流淋巴結和脾臟中,抑製免疫細胞。他們還發現,抑製腫瘤外泌體的形成和釋放,能消除多種腫瘤對PD-L1抑製劑的耐藥性,並讓免疫系統形成對該腫瘤的長期免疫記憶,使其充當了腫瘤疫苗。

此外,該研究還指出,在某些癌症中,將腫瘤組織中的PD-L1表達水準作為預測免疫治療效果的標誌物,是不準確的,而血液中的PD-L1水準也應當是一個需要考慮的因素。相關研究發表在頂級期刊《細胞》上,論文的第一作者是Mauro Poggio博士和Tianyi Hu博士[1]。

Robert Blelloch教授

從論文來看,Robert團隊應當是在2018年那篇《自然》論文發表之前,就獨立發現了腫瘤通過外泌體釋放PD-L1壓製全身免疫系統的現象,所以這篇文章將從發現之初開始講起。

PD-(L)1抑製劑開啟了癌症免疫治療的新時代,但是其局限也同樣為大家所熟知,那就是只有一小部分人(10%-30%)能從該療法中獲益[2]。為了解決這個問題,在進行免疫治療前,人們通常會先對患者腫瘤組織的PD-L1表達水準進行檢測,以便找出可能對免疫治療獲益的患者。

從原理上看,這個辦法是行得通的,癌細胞利用PD-L1蛋白抑製免疫系統,那麼PD-L1表達水準更高的腫瘤也應該更能響應免疫治療,這在很多臨床研究中也得到了證實。

不過,Robert團隊在研究攝護腺癌時,卻發現了令人捉摸不透的現象。研究人員對癌細胞PD-L1的轉錄水準和蛋白水準進行檢測發現,攝護腺癌細胞PD-L1的mRNA水準足足是黑色素瘤細胞的15倍,經過一系列對mRNA翻譯率的檢測,研究者認為,相比黑色素瘤細胞,攝護腺癌細胞應當是生產了更多的PD-L1蛋白的。

可奇怪的是,這兩種癌細胞表面的PD-L1蛋白水準卻是相當的。更奇怪的是,黑色素瘤能很好地響應PD-L1抑製劑,而攝護腺癌卻不行[3]。

攝護腺癌細胞的PD-L1mRNA的水準要高得多

Robert團隊開始尋找攝護腺癌細胞生產的巨量PD-L1蛋白的去處。 既然蛋白已經產生了,那它肯定不可能憑空消失。他們先是檢測了細胞內的蛋白降解系統,並沒有發現PD-L1被降解的線索。

那這些PD-L1蛋白到底去哪兒了呢?既不在細胞內,又沒有被降解,那只能是被分泌到細胞外了。

於是,研究人員檢測了攝護腺癌細胞的胞外囊泡,終於找到了消失的PD-L1蛋白的蹤跡。並且發現,這些PD-L1蛋白都是通過外泌體被釋放的(外泌體是胞外囊泡的一種)。

攝護腺癌細胞釋放含PD-L1蛋白的外泌體

腫瘤細胞通過外泌體釋放PD-L1,自然不是為了乾好事。

研究人員發現,這些外泌體中的PD-L1蛋白,在體外能夠抑製T細胞的活化。他們在小鼠中也發現,這些外泌體在腫瘤引流淋巴結,這個免疫細胞阻擊腫瘤細胞轉移的前沿陣地,抑製T細胞的活化和增殖,推動腫瘤的進展。此外,脾臟中的免疫細胞也受到了影響。

發現了問題,就可能找到解決問題的辦法。既然含PD-L1的外泌體對腫瘤的進展至關重要,那麼外泌體也可能是其弱點。

外泌體的產生需要很多蛋白的幫助,包括一個叫NSMASE2的酶,負責的外泌體生成,和一個叫RAB27A的酶,參與外泌體的分泌過程[4,5]。

研究人員通過CRISPR技術,將攝護腺癌細胞的NSMASE2、RAB27A或者PD-L1基因分別敲除,檢測發現,這些癌細胞的增殖能力都沒有受到影響,只是PD-L1或者外泌體被消除了。

將這些癌細胞注射到模型小鼠中,以正常的攝護腺癌細胞作為對照。檢測發現,對照組小鼠出現了明顯的腫瘤生長。而PD-L1缺失或者不能分泌外泌體的癌細胞,並不能在小鼠中形成腫瘤,並且長期生存率遠強於對照組。

以上實驗說明,外泌體對攝護腺癌的發展是至關重要的,而之前發現的攝護腺癌對PD-L1抑製劑的抗性,可能可以通過抑製外泌體來解決。

敲除外泌體能抑製攝護腺癌的發展

不僅如此,當對這些曾經接種過缺陷癌細胞的小鼠,再注射正常癌細胞時,發現其也不能在小鼠體內形成腫瘤了,小鼠形成了全身性的免疫記憶,這些失去外泌體的癌細胞充當了腫瘤疫苗!

而這個發現的意義不止局限於攝護腺癌,之前的研究發現,結直腸癌只能對PD-L1抑製劑有部分響應,研究人員推測外泌體在其中發揮了抗藥作用。

於是,他們將癌細胞的外泌體分泌能力消除後,再用PD-L1抑製劑進行治療,發現明顯提升了用PD-L1抑製劑治療的效果,部分解除了腫瘤的耐藥性。當然,在結直腸癌中,敲除外泌體的作用不如攝護腺癌好。

消除腫瘤細胞的外泌體,能增強PD-L1抑製劑的治療效果

這項研究在多種腫瘤中證明,腫瘤會釋放外泌體壓製全身的免疫系統,促進腫瘤的進展,印證了之前的研究,並將指導人們繼續探索其他類型的腫瘤,是否也能通過外泌體的釋放來壓製免疫系統。

並且,他們還找到了剋製腫瘤分泌外泌體能力的靶點,證實抑製該靶點可以抑製外泌體的形成,克服PD-L1抑製劑的耐藥性,並且還有助於機體形成腫瘤免疫記憶,這為提升免疫治療效果開闢了新的道路。

此外,這個研究還指出,目前通過檢測腫瘤組織PD-L1蛋白水準的方法,並不能作為準確的免疫治療標誌物,還需要考慮血液外泌體中PD-L1的水準,至少在攝護腺癌中是這樣。


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