地球与环境 2022-01-23 08:09

剑桥,MA -免疫疗法是一种很有前途的治疗癌症的策略,通过刺激身体自身的免疫系统来摧毁肿瘤细胞,但它只对少数癌症有效。麻省理工学院的研究人员现在发现了一种启动免疫系统攻击肿瘤的新方法,他们希望这种方法可以让免疫疗法用于治疗更多类型的癌症。

他们的新方法包括从体内取出肿瘤细胞,用化疗药物对它们进行治疗,然后将它们放回肿瘤中。当与激活T细胞的药物一起传递时,这些受伤的癌细胞似乎会作为一种压力信号,刺激T细胞行动。

“当你创造出DNA受损但没有被杀死的细胞时,在特定条件下,这些活的、受伤的细胞会发出信号,唤醒免疫系统。”David H. Koch科学教授Michael Yaffe说,他是麻省理工学院精确癌症医学中心的主任,也是麻省理工学院综合癌症研究科赫研究所的成员。

在小鼠研究中,研究人员发现,这种治疗可以完全消除近一半小鼠的肿瘤。

亚菲和安德伍德-普雷斯科特教授达雷尔·欧文被任命为麻省理工学院生物工程和材料科学与工程学系的教授,同时也是科赫研究所的副主任,他们是这项研究的资深作者,该研究发表在今天的《科学信号》上。MIT博士后Ganapathy Sriram和21岁的Lauren Milling博士是这篇论文的主要作者。

T细胞激活

目前用于癌症免疫治疗的一种药物是检查点封锁抑制剂,它可以阻止T细胞“耗尽”,无法攻击肿瘤。这些药物在治疗几种类型的癌症上取得了成功,但对许多其他类型的癌症无效。

Yaffe和他的同事开始尝试通过将这些药物与细胞毒性化疗药物结合来改善这些药物的性能,希望化疗药物能够帮助刺激免疫系统杀死肿瘤细胞。这种方法是基于一种被称为免疫原性细胞死亡的现象,即死亡或即将死亡的肿瘤细胞发出信号,吸引免疫系统的注意。

一些结合化疗和免疫治疗药物的临床试验正在进行中,但是到目前为止还不知道结合这两种治疗的最佳方法。

麻省理工学院的研究小组首先用几种不同剂量的化疗药物治疗癌细胞。治疗24小时后,研究人员在每个培养皿中添加树突细胞,24小时后添加T细胞。然后,他们测量T细胞杀死癌细胞的能力。令他们惊讶的是,他们发现大多数化疗药物并没有多大帮助。而那些确实有帮助的药物似乎在低剂量下效果最好,而且不会杀死很多细胞。

研究人员后来意识到为什么会这样:刺激免疫系统的不是死亡的肿瘤细胞;相反,关键因素是被化疗损伤但仍存活的细胞。

“这描述了癌症治疗中免疫原性细胞损伤而非免疫原性细胞死亡的新概念,”Yaffe说。“我们证明,如果你在培养皿中处理肿瘤细胞,当你将它们直接注射回肿瘤,并使用检查点封锁抑制剂,活的、受伤的细胞是那些重新唤醒免疫系统的细胞。”

对这种方法效果最好的药物是那些会导致DNA损伤的药物。研究人员发现,当肿瘤细胞发生DNA损伤时,它会激活对压力作出反应的细胞通路。这些途径发出痛苦信号,刺激T细胞行动起来,不仅摧毁那些受伤的细胞,而且摧毁附近的任何肿瘤细胞。

“我们的发现完全符合细胞内的‘危险信号’可以与免疫系统对话的概念,这一理论是由美国国立卫生研究院的Polly Matzinger在20世纪90年代首创的,尽管还没有被普遍接受,”Yaffe说。

肿瘤消除

在对患有黑色素瘤和乳房肿瘤的老鼠的研究中,研究人员表明,这种疗法完全消除了40%的老鼠的肿瘤。此外,当研究人员几个月后将癌细胞注射到这些老鼠体内时,它们的T细胞认出了它们,并在它们形成新的肿瘤之前将它们消灭。

研究人员还尝试将破坏dna的药物直接注射到肿瘤中,而不是治疗体外细胞,但他们发现这是无效的,因为化疗药物也会伤害肿瘤附近的T细胞和其他免疫细胞。此外,注射没有检查点阻断抑制剂的受伤细胞效果甚微。

亚菲说:“你必须拿出一些能起到免疫刺激作用的东西,但同时你也必须释放免疫细胞上已经存在的阻碍。”

Yaffe希望在肿瘤对免疫疗法没有反应的患者身上测试这种方法,但首先需要更多的研究,以确定哪种药物和哪种剂量对不同类型的肿瘤最有益。研究人员还进一步研究了受伤的肿瘤细胞是如何刺激如此强烈的T细胞反应的细节。