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團結一致:當免疫細胞攜手合作時,癌症治療更為有效

一種藉由不同免疫細胞之間相互溝通的新型免疫療法,可能為癌症和自身免疫性疾病帶來新希望。

 

欲於戰場上贏得勝利,需要擁有精確的情報和堅定的士兵。遺憾的是,當戰場轉移到對抗癌症時,雖然情報提供者(樹突細胞)能活躍地提供精確的目標,免疫系統的戰士(T細胞)卻會迅速地失去殺傷力並變得疲憊不堪。這成為利用具有巨大潛力的人體自身免疫系統對抗癌症的免疫療法尚未完全實現的原因之一。

 

以色列魏茲曼科學研究院的研究人員在期刊《細胞》上發表了一種新開發的抗體,該抗體連接了T細胞與樹突細胞,對癌細胞生長具備強大的免疫反應。該研究為免疫療法開拓了一條新途徑:發展出能將免疫系統中的各類型細胞串連起來、創建一支強大戰鬥團隊、同心協力對抗癌症和其他疾病的治療方法。

 

最知名免疫療法之一是阻斷PD-1的抗體。PD-1是一種位於T細胞表面的「檢查點」調控受體。當此受體在T細胞中表現時,腫瘤環境中普遍存在的一種蛋白質可以與其結合並將T細胞轉化為疲憊的狀態。PD-1抗體阻止該蛋白質與T細胞結合並抑制它們,使得T細胞能夠繼續對抗癌症。可惜許多癌症患者對此治療無效,而許多其他患者則是有效治療的時間很短。

 

為了開發更有效的免疫療法,魏茲曼系統免疫學系的Rony Dahan博士和Ido Amit教授實驗室的研究人員首先對現有治療方法為何僅具有很短的效期進行研究。為了回答這個問題,他們從接受PD-1抗體治療的兩個癌症小鼠模型中對T細胞取樣。「使用單細胞DNA定序技術和大數據演算法等先進技術,我們檢查了近130,000個T细胞,其中一些對治療有反應,一些則沒有」,Amit解釋道,「令人驚訝的是,對治療有反應的T細胞組表現了一種與稀有的樹突細胞互動的基因。」

 

樹突細胞透過吞噬惡性細胞的分子的方式收集情報,隨後將分析的結果呈現給T細胞,警告它們有關癌細胞生長的情況並促使它們採取行動。PD-1抗體被認為有助於激發對抗癌細胞生長的T細胞,但是當研究人員檢查缺乏樹突細胞的小鼠癌症模型時,他們發現抗體治療完全失去了效力。換句話說,他們揭露出樹突細胞對於激發和增殖特定對抗癌症的T細胞是至關重要的,能夠決定整體治療是否能夠成功。

 

這些發現揭開了現有治療的一個關鍵弱點:在大多數癌細胞生長和目前正在接受PD-1抗體治療的大多數患者中,相關的樹突細胞群非常罕見。在這樣的條件下,樹突細胞與激發的T細胞間的相互作用便很少發生。這個新發現為設計新的BiCE抗體(Bispecific DC-T Cell Engager, 雙特異性DC-T細胞促活劑)的基因工程帶來的契機,該抗體被設計成兩個臂,分別連接兩種不同類型的細胞:一臂如同現有的治療方法一樣,與T細胞結合以抑制PD-1受體;另一臂招募罕見、卻對激發T細胞至關重要的樹突細胞。這種新治療的開發由Dahan博士實驗室的博士生Yuval Shapir Itai和Amit教授實驗室的學生Oren Barboy主導。

 

研究人員創造了他們的抗體後,研究其作用機制。當他們使用螢光標記抗體和已接受新治療的皮膚癌小鼠的免疫細胞時,他們能夠觀察到抗體如何將T細胞與樹突細胞物理連接,並在癌細胞生長的周圍與附近淋巴結的周圍增加這樣的細胞連結數量。他們還發現,抗體所創建的細胞連結組是相當活躍的,並且觸發了對抗癌細胞生長的免疫反應。除此之外,在治療後靠近癌細胞生長的樹突細胞會移動到淋巴結並與那裡的T細胞連接,分享情報並激發它們。

 

為無法治療的疾病帶來了新希望

 

這種新治療的有效性在幾種癌症小鼠模型中進行了測試,包括侵襲性的乳腺癌、肺癌和皮膚癌。與現有治療相比,使用新抗體治療顯著降低了皮膚和肺癌的生長速率。不過對現有治療不起作用的乳腺腫瘤也未對新抗體產生反應。研究人員認為,這是因為這些腫瘤周圍活躍的樹突細胞數量非常稀少。因此他們試圖將新抗體與一種增強腫瘤周圍活躍樹突細胞活性的現有治療方法結合,發現這種組合治療比現有的方法更為有效。這證明了即使面對以往未對免疫療法產生反應的癌症中,T細胞和活躍的樹突細胞之間的協同作用也能產生強大對抗腫瘤的免疫反應。

 

該研究的下一階段是確認除了對原發性癌症生長產生強大的免疫反應之外,新抗體是否也能防止疾病復發。許多癌症患者常常面臨即使原發癌細胞已被切除並且治療任何已知的轉移病灶,也依然會出現疾病復發的窘境。造成復發的主要原因在於疾病的微小殘餘部分逃過檢測,並於稍後開始發展,導致腫瘤復發。與現有治療不同,BiCE在切除原發性腫瘤後,被發現能夠有效阻止肺部轉移的發展。這可能是表明該抗體能在整個身體中創建全面免疫反應的證據,且在治療後它會留下關於如何識別癌症的記憶,並做出相應反應的免疫細胞。

 

Yeda是魏茲曼研究院中,專門負責將研發成果產業化的技轉公司。該公司已經針對此成果提交專利申請,並致力開發魏茲曼抗體的創新治療。「我們提出了一種新的方法,將重點放在免疫療法的系統觀點上」,Dahan博士說。「我們不僅僅是開闢出一條新的道路,而是設計了一種抗體,這種抗體能夠作為我們任意選擇的免疫細胞之間的通訊平台。這項發展不僅能夠幫助需要激發免疫系統以對抗癌症的患者,而且也為患有其他疾病(如自體免疫性疾病)的患者帶來了希望,在這些疾病中,患者需要抑制對自己身體的免疫反應。目前雖然有方法可以全面抑制免疫系統,但我們的新方法使得抑制或激發特定免疫反應成為可能,而無需承擔抑制或廣泛激發整體免疫系統所伴隨的危險後果。

 

詳細研究參與人員名單經費來源以及更詳細的內容請參考資料來源。

 

資料來源:

https://wis-wander.weizmann.ac.il/life-sciences/standing-united-when-immune-cells-join-forces-cancer-therapy-more-effective

更新日期 : 2024/02/26