免疫細胞當“駭客”治療癌症

科學家發現,精心設計的免疫細胞不僅可以識別癌細胞,還可以逃脫腫瘤抵禦攻擊的防禦系統。兩篇相關論文12月15日發表於《科學》。這兩項研究建立在CAR-T癌症療法成功的基礎上。該療法利用基因編輯的T細胞尋找並標記腫瘤最終加以破壞。儘管這種療法能緩解疾病,但迄今僅對少數癌症有效,且並非對所有人有效。為了增強CAR-T療法的威力,研究人員進一步對細胞進行改造,使其含有“開關”,可以控制細胞何時何地活動。“駭客”細胞會產生一種刺激T細胞的蛋白質,以抵消腫瘤經常釋放的免疫抑制信號。

美國國家癌症研究所系統免疫學家Grégoire Altan Bonnet表示,這兩項研究都是T細胞工程領域的一個方向,並強調了研究人員推動CAR-T細胞治療的希望。“我們知道很多部件,現在能夠將它們組合在一起進行探索了。如果設計得好,我們真的可以消滅腫瘤。”Bonnet說。T細胞通常會在體內“巡視”,尋找細胞表面顯示的外來蛋白質。例如,這些細胞可能感染了病毒,或者可能是產生異常癌症相關蛋白的腫瘤細胞。而“殺手”T細胞可以摧毀異常細胞。CAR-T療法涉及對癌症患者的T細胞進行基因工程改造。目前,該方法已經被批准用於治療一些白血病、淋巴瘤和骨髓瘤等患者。但研究人員一直在尋求使治療更安全、更有效的方法,並將其應用範圍擴大到其他疾病。

在其中一項新研究中,波士頓大學合成生物學家Ahmad Khalil和同事將一個由11個DNA序列組成的複雜系統連接到CAR-T細胞中,由此產生的基因回路“開關”可以被已經批准的藥物控制。這使得研究人員能夠控制被“駭客”攻擊的T細胞何時何地活躍,以讓它們產生一種名為IL-2的蛋白質,這種蛋白質可以刺激免疫反應。

由加州大學三藩市分校合成生物學家Wendell Lim領導的另一組研究人員則對CAR-T細胞進行編輯,使其僅在基因編輯的T細胞遇到癌細胞時才產生IL-2。該團隊發現,當IL-2經由與識別癌細胞不同的途徑被啟動時,其在對抗胰腺癌小鼠的腫瘤方面最為有效。這一細節可能有助於形成未來的治療方法。紀念斯隆-凱特琳癌症中心腫瘤免疫學家Andrea Schietinger表示,這兩種方法在制定針對實體腫瘤的CAR-T療法時都特別有用。實體腫瘤對CAR-T方法提出了一個特別的挑戰,因為基因編輯細胞很難滲透到腫瘤中,一旦進入腫瘤,就會被癌細胞用來抑制免疫反應的信號所阻斷。“這些基因編輯的T細胞克服了這一障礙。”Schietinger說,“它們找到了進入的途徑,一旦進入,就在正確的空間和時間獲得信號,從而真正有效地殺死癌細胞。

參考文獻出處:

https://doi.org/10.1126/science.ade0156

https://doi.org/10.1126/science.aba1624