Nature:华人学者发现肿瘤血管和免疫系统交流机制, 有望改善免疫疗法
癌症治疗的思路有很多种。有的旨在通过影响滋养肿瘤的血管来阻止其生长,而有的则通过作用于免疫系统以消除肿瘤。最近,贝勒医学院的科学家们发现,肿瘤血管生成和免疫系统之间存在相互影响,而这可能在癌症治疗中具有重要意义。他们的研究成果发表在近期的《自然》杂志上。
“肿瘤‘成功’的特征之一就是其触发新血管形成的能力,这些血管为生长中的癌细胞团提供氧气和营养物质,”文章通讯作者Xiang Zhang教授说道:“旨在阻断新血管生成以让肿瘤‘忍饥挨饿’的疗法可能会延缓其生长,但也可能带来不良后果,包括肿瘤进展和抗药性产生。” 为了更好地理解这一看似的矛盾,研究者们仔细地研究了乳腺癌的肿瘤微环境。
“我们正努力更全面地认识乳腺癌肿瘤的微环境,”Xiang Zhang教授说道:“肿瘤微环境包括癌细胞和其他被招募至肿瘤并助其生长的其他类型细胞。科学家们将这些细胞分成多个亚群,并分开研究。我们认为,为了更全面地了解整个肿瘤微环境,必须将其所有类型的细胞放在一起研究。我们了采取这样的思路,首次发现了肿瘤血管和免疫系统之间的联系。”
尽管肿瘤拥有丰富的血管,但由于其结构和功能的异常,肿瘤血管的功能并不佳。它们不能向肿瘤运送足够的血液,限制了氧气和营养物质的供应,从而产生不利的微环境,促使某些癌细胞通过血管间隙逃逸,并转移至其他部位。异常的肿瘤血管也可能干扰抗肿瘤免疫细胞和药物的作用。
最近,将肿瘤血管的功能和结构恢复正常,即血管正常化(vessel normalization),被认为是有望改善肿瘤血管阻断疗法的有效策略。血管正常化可能会阻止肿瘤的进展和转移,并改善对免疫疗法、化疗和放疗的效果。然而,关于肿瘤微环境如何会影响到血管正常化,人们知之甚少。
Xiang Zhang教授的团队发现,CD4阳性T细胞可以促进血管正常化的过程,而在当中最主要的就是能够分泌γ-干扰素的一型辅助T细胞(Th1 cell)。
生物信息学分析显示,涉及到血管正常化和免疫激活(尤其是T细胞浸润和活化有关)的基因表达水平之间存在着显著的正相关。不仅如此,这两个过程之间似乎存在着相互调控。小鼠实验显示,如果将CD4阳性T细胞去除或去活,肿瘤血管的正常化就会被抑制;如果通过免疫检查点阻断将CD4阳性T细胞激活,肿瘤血管正常化则会得到促进。此外,打乱肿瘤血管正常化的进程也会阻止T细胞浸润。
“肿瘤血管阻断疗法和免疫疗法均已在临床中取得了不同程度的成功,”Xiang Zhang教授说:“例如,免疫疗法在黑色素瘤和肺癌的治疗中已经有了成功案例,这些癌症的侵袭性都非常强,且在这之前均无法得到有效治疗。然而,仍然有许多患者对此没有反应。同样地,从肿瘤血管阻断疗法的结果来看,许多尝试没有如预期的那样取得成功,而且我们还没有理解为这其中的原因。”
这一研究人员的结果表明,癌症治疗不仅应考虑肿瘤微环境中免疫细胞的存在及其活性,还应考虑肿瘤的血管结构,因为这会影响到肿瘤对免疫疗法是否有反应。
“我们的研究结果表明,针对血管生成的抗癌疗法很可能影响机体的抗肿瘤免疫反应,反之亦然。因此,通过结合这两种疗法,我们可能会取得更好的疗效,”Xiang Zhang教授说:“然而,我们离实际的临床解决方案还有相当的距离。我们希望,我们的工作将为那些联合这两种不同疗法的研究者提供一些理论依据,用于生物标志物和治疗策略的研究。”
(来源 学术经纬)
