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Your Good Partner in Biology Research

改造人體免疫系統來對抗癌癥

日期:2016-01-25 09:05:09

 最近,科學家證實了一種新的方式,重新設計身體的免疫系統來攻擊腫瘤,從而為新一代的藥物開發鋪平了道路,在藥物安全性和有效性上都是前所未有的。

 

來自英國卡蒂夫大學的研究人員,使用強大的X射線技術,設計了一種增強的白細胞類型,稱為T細胞,能夠靶定癌組織,同時盡量減少與健康組織接觸——這對接受這種實驗性治療的患者來說,是致命的。

 

利用T細胞靶定腫瘤,是一個不斷增長的治療領域。然而,由于它們會攻擊自身組織,所以它們的抗癌潛力是有限的。對于試圖靶定癌癥細胞(它們往往來自于健康細胞)的研究人員來說,這是一個主要的障礙。

 

為了克服這個問題,科學家們利用一種增強的、改進的T細胞受體(TCR)——T細胞表面上的一個分子,就像高度敏感的指尖,來探查身體以尋找疾病的跡象。這種方法目前被用于范圍廣泛的癌癥靶點,但對試驗參與者仍有潛在的危險。

 

2013年,紐約一項癌癥免疫治療的1期臨床試驗,已經暫停招募患者,因為有兩名接受改良TCR的患者死亡,這會給他們的心臟組織產生致命傷害。卡蒂夫大學醫學院的科學家,已經能夠解釋“為什么實驗性治療會引起這些死亡”。他們的研究結果發表在113日的《Scientific Reports》。

 

使用Diamond Light Source——英國的同步加速器科學設施,該研究小組使用比太陽亮100億倍的強光,來揭示這些悲劇是如何發生的。利用一種被稱為X射線晶體學的技術——用來解決DNA結構的相同技術,他們展示了一種改進的TCR(旨在靶定腫瘤抗原)如何開始錯誤地攻擊心臟組織。同步加速器使得研究小組能夠可視化所設計的TCR與癌癥和心臟組織標記物之間的相互作用,發現在原子水平上它們的形狀都是相似的,從而使得T細胞很難區分它們。

 

本文資深作者、卡蒂夫大學醫學院的David Cole博士說:“這一發現在許多方面都是有意義的。首先,X射線晶體技術收集到的圖像,使我們能夠直接設計改良的TCR,以顯著減少其與健康組織的接觸,這是更安全的、更有效的新一代抗癌藥物的一個概念證明。其次,這項研究闡述了在其他疾病中(如1型糖尿病、多發性硬化癥和類風濕性關節炎),T細胞如何可能對健康組織產生不必要的損傷。此外,數據在分子水平上解釋了‘為什么2例患者在接受新的癌癥治療后遭受了心血管損害,以及在未來如何避免這種情況的發生’。”

 

本文第一作者、卡蒂夫大學醫學院的Pierre Rizkallah說:“這些新發現的關鍵在于,能夠在原子水平上可視化,TCR如何“看到”不同的標記,是在癌細胞還是在健康細胞上表達。這是在蛋白質規模上進行的藥物設計,X-射線衍射真正是獲得這些結果的一種無與倫比的工具。”

 

來自美國圣母大學的Brian Baker教授說:“作為一種新的突破性療法來對抗癌癥,修飾性T細胞正在產生巨大的興趣。然而,關于這些修飾細胞潛在的副作用,仍有許多要了解的地方。Cole醫生和他的同事們進行的新研究,代表了非常重要的一步,闡明了在未來會產生什么樣的意外副作用,從而提高了癌癥免疫治療的安全性和有效性。”

 

在之前,生物通也報道過兩項這方面的研究進展,20149月,路易斯安娜大學LSU的研究團隊在《Immunity》發表的一項研究中,通過解放免疫系統來對抗癌癥。他們發現,Chop能夠調控這些細胞在腫瘤中的活性和累積。當他們去除Chop時,免疫系統的T細胞對癌細胞展開了有效的攻擊。20154月在《PNAS》發表的一項研究中,來自瑞士洛桑大學腫瘤學系的一組研究人員,通過對多位黑素瘤患者樣品的分析,發現了一種重要的抗癌藥:Ipilimumab,能通過調控調節性T細胞的作用發揮抗癌作用,這將有助于科學家們深入了解癌癥與免疫系統之間的關系,也有助于未來癌癥免疫療法的研發。

 


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