免疫细胞当“黑客”治疗癌症

CAR-T细胞攻击癌细胞。图片来源：Science

科学家发现，精心设计的免疫细胞不仅可以识别癌细胞，还可以逃脱肿瘤抵御攻击的防御系统。两篇相关论文12月15日发表于《科学》。

这两项研究建立在CAR-T癌症疗法成功的基础上。该疗法利用基因编辑的T细胞寻找并标记肿瘤最终加以破坏。尽管这种疗法能缓解疾病，但迄今仅对少数癌症有效，且并非对所有人有效。

为了增强CAR-T疗法的威力，研究人员进一步对细胞进行改造，使其含有“开关”，可以控制细胞何时何地活动。“黑客”细胞会产生一种刺激T细胞的蛋白质，以抵消肿瘤经常释放的免疫抑制信号。

美国国家癌症研究所系统免疫学家Grégoire Altan Bonnet表示，这两项研究都是T细胞工程领域的一个方向，并强调了研究人员推动CAR-T细胞治疗的希望。

“我们知道很多部件，现在能够将它们组合在一起进行探索了。如果设计得好，我们真的可以消灭肿瘤。”Bonnet说。

T细胞通常会在体内“巡视”，寻找细胞表面显示的外来蛋白质。例如，这些细胞可能感染了病毒，或者可能是产生异常癌症相关蛋白的肿瘤细胞。而“杀手”T细胞可以摧毁异常细胞。

CAR-T疗法涉及对癌症患者的T细胞进行基因工程改造。目前，该方法已经被批准用于治疗一些白血病、淋巴瘤和骨髓瘤等患者。但研究人员一直在寻求使治疗更安全、更有效的方法，并将其应用范围扩大到其他疾病。

在其中一项新研究中，波士顿大学合成生物学家Ahmad Khalil和同事将一个由11个DNA序列组成的复杂系统连接到CAR-T细胞中，由此产生的基因回路“开关”可以被已经批准的药物控制。

这使得研究人员能够控制被“黑客”攻击的T细胞何时何地活跃，以让它们产生一种名为IL-2的蛋白质，这种蛋白质可以刺激免疫反应。

由加州大学旧金山分校合成生物学家Wendell Lim领导的另一组研究人员则对CAR-T细胞进行编辑，使其仅在基因编辑的T细胞遇到癌细胞时才产生IL-2。

该团队发现，当IL-2经由与识别癌细胞不同的途径被激活时，其在对抗胰腺癌小鼠的肿瘤方面最为有效。这一细节可能有助于形成未来的治疗方法。

纪念斯隆-凯特琳癌症中心肿瘤免疫学家Andrea Schietinger表示，这两种方法在制定针对实体肿瘤的CAR-T疗法时都特别有用。

实体肿瘤对CAR-T方法提出了一个特别的挑战，因为基因编辑细胞很难渗透到肿瘤中，一旦进入肿瘤，就会被癌细胞用来抑制免疫反应的信号所阻断。

“这些基因编辑的T细胞克服了这一障碍。”Schietinger说，“它们找到了进入的途径，一旦进入，就在正确的空间和时间获得信号，从而真正有效地杀死癌细胞。”

相关论文信息：

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

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