来源于健康人的免疫细胞有望成为癌症免疫治疗的新手段。本疗法可以杀死癌症细胞而不破坏周围细胞。希望能永远根除癌症。
不幸的是,目前的癌症疫苗并不能达到治愈。“疫苗通过刺激病人自身的免疫系统攻击肿瘤。尽管在过去的几十年中,全世界的研究者作出了巨大的努力,但收效甚微,”奥斯陆大学免疫学院的JohannaOlweus教授如此评论。她和她的研究团队一起,发现了一种利用免疫系统攻击癌症的全新方法。
“我们发现了一个几乎无人注意的小细节。为了达到有效的治疗,免疫系统必须强烈地反应。而患者自身的免疫系统却很难做到。”
让疫苗利用来自健康人的强烈的免疫反应,而非制造增强患者自身免疫系统的疫苗。“我们的研究表明健康的免疫细胞可以非常有效地攻击和杀灭癌症细胞。”自身的免疫细胞对癌症的抵抗力差。
癌症疫苗
为了理解这种新方法,首先必须理解制造一种抗癌疫苗为何如此困难。
传染病疫苗接种是医学历史上最伟大的进步之一。免疫系统认为病毒或细菌为危险的,外源性的。例如接种某种抗病毒疫苗时,就会有信息传递到步兵,T细胞,从而使其做好充分准备。之后再有病毒感染时,免疫系统可以迅速将其清除而不引起注意。
“然而我们却未能将这种技术成功地应用于癌症,”Olweus对研究杂志Apollon说。一旦癌症有了立足之地,它就可以和免疫系统相对和平地共处,虽然它也有可能引起免疫系统的强烈反应。Olweus认为和平共处可以从进化的角度解释。“人类的生存一直依赖于对抗感染的免疫系统。但和感染相反,癌症一般在人们生完孩子之后才发生,人类的生存延续并不依赖于免疫系统消灭癌症。”
免疫细胞自杀
免疫细胞仅将癌细胞识别为外源性的还不够,必须还认为其是有危险性的。不幸的是,由于癌细胞仅引起轻微的炎症,故无法给出足够的危险信号。而对于免疫系统作出反应来说,炎症是很重要的。
“只有当癌细胞是外源性且有些危险时,T细胞才会反应。当T细胞认为癌细胞不危险时,T细胞会自杀。这主要发生于本可以产生最有效反应的T细胞。”对此的解释是我们的免疫系统会阻止对自身组织的过度反应。过度反应可以造成自身免疫性疾病,如关节炎和多发性硬化。
仿佛这还不够,癌细胞还有一个恶劣的特性,即可以分泌抑制幸存T细胞的物质。
此外,目前多数疫苗的目的在于激发针对在癌细胞中多于正常细胞中的蛋白的免疫反应。而问题是:这些是通常不会被认为是外源性的正常蛋白,虽然它们可能特别大量地存在于癌细胞中。
困难的突变
一个癌细胞可以有几百种突变。突变是DNA链的改变。T细胞认为这些突变是外源性的。而问题是对于某种特定类型的癌症,很难找到所有患者中共同的突变。对于个体患者来说,癌细胞中的突变通常是特有的。因此很难知道要“瞄准”什么。
“然而,如果可以将许多‘微弱的’T细胞反应集中至大量的突变,可能也会有作用。这可能解释了为何在治疗黑色素瘤的试验中,移除了所有类型T细胞‘刹车’的抗体具有良好的效果。但这种治疗方式具有高度的危险性,因为免疫系统可能会‘失控’”。
来自健康人的免疫反应
如今两种类型的免疫治疗成为癌症标准治疗的一部分。它们基于在病人以外免疫反应。将免疫反应移入患者时,它可以独立于患者自身被削弱的免疫系统而发挥作用。这带来了许多成功的病例。
第一种治疗方式使用了通过给动物接种人类细胞而得到的治疗性抗体。这些抗体识别仅在某种细胞类型中存在的蛋白。这种疗法治疗淋巴瘤特别有效,虽然这些抗体也会杀灭某种叫做B细胞的健康免疫细胞。这些B细胞是免疫系统的重要组成部分。
第二种治疗方式是将健康人的骨髓移植到白血病或淋巴瘤的患者中。这种疗法极具挑战性,并且可能是患者生存的唯一希望。移植的骨髓包含了来源于捐献者的造血干细胞和健康的T细胞。
T细胞可以攻击癌细胞,在最好的情况下可以治愈患者。疾病严重地削弱了患者自身的T细胞,与此相反,来自捐献者的新的、健康的T细胞并未因长期暴露而“耐受”。
因此T细胞不会自杀。它们对外源性免疫细胞迅速反应。对此的解释是化疗和放疗激发了炎症和危险信号。“T细胞可以将癌细胞识别为外源性的并且是具有危险性的,并攻击它们。这种治疗是有效的,但也具有危险性,通常只用于60岁以下,身体状况好的患者。副反应很重。
在4个病例中有3例,外来的T细胞也攻击皮肤,肝脏和肠道中的正常细胞。最坏的情况下,患者可能死于这种治疗。”
可以消除不良反应
这就是研究杂志Apollon的主题:Olweus带领的研究组设法研究了一种方法,可以将理想的和非理想的效果区分开来。这些结果曾发表在大量国际认可的杂志上,如享有声望的《白血病》。
“我们的方法目前用于产生杀灭某种类型癌细胞的T细胞。”为了得到理想的T细胞,他们使用了来源于健康志愿者的细胞。这些T细胞以某种蛋白为目标。“然后我们就可以用已成功运用于抗体治疗中的原理。通过使这些T细胞识别某种细胞类型特有的蛋白部分,从而靶向攻击这种细胞类型。”然后T细胞会杀灭所有包含这种蛋白的细胞,无论其是健康的还是病态的。通常,T细胞不会和这些正常蛋白反应。
“我们之所以能得到将此种蛋白识别为外源性的T细胞,得益于我们的创新窍门:将T细胞和外源性组织类型分子相结合。在几乎所有的细胞中均有组织类型分子。它们位于表面并告知免疫系统细胞内的情况。因此免疫细胞,正如T细胞,可以接受到这样的信息:细胞内有异物,必须将其消灭。
若患者患一种叫做B细胞瘤的淋巴瘤,前列腺癌或卵巢癌,那么他需承受的是在治疗的同时健康细胞也会被杀灭。在没有B细胞的情况下前列腺或卵巢是很有可能继续存活的。
获奖的“寻的导弹”
然而,Olweus想走得更远。“T细胞与抗体或化疗杀灭癌细胞的方式是不同的。因此当抗体治疗或化疗都无效时,T细胞仍然可以非常有效。但所有涉及细胞的治疗都会消耗较多的资源。因此我们免疫治疗的另一个目标是利用T细胞受体作为‘寻的导弹’。”Olweus带领的小组发现了一种方法可以将编码“寻的导弹”的DNA分离出来并将其制作成水溶性的分子。这意味着这种疗法可以通过静脉给药。已经为其申请了专利,去年这种方法被奥斯陆大学创新公司Invent2和挪威东南部地区卫生局授予年度创新奖。
T细胞有潜能成为比抗体更加强有力的攻击武器。抗体治疗主要延长寿命。很少能治愈。“抗体有个很大的限制。它们只能识别细胞表面的蛋白。相反,T细胞还可以识别细胞内的蛋白。大多数蛋白仅存在于细胞内。新疗法的目标可以集中于细胞内对于癌细胞生存具有重要意义的蛋白。这将会成为癌症抗击战中的一项重要创新。
联合治疗
JohannaOlweus预期这种治疗会和抗体、化疗和放疗联合使用。
为了明确这种疗法攻击哪种蛋白,研究组发掘了来自成千上万患者的比较癌细胞中蛋白质集合的数据库。“如果在癌症起源的器官中某种蛋白的浓度很高,而在其他正常器官中几乎不存在,我们就可以将这种蛋白作为T细胞的目标。
根除癌症的希望
这种治疗可以解决当今癌症治疗中最大的一个问题—化疗和放疗后,少量的癌细胞继续在体内循环。“这种免疫治疗为破坏这些癌细胞提供了可能性,而不伤害周围的细胞。这很重要。我们希望未来癌症可以永远被根除,但我们必须一步步来。我们预计,对于对生存并非必需的器官如前列腺、卵巢和乳房的各种类型的癌症,这种疗法都可以为其量身定做。我们还可以预计,对于如今可以移植的器官如血液、肾脏和肝脏的癌症,这种疗法也有对抗作用。希望在几年内可以将我们的新疗法能在患者中试用。”JohannaOlweus说道。