《細胞》子刊:癌細胞竟會劫持紅細胞的「祖宗」!第三軍醫大科學家發現,腫瘤會誘導紅系前體細胞向髓系分化,抑制免疫丨科學大發現

2022-07-13   奇點網

原標題:《細胞》子刊:癌細胞竟會劫持紅細胞的「祖宗」!第三軍醫大科學家發現,腫瘤會誘導紅系前體細胞向髓系分化,抑制免疫丨科學大發現

*僅供醫學專業人士閱讀參考

癌細胞之狡猾由來已久,它們不僅自己發展壯大,還會誘拐免疫細胞拉偏架,諸如巨噬細胞、抗原遞呈細胞和髓系抑制細胞(MDSC),都曾在癌細胞的誘惑下站在抗腫瘤免疫的對立面。

如今正火熱的免疫治療,其實仍然對很大一部分患者並不起效, 這些「倒戈叛徒」營造的免疫抑制性腫瘤微環境(TME)在其中扮演了關鍵角色

如今,我們又對癌細胞的詭計多端有了新的認識,原來它不僅對參與免疫的細胞們使小花招,竟然還能「誘惑」紅系細胞棄本職於不顧,搖身一變為髓系細胞,協助癌細胞逃避免疫!

近日,《癌細胞》雜誌發表了一篇有趣的論文[1], 研究發現 在癌細胞分泌的細胞因子作用下,紅系祖細胞會改變分化傾向,轉而成為免疫抑制性的髓系細胞,也就是紅系分化的髓系細胞(EDMC),從而促進腫瘤免疫逃避,通過EDMC能夠很好地預測免疫治療預後

此外,值得關注的是, EDMC的分化與癌症相關貧血誘導的紅細胞生成密不可分,這一方面預示貧血與免疫治療之間存在密切關聯,另一方面也提示針對EDMC分化過程的治療有可能是改善貧血與增強免疫治療的一箭雙鵰之法

這項研究的通訊作者為第三軍醫大學新橋醫院朱波與杜克大學的Qi-Jing Li。

要說癌細胞和紅細胞之間的愛恨情仇還真有點複雜,咱們先來看看血細胞們的誕生之旅。

簡單來說,造血幹細胞是「萬物之源」,負責整個生命周期中血細胞的更新,它一邊自我複製,一邊分化形成共同淋巴細胞祖細胞(CLP)和共同髓系細胞祖細胞(CMP),前者最終成長為我們熟悉的免疫先鋒T細胞和B細胞。CMP的下一步會分化為巨核細胞-紅細胞祖細胞(MEP)和粒細胞-巨噬細胞祖細胞(GMP),紅細胞就來自MEP,而我們剛才提到的幾位「抗癌叛徒」則是GMP的子孫。

光談理論血細胞的分化譜系倒是涇渭分明,不過實際情況要複雜很多,各種不同的細胞之間功能也不是絕對不同。比如說朱波團隊在2018年發表於《自然醫學》的一篇論文就發現, 腫瘤誘導的貧血導致的髓外造血,會產生一種功能與髓系抑制細胞類似的紅系祖細胞( CD45 + EPC ),抑制抗腫瘤免疫 [2]。

圖源[3]

CD45 + EPC正是今天這項研究發現的 紅系分化的髓系細胞(EDMC)的來源。

研究者們分析了來自患者和荷瘤小鼠的細胞,發現 EDMC能夠同時表達紅系和髓系的標記蛋白。而且有趣的是, CD45 + EPC分化為EDMC,似乎與腫瘤的存在密不可分 ,無瘤小鼠以及急性貧血小鼠的EPC,是不能分化為EDMC的。

顯然,癌細胞肯定乾了點啥。

經過一番分析,研究者們鎖定了粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子(GM-CSF), 癌細胞分泌GM-CSF促進CD45 + EPC向髓系細胞分化,最終產生EDMC

EDMC著實有點厲害。分析結果顯示, EDMC要比MDSC表達更高水平的PD-L1、PD-L2、Arg-1、iNos、CD38、CD49——都是常見的免疫抑制靶點!實際上,EDMC也表現出了更強的抑制CD8+T細胞的能力,不僅抑制T細胞增殖,也抑制干擾素-γ的產生。

給接受抗PD-L1治療的結腸癌小鼠移植EDMC,會大幅度削弱治療效果,而且EDMC的抑制效果比MDSC還強

EDMC能大幅度削弱免疫治療效果

在人類癌症患者數據中,研究者們也發現, 橫跨非小細胞肺癌、結直腸癌、肝癌、胃癌、乳腺癌等癌種,EDMC都表現出與CD8 + T細胞耗竭的關聯

既然如此,我們是否能通過EDMC來預測患者的預後呢?

研究者們選擇了EDMC和活化效應CD8 + T細胞的比例( EDMC/ActCD8)作為預測的指標,並在6個免疫治療相關隊列中進行了分析。 EDMC/ActCD8比例較高的患者群體總生存期更短,風險增加37%至231%不等。總的來說, 高EDMC/ActCD8的患者對免疫治療耐藥的風險增加了55%

高EDMC/ActCD8患者預後更差

MDSC和Treg同樣是TME中的經典免疫抑制細胞,所以研究者們也對比了EDMC和它們兩個的預測效果,結論是EDMC要更好。

鑒於EDMC來自CD45 + EPC,而CD45 + EPC又是腫瘤相關貧血的後果, 想來在貧血的癌症患者體內,恐怕EDMC水平會更高。那麼貧血極有可能也是預測預後的重要指標。

果不其然,143例接受免疫治療的晚期非小細胞肺癌患者數據顯示, 以血紅蛋白(HGB)90g/L為界,中至重度貧血患者的無進展生存期和總生存期顯然更差

特別值得注意的是, 貧血患者的最好預後也就不過是疾病穩定(SD)罷了

貧血與免疫治療預後更差有關

在涵蓋16個癌種的MSKCC-IMPACT隊列中,貧血與免疫治療預後的關聯也得到了驗證。

貧血是癌症的常見併發症,但是促紅細胞生成素治療雖然能夠有效治療貧血,卻無法延長貧血癌症患者的生存期,或許EDMC就是原因所在了。

畢竟,癌細胞會把紅系細胞拐去抑制免疫啊!

由此來看,如何把CD45 + EPC拉回紅系細胞發育正軌將是接下來的重要課題,這不光有助於改善貧血問題,更重要的是限制EDMC生成,讓抗腫瘤免疫發揮更大的功效。

最後再給大家看看這期《癌細胞》的封面吧。

把細胞發育和著名現代抽象派藝術大師瓦西里·康定斯基(Wassily Kandinsky)的名作結合到一起,創意也是很厲害啦。

參考資料:

本文作者丨代絲雨