癌癥與免疫
免疫本來是生物從病痛中自行解脫的機制。免疫攻擊和清除進入體內(nèi)的異物:病毒、細菌、癌變細胞等,機體才能保持正常。有時,無害的物質(zhì)如花粉,進入體內(nèi)后可能產(chǎn)生過敏反應(yīng);有時,免疫攻擊自體正常成分后造成自體免疫疾病。免疫是我們體內(nèi)的一臺平衡器,只有它保持在動態(tài)平衡狀態(tài)時,我們的身體才可能健康。
免疫天生具有排除異己的性質(zhì),既攻擊無害物質(zhì),有時也攻擊自身,而本來應(yīng)該被清除的癌細胞(對機體來說也是異物)為什么逃脫了呢?
什么是癌細胞?
正常狀態(tài)下,我們的機體會有序調(diào)節(jié)細胞的分裂和增殖。細胞本應(yīng)該在固定的位置、固定的時間進行分裂、增殖,應(yīng)該分裂時分裂,不該增殖使不增殖,老細胞凋亡,新細胞取而代之,新老交替往復(fù)。正因如此,我們的身體才能維持現(xiàn)在的狀態(tài)。
然而,當(dāng)細胞受到偶然的或長期的損傷,調(diào)節(jié)細胞程序的基因變化,就會發(fā)生無視正常調(diào)節(jié),開始無規(guī)律增殖的情況,進而破環(huán)我們的臟器(圖1)。這些不按既定規(guī)律,無限分裂、增殖的細胞被稱為“癌細胞”。這些細胞是怎么產(chǎn)生的呢?
癌細胞是怎么產(chǎn)生的?
成人體內(nèi)大約由60兆個細胞組成,而他們來自于1個受精卵,這個受精卵細胞從1個分裂成2個,2個分裂成4個…形成胎兒,本是一個神奇又美麗的生命現(xiàn)象。
大部分有機體的生命現(xiàn)象都是在蛋白質(zhì)的相互作用下孕育而生的,細胞分裂現(xiàn)象也離不開各種各樣的蛋白質(zhì),以及它們的互相作用。在微觀世界中,細胞內(nèi)的一部分蛋白質(zhì)加速細胞分裂,而另一部分蛋白質(zhì)抑制細胞分裂,在兩部分蛋白質(zhì)的相互作用、制約下達到平衡,細胞才能保持正常的分裂秩序。當(dāng)這個平衡被打破時,增殖蛋白質(zhì)戰(zhàn)勝抑制蛋白質(zhì),細胞就進入了無限增殖狀態(tài),即細胞癌變的機制。
為什么說癌細胞是異物?
我們知道了細胞中有促使細胞增殖的“加速”蛋白質(zhì),和抑制細胞增殖的“剎車”蛋白質(zhì)。加速蛋白質(zhì)的設(shè)計圖(DNA)也被稱為原癌基因(或癌原基因),剎車蛋白質(zhì)的設(shè)計圖也被稱為抑癌基因。
當(dāng)這些基因被紫外線或煙草傷害后,往往會發(fā)生原癌基因異常活躍,或者抑癌基因失效的狀態(tài),它們將直接導(dǎo)致細胞癌變。原癌基因進一步變化,制造出促使細胞分裂的加速蛋白質(zhì),這時的原癌基因即轉(zhuǎn)化為“癌基因”。
正常機體內(nèi)本來不存的癌基因,是制造癌細胞的來源物質(zhì),它們就是正常機體的異物。再加上修復(fù)基因和免疫的損壞,癌癥患者的這些物質(zhì)不能被免疫清除,反而在體內(nèi)越演越烈。
這就是醫(yī)學(xué)上常說的階段性癌變理論。
人類的基因中,存在一類修復(fù)錯誤基因的DNA,他們在發(fā)現(xiàn)基因異常時本來可以發(fā)揮作用,清除或修復(fù)原癌基因、癌基因。但是,在某種原因下修復(fù)基因出錯,同時癌變細胞沒有被免疫清除,就會發(fā)生癌癥(圖2)。
癌細胞是如何逃過免疫監(jiān)視的?
本來正常的細胞發(fā)生變化制造異常蛋白質(zhì)后形成癌細胞,對機體來說,會被免疫當(dāng)做異物清除。T細胞、巨噬細胞和NK細胞等是主要發(fā)揮這個功能的免疫細胞,癌細胞通過掩飾,釋放干擾素等阻礙免疫細胞發(fā)揮正常功能時,免疫細胞很難向癌細胞發(fā)起攻擊。
眾所周知,胎兒在母體中不會被當(dāng)作異物而受到母體免疫細胞的攻擊。胚胎細胞通過隱藏細胞表面的特有物質(zhì)(與母體細胞不同的物質(zhì)),或者釋放出影響免疫細胞功能的物質(zhì),從而躲避了母體免疫細胞的攻擊。
狡猾的癌細胞會模仿胚胎細胞的生存方法,一樣可以躲避免疫攻擊。癌細胞制造的蛋白質(zhì)和病毒一樣,具有與正常自體細胞不同的面孔(癌抗原),當(dāng)這個面孔在癌細胞表面時,免疫細胞就會識別它,對癌細胞發(fā)起攻擊。但是癌細胞為了自身的生存,將特殊的面孔隱藏在細胞膜內(nèi),就可以躲避免疫監(jiān)視;有的癌細胞會釋放干擾免疫細胞正常工作的物質(zhì),也能躲避免疫細胞的攻擊(圖3)。
這種現(xiàn)象被稱為免疫逃逸。醫(yī)學(xué)界也正在開發(fā)遏制免疫逃逸的治療方法。比如抗PD1抗體藥物在發(fā)揮作用時可以解除免疫逃逸的通路,從而使免疫細胞發(fā)揮正常的作用;再比如人工制作的樹突細胞疫苗,可以打開識別癌抗原其他通路,促使CTL細胞攻擊癌細胞,等等。
免疫可以一刀斬斷癌癥嗎?
對于機體來說,癌細胞是異物,本來應(yīng)該被免疫清除。但是狡猾的癌細胞可以逃脫免疫監(jiān)視并抑制免疫。那么,免疫的力量能否排除癌細胞呢?當(dāng)T細胞等免疫細胞因為機體的衰老,或者被癌細胞削弱了力量時,如果能人為增強免疫細胞的活力,還是有可能清除癌細胞的。為此,人們開發(fā)了許多新的治療方法。
比如給T細胞添加使之活躍的細胞因子,重新喚醒T細胞的活力,同時清除抑制性T細胞的數(shù)量,然后注射到機體內(nèi)的αβ?T細胞療法。再比如獲取患者的癌細胞,從癌細胞中提取刺激免疫細胞增加活力的物質(zhì),再加工細胞的LAK療法。還有,向癌細胞注射正?;蚱危鎿Q其他損壞了的基因,癌細胞讀取新的設(shè)計圖后而釋放出活化物質(zhì),可以再次喚醒免疫細胞的戰(zhàn)斗力。這就是癌癥的免疫基因治療,日本也在開發(fā)這樣的治療方法。
人類還沒有完全解析癌細胞的免疫逃逸機制,這些嘗試不一定能完全清除癌細胞,但是能為患者提供更多的機會治療癌癥。隨著科學(xué)和醫(yī)學(xué)的發(fā)展,將來解析的越多,治療方法就越多。
One word to know a clinical medicine exploration of Immunity
▲ 免疫檢查點抑制劑療法(抗PD1抗體藥物等)
解除某個或某幾個免疫抑制路徑,釋放機體現(xiàn)有的免疫能力攻擊癌細胞。
▲ αβ?T細胞療法
體外培養(yǎng)增加T細胞活性,減少抑制性T細胞,注射回體內(nèi)攻擊癌細胞。
▲ DC疫苗療法
靶向增加免疫細胞識別癌細胞的能力,注射多抗原樹突細胞疫苗后活化CTL細胞攻擊癌細胞。
▲ NK細胞療法
體外活化自然殺傷細胞,注射回體內(nèi)攻擊癌細胞。
▲ γδ?T細胞療法
體外培養(yǎng)增加T細胞的活性,配合雙膦酸鹽緩解骨轉(zhuǎn)移。
▲ CAR-T和TCR-T細胞療法
體外人工修改T細胞蛋白質(zhì),增強抗原遞呈能力,注射回體內(nèi)攻擊癌細胞。
▲ 癌癥基因療法
通過蛋白質(zhì)媒介將正確的基因帶入癌細胞內(nèi),替換錯誤的基因,抑制癌細胞增殖。
細胞的種類