我们都知道肿瘤是个变态而邪恶的组织,里面低糖、低氧,正常的细胞基本不能适应这种变态的环境。需要消耗大量能量才能发挥杀敌技能的T细胞就更难适应这种环境了。
接受激发免疫系统的药物治疗之后,会有大量的被激活的杀伤性T细胞进入肿瘤,但是大约30天之后,肿瘤内的杀伤性T细胞数量降低了90%左右。大量的T细胞都去哪儿了?默默离开了?还是英勇战死了?研究人员不清楚。
但是研究人员发现,剩下那部分还在坚守的杀伤性T细胞,为了保存最后的「革命」的火种,竟改变了自己的「饮食」习惯,从靠葡萄糖供能的代谢策略,转向脂肪酸代谢供能,在夹缝里求生存。让人惊喜的是,当通过药物进一步激活T细胞脂肪酸代谢路径时,它们被唤醒了。这一重要研究刊登在著名期刊《癌细胞》上[1]。
实际上,2016年12月份Dana-Farber癌症研究所[2]和宾夕法尼亚大学医学院团队[3],背靠背发在《科学》杂志上的两篇关于T细胞耗竭的重要研究已经指出,由于持续的抗原刺激,进入肿瘤里面的T细胞被重编程了,通俗的说,就是被「洗脑」了,不再有杀伤肿瘤的能力了。
研究者表示,「关于T细胞耗竭的机制研究甚少,鉴于T细胞对癌症的免疫治疗至关重要,我们的结果会对提高免疫治疗的效率有重要意义!未来我们将会进行相应的测试,先对T细胞进行脂肪酸代谢预处理再转移到患者体内,以探究这样是否会延长T细胞的存活时间、改善其功能,最终使患者受益。」[4,5]
科学家们已经知道,肿瘤微环境中,T细胞的存在通常与更好的临床结果和患者对药物更好的响应率有关。
不过,T细胞想要发挥功能的前提,是要有足够的能量。通常情况下,葡萄糖会是细胞的首选能量来源,因为它会以极高的效率产生能量,以供细胞发挥各种功能。
然而,在肿瘤微环境中,由于血管较少,所以氧气、葡萄糖的供应明显不足。此外,肿瘤细胞疯狂地生长更加剧了低氧、低糖的状况。在这种情况下,T细胞想通过葡萄糖代谢来获取能量就困难重重了。
这项研究让我们看到,面对肿瘤微环境中的恶劣条件,T细胞能够另辟蹊径,借助脂肪酸氧化产能,求得生存。倘若我们给它提供帮助,增加它的脂肪酸氧化产能,同时把肿瘤细胞在它身上施的魔咒解除,那么,T细胞将再次扛起杀死肿瘤细胞的武器,冲锋陷阵!这不管是对于提高免疫检查点抑制剂的治疗效果、还是改善CAR-T治疗实体瘤方面都是具有重要意义的[6]!
参考资料:
[1] Enhancing CD8+ T Cell Fatty Acid Catabolism within a Metabolically Challenging Tumor Microenvironment Increases the Efficacy of Melanoma Immunotherapy[J]. Cancer Cell, 2017, 32(3): 377-391. e9.
[2] The epigenetic landscape of T cell exhaustion. Science 354:1165-9
[3] Epigenetic stability of exhausted T cells limits durability of reinvigoration by PD-1 blockade. Science 354:1160-5
[4] https://www.wistar.org/news-and-media/press-releases/modulating-t-cell-metabolism-uncovers-new-technology-enhancing-immun-0
[5] Immunotherapy: CD8+ T cells [mdash] burn fat, get fit. Nat Rev Cancer advance online publication
[6] No Oxygen? No Glucose? No Problem: Fatty Acid Catabolism Enhances Effector CD8+ TILs[J]. Cancer Cell, 2017, 32(3): 280-281.
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