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人人学懂免疫学第六十六期:免疫监视存在的问题及癌细胞的应对

科研小助手  · 公众号  ·  · 2024-06-06 23:42

正文

CTLs在癌症的免疫监视过程中发挥着重要作用,进化压力使我们的祖先优先选择了免疫耐受而不是免疫监视。免疫策略决定了免疫资源,当细胞发生癌化,特异性CTLs很难被活化,因为存在着 “交通”和“共刺激分子缺乏” 双重封锁。以上为我们上期推文的简单回顾。本期推文我们将继续盘点免疫监视过程中,免疫细胞遇到的困难,以及癌细胞在其中所起的作用。

图1.免疫监视

CTLs活化问题的潜在解决方法是: 癌细胞从原发部位向淋巴结转移,此时T细胞可以被活化。 这并不是设想,它真的可以发生,但这个时候可能已是癌症晚期。原发肿瘤很可能已经非常巨大,即使一个重量仅14g的肿瘤,也能包含超过100亿个癌细胞 (100亿是一个什么概念,你可以这样衡量,癌细胞的数量超过地球上的人类) ‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

图2.肿瘤免疫逃逸机制

前几期推文中,我们了解到癌细胞的特征之一就是基因不稳定。细胞数量如此之多的肿瘤组织内部充斥着不计其数的细胞突变,这其中,很可能出现阻止肿瘤抗原识别或提呈的突变。例如,编码肿瘤抗原的基因发生突变,该肿瘤抗原不再被活化CTLs识别,或因不能很好的锚定在MHC分子凹槽中而无法被有效提呈。当然,编码TAP转运体的基因也可以发生突变,其后果将是肿瘤抗原不再被运输并装载至MHC I分子上,也就是癌细胞不再对肿瘤抗原进行提呈。肿瘤细胞也能突变,它不再“制造”某种MHC分子,CTLs将无法对癌细胞进行识别。以上情况在肿瘤组织中经常发生!大约15%的被检肿瘤会丢失至少一种MHC分子。 这就是 CTLs 在免疫监视过程中遇到的另一个难题——突变问题 。癌细胞的高突变是癌细胞战胜免疫系统免疫监视功能的制胜法宝,这使得癌细胞总能比免疫系统更快一步。 (读到这里,你有没有联想到什么?你是否想到了前几期推文中讲到的HIV,HIV的制胜秘诀是什么?也是 “快” ,不停突变便是HIV和癌细胞“快”的源动力,也是其战胜CTLs的秘诀。)

图3.免疫检查点调控

肿瘤特异性 CTLs 在对实体瘤进行免疫监视时还需面对一个困难:癌细胞的反击。 实体瘤一旦形成,癌细胞就会改变肿瘤周围环境,使CTLs难以发挥肿瘤杀灭作用。具体机制如下: 1 )癌细胞表面表达 PD-L1 活化T细胞表面会表达PD-1。PD-1/PD-L1是一对免疫检查点,其本质功能是限制CTLs活性,防止其在免疫活化中反应过度。很多癌细胞利用了这个功能,通过表达PD-L1,削弱T细胞功能。致使不断生长的肿瘤逃避肿瘤特异性CTLs的“追杀”; 2 )癌细胞高表达吲哚胺 -2,3 双加氧酶 ,一种催化色氨酸 (必需氨基酸的一种) 代谢的酶,目的就是迅速消耗掉肿瘤环境中的色氨酸。结果,CTLs会因色氨酸缺乏而停止增殖,并失活; 3 )癌细胞影响周围的辅助性 T 细胞, 将其转化为调节性T细胞 (iTregs,一种对免疫反应起抑制作用的T细胞) 。该转化过程的具体机制还有待探索,但iTregs可以分泌TGFβ和IL-10,形成免疫抑制环境,使CTLs难以发挥作用。

CTLs对实体瘤杀灭效果有限,主要体现在以下几个方面:1)癌细胞刚刚形成时,CTLs“遭遇”活化问题;2)CTLs活化后,肿瘤组织已经非常强大,CTLs对肿瘤的清除能力微乎其微。并且CTLs还面临着肿瘤组织的高突变问题;3)肿瘤组织能够通过多种机制营造免疫抑制环境,降低肿瘤特异性CTLs杀伤效果。用一句话概括免疫系统对实体瘤的免疫监视作用就是: 作用太小,时间太晚

图4.辅助性T细胞先探明敌情,再释放细胞因子通知“杀手T细胞”(也称杀伤性T细胞)

下期预告

在对实体瘤的免疫监视中,CTLs遇到了活化问题、突变问题及免疫抑制环境问题,这些问题是否也会同样出现在血液性肿瘤或病毒相关肿瘤中, 下期推文我们将对该内容进行讲解,敬请期待。



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