科学家们对细胞进行了免疫工程改造，这一可以将抗癌信号精确地传递给可能扩散癌症的器官。

来自美国国立卫生研究院（NIH）旗下美国国家癌症研究所（NCI）癌症研究中心的一项最新研究通过小鼠实验，证明可以用工程细胞缩小肿瘤，并防止癌症扩散到身体的其他部位。

研究成果公布在3月24日Cell杂志上。

NCI癌症研究中心医学博士Rosandra Kaplan说：“这是一种新颖的免疫疗法，有望成为转移性癌症的潜在治疗方法。”

众所周知，转移性癌症（已从最初的位置扩散到身体的其他部位）很难治疗。 Kaplan博士的团队一直在探索如何防止癌症扩散。

在癌症扩散之前，它会发出信号，让远端做好准备，这就像是出门之前打电话给酒店订房间。Kaplan博士在2005年发现了这些“准备好的”地点，他将其为pre-metastatic niches（转移前微环境）。

被抑制的免疫细胞

在这项新研究中，NCI团队探索了转移前微环境中免疫细胞的行为。由于Kaplan博士是儿科肿瘤科医生，因此该团队主要研究植入横纹肌肉瘤，横纹肌肉瘤是一种在儿童肌肉中发展并经常扩散至肺部的癌症。

研究人员观察了在腿部肌肉形成肿瘤之后，但还为扩散到肺部的小鼠肺部。他们发现，免疫系统具有抵御癌症的天然能力，但在肺中却被抑制了。杀死癌症的免疫细胞很少，但是抑制免疫系统的细胞却很多。

值得注意的是，转移前微环境中髓系细胞（myeloid cells）很丰富，并且随着癌症的发展而继续聚集。骨髓细胞是机体对感染，伤害和癌症的最初反应的一部分。当它们检测到威胁时，通常会产生白介素12（IL-12），该信号可警告并激活其他免疫细胞。但是，研究人员发现，肺部转移前微环境中的髓样细胞发出了信号，告诉抗癌免疫细胞停下来。

传递抗癌信号

NCI团队想知道他们是否可以利用髓系细胞改变它们传递的信息来促使免疫系统在转移前微环境发挥作用。因此，他们利用基因工程技术为实验室小鼠的髓系细胞添加了IL-12额外基因。

“我们基于它们独特的归巢于肿瘤和转移部位的能力，选择了髓系细胞来递送IL-12。”

结果表面，在患有横纹肌肉瘤的小鼠中，这些基因工程化的髓系细胞（被称为GEMys）在原发肿瘤和转移部位产生IL-12。研究人员发现，正如希望的那样，GEMys在转移前微环境中募集并激活了杀死癌症的免疫细胞，并降低了抑制免疫系统的信号。

结果证明，用GEMys治疗的小鼠在肺部的转移性癌症较少，在肌肉中的肿瘤较小，并且与未经工程改造的髓系细胞治疗的小鼠相比，它们的寿命大大延长。研究人员在研究具有扩散到肝脏特性的胰腺肿瘤小鼠时也发现了类似的结果。

组合疗法

NCI小组还发现，结合化学疗法，手术或T细胞转移疗法，GEMy治疗的效果得到改善。例如，在GEMy输液治疗患有横纹肌肉瘤的小鼠之前两天，给小鼠单剂量的化疗，就可以在100天内完全消除所有癌症痕迹。

Kaplan博士说：“在我的研究中，我从未见过这种持久的治疗方法。通常，癌症的生长在治疗后会减慢，但随后会复发。”

该团队还发现了化学疗法和GEMys的联合使用可以防止癌症复发。当研究人员将癌细胞重新引入通过联合治疗治愈的小鼠中时，并未形成肿瘤。研究人员解释说，这表明联合治疗可长期维持癌症的“免疫记忆”。

作为研究的最后一步，研究人员从实验室中生长的人类细胞创建了GEMys。在实验室中，经过基因工程改造的人类细胞产生了IL-12，并激活杀死癌症的免疫细胞。

该小组计划在成人癌症患者的临床试验中测试人GEMys的安全性，如果证明是安全的，就可以在患有癌症的儿童和青少年中进行测试。

“我们提供的少量IL-12与人体对感​​染的自然反应相似，从而产生了针对癌症的免疫激活的连锁反应。此外，GEMys不会在体内快速繁殖，因此它们不会过多产生IL-12。”这些是重要的考虑因素，因为整个个体内高水平的IL-12可能是有毒的。

（生物通：万纹）

原文链接：

Genetically engineered myeloid cells rebalance the core immune suppression program in metastasis

http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2021.02.048