生物谷报道:我们体内的免疫系统很难将肿瘤有效地清除。了解T淋巴细胞整个杀伤过程的机理,将有可能提高免疫系统杀灭肿瘤的效率,增加抗肿瘤免疫治疗在临床应用的前景。Curie研究INSERM和CNRS的研究员利用双光子显微镜技术,第一次在体内实时地向世人展示了T淋巴细胞如何浸入实体瘤组织并与之相互作用。这些“防卫者”可以很巧妙地在敌区四周“巡逻”,一旦发现它们可识别的肿瘤细胞,它们就会停下来进行清除,完毕又继续它们的“巡逻”。T淋巴细胞迁移(巡逻)速度加快,有可能是靶细胞的缺乏,也可能是免疫系统的功能缺陷。实验成果发表在Experimental Medicine期刊上。
T淋巴细胞是如何清除肿瘤的?Curie研究所的研究员最近目睹了这一过程。Curie研究所CNRS及物理化学系的一位INSERM科学家、双光子显微镜技术专家Luc Fetler和Curie研究所免疫与肿瘤系著名的免疫学家Alexandre Boissonnas通过密切的合作得到了这一过程所有的图像,最终编辑成12个视频系列。
我们机体抵御感染和肿瘤靠的是一系列的保护因子,其中有些因子的作用是非特异性,而有些则是高度特异性的。细胞毒性T淋巴细胞属于后者,其表面携带的膜受体可与病理细胞上的抗原形成互补,进而识别、清除之,从而完成保护机体的“使命”。抗原可经过递呈而激活T淋巴细胞,激活的T淋巴细胞可特异地识别感染因子及肿瘤细胞,结合并给予致死剂量的酶。
T淋巴细胞什么时候浸入肿瘤中?
在Alexandre Boissonnas 和Luc Fetle的实验以前,对于激活的T淋巴细胞在到达实体瘤时会出现什么样的情况从来没有人在细胞水平进行观察过。对肿瘤抗原的识别决定了T淋巴细胞的行为。为了证实这个结论,研究者进行了动物实验,观察了T淋巴细胞的在两组肿瘤里的迁移轨道,一组是经过修饰为特异性抗原—卵白蛋白(OVA)阳性肿瘤,另一组则作对照为OVA抗原阴性肿瘤。在给动物注入有或无OVA抗原的肿瘤细胞8-10天后,肿瘤细胞数可达500-1000/mm3,这时研究者给小鼠注入大剂量的OVA抗原特异性的T细胞。在注入T细胞一周后只是OVA抗原阳性的肿瘤消失了。在这期间,利用双光子显微镜(见图)就可在实体瘤表面150微米内进行原位摄片,每一个片子都可显示出不同细胞群、血管及胶原纤维,如果把这些图像按顺序起来,就可以把一个T淋巴细胞的迁移轨道显示出来了。通过这种方法,研究者就可以在不同的两个肿瘤形成阶段显示两种主要细胞间(T淋巴细胞和肿瘤细胞)的相互作用。在OVA抗原阴性肿瘤形成的整个过程中,T细胞的“巡逻”始终保持着一较高的速度(大约10微米/分钟)。但在OVA抗原阳性肿瘤内T细胞的行为就发生了改变,在输入T淋巴细胞3-4天后,肿瘤开始停止生长,此时可观察到T细胞的“巡逻”变慢(约4微米/分钟)并且经常停顿下来,这时它们迁移的平均速度基本维持在4微米/分钟这一水平。稍后,在肿瘤开始缩小时,大多数的T淋巴细胞迁移速度又会恢复为原来的水平。因此,总的来说,T淋巴细胞的迁移轨道在富含活的肿瘤细胞的区域内会显示得很窄,而在富含死的肿瘤细胞的区域内则会变得宽大且弥漫。Curie研究所的科学家总结说,正是特异性抗原“逮住”了可以识别、杀灭自己的T淋巴细胞。
科学家进一步比较了整个过程中T淋巴细胞在两种肿瘤内的分布,结果表明,在肿瘤的四周总会有T细胞的出现,但特异性抗原的存在是使T细胞深入渗透的原因,这样才能有效地清除肿瘤。实验结果已用由两系癌细胞产生的两类实验性肿瘤证实。
更清楚地了解免疫系统作用机理是进一步优化免疫疗法的关键,而免疫疗法是未来治疗肿瘤中最有前景的治疗方法之一。在未来几年,这个领域内(肿瘤的免疫治疗),Curie研究所将会继续积极地参与相关策略的创新发展,目前该研究所已开始了两项临床试验:脉络膜黑素瘤及子宫颈癌的免疫治疗。
原文出处:
The Journal of Experimental Medicine Feb 19 2007; 204 (2)
In vivo imaging of cytotoxic T cell infiltration and elimination of a solid tumor
Alexandre Boissonnas, Luc Fetler, Ingrid S. Zeelenberg, Stéphanie Hugues, and Sebastian Amigorena
J. Exp. Med. 2007 204: 345-356. Published online Jan 29 2007, 10.1084/jem.20061890. [Abstract] [Full Text] [PDF] [Supplemental Material Index]