美國德克薩斯農工大學健康科學中心的研究人員發現,當癌細胞能夠阻止NLRC5基因的功能時,它們就能夠逃避免疫系統,并進行增殖。
這一研究成果公布在PNAS雜志上。
在正常情況下,免疫系統可識別并成功對抗癌細胞,從而隨著它們的發展消除它們。然而,有時候這個過程會發生故障,從而形成腫瘤。“我們發現了癌細胞逃避我們免疫系統并形成腫瘤的主要機制”,文章作者Koichi Kobayashi教授表示。這一結果表明,NLRC5可作為癌癥病人生存和治療反應的一個新型生物標志物,也是新療法的一個潛在靶標。
Kobayashi說:“癌細胞就是因為基因變化而產生的,如基因突變或不同染色體的重組。正因為如此,所有癌細胞都有新的‘外源’基因,通常宿主T細胞將其檢測為腫瘤抗原。這種抗腫瘤系統運行得非常好。”
Kobayashi和他的同事們在幾年前發現,NLRC5可調節主要組織相容性復合體(MHC) I類基因。這些基因編碼細胞表面的分子,呈現外來蛋白質的片段——例如來自病毒或細菌的蛋白。這些蛋白片段可通知一部分免疫系統,稱為細胞毒性T細胞,從而引發來自免疫系統的一種即刻反應,對抗這種特定的外來抗原。
這項研究的新發現在于,相同的系統應該努力摧毀癌細胞,但有時它們能找到一種方法來禁用NLRC5基因,從而使它們逃避免疫系統,并形成腫瘤。該論文的第一作者、Kobayashi實驗室的Sayuri Yoshihama博士指出:“如果MHC I類抗原呈現并不起作用,癌細胞將不會被T細胞殺死。我們發現,在癌癥中各種機制減少了NLRC5的功能和表達,結果是,腫瘤細胞的免疫逃避。”
事實上,基于The Cancer Genome Atlas (TCGA)數據庫中7747份實體腫瘤患者的活體組織檢查,這個NLRC5基因的表達,是與各種癌癥患者的生存率高度相關的,特別是黑色素瘤、直腸癌、膀胱癌、宮頸癌和頭頸癌,生存時間更長的患者傾向于有更多的NLRC5表達。其中,黑素瘤和膀胱癌表現出最顯著的差異,NLRC5低表達的患者組,5年存活率為36%,而在NLRC5高表達的患者組中,這個比例為34%。
Kobayashi說:“有了NLRC5作為癌癥的一個重要生物標志物,我們最終可以預測癌癥患者可以存活多久,以及癌癥治療對他們的效果如何。”這可能對黑色素瘤患者有重要的意義,因為NLRC5變異率相對較高,并且,因為它的表達水平,能夠高度預測這種癌癥患者的生存率。
該研究小組計劃繼續研究NLRC5在癌癥中的作用,積極發展這一成果相關技術的商業化。臨時ZL申請已經提交,并基于NLRC5表達水平開發和驗證一種測試,用來預測癌癥患者的生存率和治療反應,目前這些工作正在進行當中。希望在于,這種測試將為衛生保健提供者增添一種工具,用于確定癌癥患者的最佳治療策略,以消除昂貴的無益療法的負擔。
最終,Kobayashi和他的團隊希望,這一發現也可能給癌癥帶來新的治療策略。Kobayashi說:“如果我們能調節NLRC5的激活或其表達水平,這可能是一種新型的癌癥療法。幾年來,我們希望我們的研究可以確定潛在的候選藥物,可以增加NLRC5的水平,從而幫助我們自身的免疫系統來更好地對抗癌癥。”不過,他提出了謹慎的建議。這種逃避免疫系統的機制,不是被每個癌癥細胞利用,該研究仍然需要在動物模型中進行復制。
癌癥并不是唯一受免疫系統影響的奇怪疾病。Kobayashi之前在免疫功能和遺傳學方面的研究,都集中在炎癥性腸病,如克羅恩氏病。他們也致力于移植醫學研究,試圖確定為什么一些器官被新的宿主排斥。
Kobayashi說:“我們現在知道為什么癌細胞可以逃離我們的免疫系統。沒有其他的機制如同我們發現的機制一樣引人注目。我們設想NLRC5生物標志物可讓醫生評估和確定每名癌癥患者的最佳治療策略,從而為每年1200萬被診斷出患有癌癥的人,帶來更好的治療效果。”
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