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为解决癌症干细胞(CSCs)导致免疫治疗耐药的问题,目前暂未明确具体机构的研究人员开展了 CSCs 及其微环境与免疫治疗耐药关系的研究,发现 CSCs 通过多种机制逃避免疫监视并促使肿瘤进展,该研究为克服免疫治疗耐药提供新思路。
癌症,这个如同恶魔般的存在,一直是医学界的 “心头大患”。随着医学的发展,免疫治疗的出现给癌症患者带来了新的希望,就像在黑暗中点亮了一盏明灯。免疫检查点阻断(ICB)和过继细胞疗法(ACT)等免疫治疗手段,让许多晚期癌症患者看到了生命延续的曙光。然而,现实却很残酷,癌症干细胞(Cancer Stem Cells,CSCs)的存在使得免疫治疗面临着重重困境。
CSCs 就像是癌症中的 “精锐部队”,拥有强大的自我更新能力和适应能力。它们不仅能在肿瘤的发展、转移中发挥关键作用,还能巧妙地逃避人体免疫系统的监视,对各种治疗手段产生耐药性。打个比方,常规治疗像是一场针对癌细胞的 “正面进攻”,主要打击那些快速分裂的癌细胞,而 CSCs 常常处于一种 “潜伏” 状态,以静制动,常规治疗很难将它们彻底消灭。更让人头疼的是,CSCs 可以在干细胞样状态和分化状态之间灵活转换,这种 “变身” 能力被称为 “CSC 可塑性”,使得它们能够在各种治疗压力下存活下来。此外,CSCs 还居住在一个特殊的 “小天地”——CSC 微环境(CSC niche)中,这个微环境就像一个坚固的 “堡垒”,为 CSCs 提供保护,帮助它们逃避免疫攻击和药物治疗。在这样的情况下,免疫治疗常常难以达到预期的效果,癌症的复发和转移也成了悬在患者头上的 “达摩克利斯之剑”。因此,深入研究 CSCs 及其微环境在免疫治疗耐药中的作用机制,寻找有效的应对策略,迫在眉睫。
为了揭开这层面纱,暂未明确具体机构的研究人员开展了一系列研究。研究发现,CSCs 具备多种逃避免疫系统攻击的机制。在内在机制方面,CSCs 会上调免疫检查点蛋白,比如程序性细胞死亡 1 配体 1(PD-L1),它就像一个 “盾牌”,可以抑制 T 细胞的激活,营造出一个免疫抑制的微环境。同时,CSCs 还会下调抗原呈递机制,减少主要组织相容性复合体(MHC)分子的表达,降低被细胞毒性 T 细胞(CTLs)识别的概率。此外,CSCs 还会进行广泛的表观遗传重编程,改变基因表达模式,增强免疫逃逸和抗凋亡能力。它们还会释放各种细胞因子、趋化因子和外泌体,招募调节性 T 细胞(Tregs)和髓源性抑制细胞(MDSCs)等免疫抑制细胞,进一步抑制抗肿瘤免疫反应。
在外部机制上,CSC 微环境的重塑为免疫逃逸创造了有利条件。免疫细胞在这个微环境中与 CSCs 相互作用,促进了免疫逃逸和肿瘤进展。巨噬细胞、T 细胞和 MDSCs 等免疫细胞会维持 CSC 的特性,帮助它们逃避免疫监视。例如,FcεRIα?巨噬细胞会分泌转化生长因子 -β(TGF-β),促进鳞状细胞癌(SCC)的侵袭和耐药;PD-L1 M2 样巨噬细胞会与肝癌干细胞样肿瘤细胞相互作用,导致肝癌复发。此外,肿瘤的异常生物力学和代谢重编程也在其中发挥了重要作用。肿瘤微环境的机械特性,如细胞外基质(ECM)的硬度和弹性,会影响 CSC 的行为和免疫细胞的功能。而 CSCs 的代谢特征与非 CSCs 不同,它们更倾向于线粒体氧化磷酸化(OXPHOS),这种代谢方式使它们能够更有效地利用有限的营养物质,在恶劣的环境中生存。
该研究成果意义重大,为克服免疫治疗耐药提供了新的思路和方向。它发表在《Molecular Cancer》期刊上。
研究人员在研究过程中,运用了多种关键技术方法。通过单样本队列(如 FOxTROT 队列)分析,评估癌症干细胞表型的动态变化;利用单细胞转录组学技术,深入探究细胞的基因表达情况,揭示细胞的异质性;借助空间转录组学技术,明确细胞在肿瘤微环境中的空间分布和相互作用。
在免疫逃逸机制方面,研究发现 CSCs 通过多种内在机制逃避免疫监视。在免疫检查点方面,多种免疫检查点蛋白如 PD-L1、B7-H4 等在 CSCs 上高表达,抑制 T 细胞的活性,促进免疫逃逸。在抗原加工和呈递方面,CSCs 通过调节肿瘤抗原和 MHC 分子,降低被 T 细胞识别的可能性。通过对多种癌症的研究发现,CSCs 会下调 MHC-I 分子的表达,影响抗原呈递。在调节分泌组方面,CSCs 分泌的多种细胞因子、趋化因子和外泌体等,会调节免疫细胞的活性,促进免疫抑制和肿瘤进展。在表观遗传重编程和染色质结构方面,DNA 和 RNA 甲基化、组蛋白修饰以及染色质结构的改变,会影响 CSCs 的干性和免疫逃逸能力。同时,CSCs 还会表达癌症 - 睾丸抗原和癌胚蛋白,模拟胚胎或免疫赦免状态,逃避免疫检测。
在外部机制上,研究表明免疫细胞在 CSC 微环境中与 CSCs 相互作用,促进免疫逃逸。巨噬细胞、T 细胞和 MDSCs 等会维持 CSC 的特性,帮助其逃避免疫监视。同时,机械转导信号在 CSC 微环境中也起到重要作用。ECM 的机械特性会影响 CSC 的行为和免疫细胞的功能,YAP/TAZ、整合素信号和 PIEZO 等信号通路参与调节。此外,CSC 微环境驱动的代谢重编程也有助于免疫逃逸。CSCs 的代谢特征与非 CSCs 不同,更倾向于 OXPHOS,且微环境中的能量来源和代谢产物会影响 CSCs 的干性和免疫逃逸能力。
在 CSCs 的动态可塑性方面,研究发现免疫选择压力会促使 CSCs 发生动态变化,导致免疫治疗耐药。在多种癌症的治疗过程中,如 SCC、黑色素瘤、非小细胞肺癌等,免疫治疗会诱导 CSCs 获得干细胞样特性,促进肿瘤进展和复发。同时,研究也指出,针对 CSC 可塑性的治疗策略需要结合免疫调节,以提高治疗效果。
在结论和讨论部分,研究再次强调了 CSCs 在肿瘤进展和免疫治疗耐药中的关键作用,以及 CSC 微环境对这些过程的重要影响。研究人员提出,未来应进一步研究 CSCs 在免疫治疗压力下的动态转变,明确是否存在特定的 “免疫耐药连续体”。随着单细胞组学、空间转录组学等前沿技术的发展,研究人员能够更深入地了解 CSCs 的免疫逃逸机制和耐药特征,为开发个性化治疗策略提供有力支持。通过双靶向 CSCs 的可塑性及其与免疫微环境的相互作用,有望克服免疫治疗耐药问题,实现对难治性恶性肿瘤的持久缓解。
总的来说,这项研究为癌症免疫治疗领域提供了重要的理论依据和实践指导,为攻克癌症难题迈出了坚实的一步。相信在未来,随着研究的不断深入,人类终将找到战胜癌症的有效方法,为广大癌症患者带来真正的希望。
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