我们的免疫系统不仅仅是与侵入人体的细菌和病毒作斗争。它们还负责控制我们自身的组织,在癌细胞有机会生长之前将其消灭。

然而,一旦肿瘤形成,它就可以创造一个环境,削弱抗癌免疫细胞的功能——在某些情况下,甚至对其进行重新编程以抑制免疫系统的其他部分。克服压抑的肿瘤微环境仍然是阻碍一些最具前景的治疗方法的一大障碍。

阿德莱德大学教授陈霞·赵(Chunxia Zhao)在新闻稿中解释说:“癌症免疫疗法面临的最大挑战之一是,免疫系统可能具备攻击肿瘤的能力,但肿瘤微环境会阻止这些免疫细胞履行职责。”

在本周发表在《科学进展》杂志上的一项研究中,赵教授的团队开发了一种系统,能够精确递送mRNA疗法,将免疫细胞重新转化为盟友。研究人员重点关注了肿瘤相关巨噬细胞,当它们被来自癌症的信号重新塑造时,会阻碍T细胞(人体对抗癌症的主要武器之一)的到达和活性。

该mRNA携带着产生CXCL9(一种招募T细胞的化学信号)的指令。翻转这个开关是最简单的部分。自mRNA技术首次作为新冠疫苗向公众推出以来,其发展极为迅速,尤其是在癌症治疗领域。

然而,人们并不希望免疫激活信号扩散到体内的任意地方。任何免疫疗法的一个风险都是过度激活免疫系统,这可能会引起危险且可能致命的副作用。

为了确保mRNA直接到达肿瘤部位而不是其他任何地方,研究人员开发了一种被他们称为“智能”纳米颗粒的递送方法。在任何mRNA疗法(包括标准的新冠疫苗注射)中,mRNA都被包裹在某种纳米颗粒中,通常是脂质包膜。

这种脂肪结构有助于分子进入细胞。在本例中,研究人员采用了这种基础技术,并添加了一种靶向机制,以确保mRNA只进入正确的细胞。

这些智能纳米颗粒表面布满了与TREM2结合的抗体,TREM2是一种存在于肿瘤相关免疫抑制巨噬细胞表面的蛋白质。肿瘤的环境通常是一个充满许多不同细胞类型的杂乱场所,因此这种归巢机制不仅有助于将疗法送达身体的正确部位,而且还能精确送达该区域需要重新编程的巨噬细胞。

除了mRNA之外,智能纳米颗粒还携带了一种名为瑞喹莫德(resiquimod)的药物,该药物可以刺激某些免疫通路。初步实验室结果显示,原本呆滞的巨噬细胞开始产生CXCL9以及活跃免疫状态的其他标志物,例如NOS2,其表达量增加了89.5倍。

更强免疫抑制状态的信号也显著减少。随后,研究人员将智能纳米颗粒施用于患有侵袭性乳腺癌的小鼠。

经过三次给药后,肿瘤生长速度减缓。CXCL9的浓度约为对照组的四倍,并且研究人员检测到了T细胞活性的存在。该治疗还将具有免疫抑制特征的巨噬细胞比例降低了63%。

通常,会将不同的癌症治疗方法结合起来,从不同方向攻击肿瘤。研究人员将他们的新疗法与已经使用的两种免疫疗法(称为免疫检查点抑制剂)进行了联合测试。

这种组合并未进一步缩小肿瘤大小,但确实在免疫系统中产生了重要变化。不同类型的T细胞在肿瘤内部及附近的淋巴结中增加——这一发现与产生更持久免疫反应的潜力相关。