来自中国科学院生物物理研究所和芝加哥大学的研究人员发现了HER2抗体抗肿瘤效应的最新免疫机制,为临床上更合理有效地联合使用HER2抗体和化疗药物进行肿瘤治疗提供了新的理论基础。该研究成果发表于国际顶级癌症研究期刊《癌细胞》(Cancer Cell)上。
领导这项研究的是中国科学院生物物理研究所和芝加哥大学的傅阳心教授以及生物物理研究所的王盛典研究员。傅阳心教授于1990年获得迈阿密大学博士学位,主要从事感染免疫和肿瘤免疫的机理及新型免疫治疗研究,研究方向包括TNF核心家族成员分子在黏膜免疫中的作用,以及人源化小鼠等新型动物模型的建立及其在人类重要病毒慢性感染和肿瘤研究中的应用。
乳腺癌是严重影响女性健康的重要疾病之一。抗人类表皮生长因子受体2(HER2)的抗体已被用于临床乳腺癌患者的治疗。传统观点认为,抗HER2抗体通过阻断HER2受体信号导致肿瘤细胞死亡,但越来越多的研究显示免疫在抗HER2抗体抗肿瘤作用中具有重要作用,具体机制尚不清楚。
本研究以源于HER2转基因小鼠的TUBO乳腺肿瘤细胞为模型,利用可阻止TUBO上HER2信号的HER2抗体,真实模拟了临床上HER2抗体的肿瘤治疗作用。结果显示,HER2抗体可消除野生型小鼠肿瘤,但对免疫缺陷小鼠几乎丧失抗肿瘤作用,直接证明了HER2抗体介导的抗瘤效应依赖于适应性免疫反应。
进一步研究发现,HER2抗体可增强肿瘤特异性CD8+ T细胞的功能和肿瘤特异性记忆性T细胞反应。HER2抗体的抗瘤效应需要释放大量危险信号HMGB-1,以活化天然免疫反应中的MyD88信号,进而启动适应性免疫反应。此外,化疗药物与HER2抗体联合应用时,治疗顺序不同会导致相反的记忆性抗肿瘤反应,这为临床优化HER2抗体的联合应用提供了重要理论依据。
该研究成果是中国科学院生物物理研究所与芝加哥大学合作的结晶,也是感染免疫中心海外团队与“百人计划”成功合作的典范。这种合作机制已硕果累累,相继在《自然·医学》(Nature Medicine)、《美国国家科学院院刊》(PNAS)和《肝脏病学》(Hepatology)等高水平期刊上发表多篇文章。
去年,傅阳心教授研究组还在《免疫学杂志》(Journal of Immunology)上提出了“天然免疫反应需要T细胞参与”的新理论,文章发表仅两周,已排在该刊“Most Read Article”第六名。
经典的免疫学理论认为,天然免疫反应启动获得性免疫,而获得性免疫随后进一步放大天然免疫效应,二者的合作与平衡才能清除入侵病原体,起到免疫保护作用。但研究人员认为,原先关于区分天然免疫和获得性免疫的界限可能并不那么清楚,T细胞其实也参与天然免疫反应并维持其稳态。经典理论认为,天然免疫和获得性免疫反应的双重低下是早产儿容易死于急性感染的主要原因。然而,本研究发现,在感染早期,获得性免疫细胞对天然免疫反应具有负调控作用,从而将天然免疫反应的强度控制在一定水平内,避免对机体造成免疫损伤。新生鼠或早产儿由于获得性免疫低下,天然免疫炎性反应无法得到有效控制,这种“炎性因子风暴”才是致死原因。因此,获得性免疫一方面抑制感染早期的炎症反应,另一方面在感染后期行使病原特异性清除功能,两者缺一不可。