癌症细胞难根除 困境来自何处

  要回答这个问题,我们先回答它的一个问题:什么样的疾病容易被治愈。现代医学中,理论上能被治愈的大多是微生物感染,这都要归功于我们的终极武器,抗生素。表面上它的治愈依靠的是依靠抗生素,实际上抗生素只是达到了控制微生物繁殖的作用,而真正起到清除这些微生物的我们的免疫系统。当微生物侵占了我们的细胞后,我们的细胞有一套机制引起免疫系统的注意,最后免疫系统(大多数情况下是自身免疫(innate immune))清除了这些被感染的细胞,同时也负责了微生物。所以真正起到治愈感染的是我们的免疫系统。

  有位同学把癌症比喻为,正常细胞为平民,我觉得非常恰当,而免疫细胞就是我们体内的。正常情况下,免疫细胞在我们体内循环,随时搜索那些“罪犯”,这罪犯包括微生物感染的正常细胞,也可以是癌症。有同学提到了癌症的起因源于癌症的那些基因(cancer brake)产生了突变,其实这个突变的几率常非常大的,特别是考虑到我们体内那么多的细胞。而并没有相同比例的那么多人得癌症的还有一个原因之一就是我们的免疫系统随时都在检测和摧毁这些癌症细胞。*而那些致命的恶性肿瘤的癌症细胞往往都是让免疫系统束手无策的细胞,就如同每个地方都有一些让为力的罪犯一样。之所以这些“”可以,这往往和他们的拥有各种手段去逃避免疫系统的追捕有关(immune evasion),以下简单介绍几种癌症免疫逃逸的机制:

  癌细胞不惜动员未成熟的“娃娃兵”细胞进行防御, “战争”的可想而知(图片来自wikipedia)

  有统计表明,一个肿瘤其实只包含了20%-30%的癌细胞,而其它的都是被这个“”劫持的正常体细胞(somatic cells VS tumor cells),这些被劫持的体细胞可谓是癌细胞的最重要,或者称它为伪军。癌细胞通过分泌特定的cytokines& chemokine进入它的微从而给这些伪军,让它们成为自己的奴隶,这些奴隶包括一些反戈的免疫细胞(主要是myeloid cells,正常情况下它们的作用是作为哨兵报警,召集NK细胞,T细胞等执法/战斗免疫细胞过来),癌细胞的微让这些免疫细胞保持在未成熟的状态下,从而无法警示战斗免疫细胞过来清除癌细胞(劫持体细胞要从娃娃抓起),与此同时,这些未成熟的体细胞还会召集那些有免疫(immunoregulatory cells)的免疫细胞(包括Treg,M2 Macrophage等)过来现场,让这些不明的同志协助清除阻碍执法的到场(表面上说是阻碍,其实现场更,更像是反戈的),长久之后肿瘤微造就了一种局部的免疫现象,这样癌细胞可以得生长,然后转移等等。

  但我们的免疫细胞并不是普通的,他们还是可以找到时机入侵到肿瘤里(与其说是免疫细胞自己找到时机,也可以说是癌细胞太了,有时候它们长得太快了,没有劫持到足够的体细胞来自己就被免疫细胞发现了),这些细胞我们称为tumor infiltrative leukocyte (TIL) 。然而这些TIL还是很难有效得癌细胞,因为在肿瘤微中,它们的性很快被消耗殆尽(exhausted)(机制包括上调PD-1,CTLA-4等checkpoint受体,这些受体在微中接收到信号后降低免疫细胞自己的性),长久之后也被那些劫持的体细胞所消除掉。

  癌细胞要被免疫系统识别,需要一系列的非战斗免疫细胞(包括DC细胞或者M1 Macrophage等,其实都是成熟的myeloid cell) 帮忙识别癌变细胞,然后警示战斗免疫细胞(涉及抗原呈递和T细胞激活等,在这里不过多阐述,但是原理和识别微生物感染的细胞非常像,我们称为T细胞的primed)。然而不幸的是,强大的癌细胞一方面可以阻碍这些步骤,从而沉默免疫系统的识别,更重要的是,由于这种识别是一种抗原性识别(因为机体需要这样的方式去分清感染和未感染的细胞,或分清敌我),在这样的筛选压力下,癌细胞会突变,从而下调自身的性抗原的表达,最终逃离免疫系统的识别。

  以上几种机制往往并不是的,是互相作用的,最终服务癌细胞的生长和转移等。由于失去了免疫系统的帮助,再多的化疗,放疗甚至癌变器官的切除等都无法彻底根除癌细胞。(因为那些能成功转移的癌细胞都是逃离免疫系统的佼佼者,他们很容易就可以的存在)。现在癌症治疗研究很大一部分都在致力于免疫系统对抗癌症,迄今为止有进步但还是有很长要走,在这里就不做过多叙述了。

  *理论来源于University of Michigan at Ann arbor的Dr. Zou,除上述两个原因外,还有个原因是癌细胞通过获得干细胞表型从而可以肆意生长。这三点协同导致了癌细胞的起始和生长。

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