我们的免疫系统把肿瘤误认为胎儿了吗?

肿瘤是组织的异常生长,身体产生的细胞失去控制,以快速和不受控制的速度分裂。而且——当你仔细想想——胚胎也是大量分裂的细胞,深度植入并侵入,在母亲体内生长。胎儿和肿瘤的发展有着惊人的相似之处。它们都依赖于强烈的细胞分裂、对宿主组织的侵袭和持续的血管化。此外,从免疫学的角度来看,胎儿和肿瘤都表达外源抗原,仍然不会被免疫系统排斥。几十年来,科学家们一直对这些相似性很感兴趣,但直到最近,还没有强有力的证据表明这两种情况下的共同机制在起作用。

我们的研究小组假设,类似的免疫耐受机制在防止胎儿和肿瘤排斥反应中起作用,肿瘤劫持了哺乳动物免疫系统进化过程中最初选择的耐受机制,以保护胎儿。

许多先天和适应性免疫细胞类型和机制似乎参与了保护胎儿和妊娠成功的耐受环境,但也参与了表达抗原的肿瘤细胞免受免疫破坏。以前的研究主要集中在单个分子或细胞上,因此我们对胎儿和癌症耐受性的理解仍然是碎片化的。我们决定使用全转录组芯片分析和小鼠本体基因集富集分析来研究胎儿和肿瘤微环境,以捕捉免疫系统的复杂性,并更好地了解肿瘤微环境和子宫组织中免疫反应的全局性质。在我们的分析中测试的基因集涵盖了所有的基因本体生物学过程,其中包括发育、细胞、代谢和免疫系统过程。

除了与细胞增殖相关的上调信号外,全球比较显示,这两种情况在所有生物过程中以及从肿瘤或胚胎植入后的第一天起共享的唯一重要信号是下调的免疫应答信号。值得注意的是,除了与细胞强烈增殖相关的基因外,我们的研究显示,唯一被广泛调节的基因是免疫反应相关基因,这些基因在两种情况下都被下调。除了免疫反应之外,还有许多其他功能,如细胞粘附或细胞移动性,仅在癌症环境中也被下调,这表明肿瘤细胞可能寻求进一步的途径来许可其发展。

我们的研究强调抗原呈递、淋巴细胞活化是中枢下调通路。相反,调节性t细胞(Treg)相关通路上调。我们还发现treg不仅是重要的演奏者,而且是免疫管弦乐队的指挥,在导致对胎儿和肿瘤的耐受性方面发挥着类似的作用。Treg耗竭完全将这种免疫下调逆转为免疫上调,从而导致胎儿或肿瘤免疫排斥。

美国作家苏珊·桑塔格(Susan Sontag)先见之明地将她的肿瘤描述为“恶魔般的怀孕”。“这个肿块是活的”,“一个有自己意志的胎儿”,她在《疾病的隐喻》中写道。38年后,她的文学视野得到了系统生物学的验证。我们现在认为,Tregs对癌细胞的保护成为有效保护胚胎的进化所付出的代价,而进化上选择的保护哺乳动物胎儿免受免疫攻击的机制被劫持来许可肿瘤的发展。

对这些特征的进一步研究有助于发现免疫干预的靶标,以改善或破坏免疫耐受。由于treg是癌症和母婴耐受的核心,它们的操作可能具有治疗潜力,一方面可以提高免疫疗法的疗效,另一方面可以帮助控制自然流产。

大卫Klatzmann,医学博士,博士
皮埃尔&玛丽居里大学和索邦大学医学院免疫学教授
Pitié-Salpêtrière医院炎症免疫病理生物治疗科主任
法国巴黎

出版

调节性T细胞在小鼠胎儿和肿瘤中协调类似的免疫逃避。
Nehar-Belaid D, Courau T, dastrian N, Florez L, Ruocco MG, Klatzmann D。
2016年1月15日

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