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肥胖竟能助力清除肿瘤!《自然》:免疫疗法发挥更轻松了

Image▎药明康德内容团队编辑

当能量摄入过多,机体以脂肪形式不断储存能量时,就可能发生超重或肥胖。作为一种非常常见的慢性代谢疾病,肥胖正影响着众多人群的健康状况,世界卫生组织估计全球肥胖成人数量已经超过了8.9亿人。

肥胖的负面影响主要来自过度堆积的脂肪组织,它们会挤压周围的氧气空间,而低氧条件则会促发慢性炎症,这不仅会加速周围细胞的损伤,也在不知不觉提升癌症的发生风险。从已有的研究数据来看,肥胖与多种癌症类型发生具有联系,包括乳腺癌、肾癌和结直肠癌等。

但在癌症临床治疗过程中,科学家又意外发现了肥胖的独特优势,伴有肥胖的癌症患者在接受PD-1抑制剂疗法时,反应程度往往更好,这就形成了一种肥胖会提升癌症风险,却又让癌症更好治疗的奇怪现象。

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图片来源:123RF

而在最新的《自然》论文中,来自美国范德比尔特大学的研究团队为我们揭示了这种肥胖“悖论”存在的原因,免疫系统中的关键组成——巨噬细胞会因为肥胖逐渐表达更多的PD-1,同时减少吞噬作用以及对T细胞的刺激。而过度表达的PD-1也让抗PD-1类免疫疗法更容易靶向发挥作用,提升了治疗效率。

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在动物实验中,作者首先通过高脂饮食(HFD)和低脂饮食(LFD)分别培养了两批小鼠,当前者产生肥胖特征后,作者对小鼠进行了癌细胞移植实验。与过往研究观察到的一样,肥胖小鼠的肿瘤体积增加更为迅速,同时各类抗肿瘤免疫反应较弱,比如肿瘤浸润的CD8+ T细胞抗肿瘤活性下降,分泌的效应分子减少。

而肿瘤相关巨噬细胞(TAM)则展现出广泛的代谢特征变化,尤其是脂肪酸氧化变化显著。另外,通常T细胞会表达的PD-1,在TAM中也会因肥胖而选择性地提升表达水平。与之相反,LFD的小鼠很少能检测到表达PD-1的TAM,这也说明它是一种与肥胖密切关联的变化。

来自人类的肿瘤组织样本同样展示出类似的结果,举例来说,子宫内膜癌患者分别在体重减轻10%前后进行了取样,而减重后的肿瘤样本中表达PD-1的TAM数量要更少。

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▲肥胖会损伤抗肿瘤免疫反应(图片来源:参考资料[1])
这些高表达PD-1的巨噬细胞自身的免疫功能会受到削弱,同时也会损伤微环境中的抗肿瘤免疫反应,整体来看是一边减少吞噬作用,一边减少对T细胞的刺激,这种双重作用促进了肿瘤的生长。其实过往研究就普遍认为TAM在肿瘤生长中起到了“坏”作用,而肥胖似乎通过提升其PD-1水平加剧了这一过程。
当然,如果是高水平的PD-1促进了肿瘤的生长,那么它也势必会更容易受到PD-1抑制剂的攻击。实验中,作者尝试从肥胖小鼠中提取了TAM,并用PD-1抑制剂进行了处理,此时这些巨噬细胞的众多特征迅速发生了改变,比如吞噬行为变得活跃,主要组织相容性复合体(MHC)表达增加。另外,TAM与炎症、代谢相关的基因表达发生改变,比较值得关注的包括肿瘤坏死因子,干扰素12a编码基因有着明显上升。
这些结果不仅解释了有关肥胖与癌症的奇特现象,也对未来的肿瘤免疫治疗提供了全新见解。不仅只是肥胖癌症患者可能更适用于PD-1阻断剂,通过提前检测患者肿瘤样本中是否含有PD-1阳性的TAM,医生也可以提前了解哪部分患者将更容易从免疫疗法中受益,增加肿瘤治疗的效率。

对于癌症的发生发展机制,我们有了哪些突破?科学家们又找到了哪些对抗癌症的新工具?

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参考资料:
[1] Obesity induces PD-1 on macrophages to suppress anti-tumour immunity. Nature (2024). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-024-07529-3

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