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人人学懂免疫学第六十八期:巨噬细胞和NK细胞在癌症免疫监视过程中的作用

通过前几期推文的学习,我们已经知道CTLs无论在实体瘤还是血液性肿瘤,亦或是病毒感染相关肿瘤中都不能发挥有效的免疫监视作用。 那么,免疫系统中的其他细胞,能否在癌症免疫监视过程中发挥一点作用呢,今天我们就来看看巨噬细胞和NK细胞的情况。

图1. 巨噬细胞

来源:北美省钱快报

巨噬细胞和NK细胞可能会在癌症免疫监视过程中发挥一些作用。高度活化的巨噬细胞能够分泌TNF,并将其表达在细胞表面。体外实验中,任何一种TNF都可以有效杀灭试管中特定类型的肿瘤细胞。然而,动物实验中,却不总是这样。例如,试管中的小鼠肉瘤细胞通常不会被TNF杀死。但奇怪的是,用TNF治疗患有同样肿瘤的小鼠活体,通常会将肿瘤清除。研究发现,原因是这样的: 活体小鼠接受TNF治疗时,TNF会攻击肿瘤组织的血管,切断其食物来源,最终肿瘤因饥饿而死。这种形式的死亡称为坏死,因此科学家给TNF起名肿瘤坏死因子

图2.TNF在肿瘤中的促肿瘤作用

来源:知乎

人类肿瘤治疗中,也能找到活化巨噬细胞抵御肿瘤的证据。其中就包括 瘤内注射卡介苗(BCG)-它是结核分支杆菌的表亲,结核分枝杆菌就是那种使人类患上肺结核的细菌。BCG可以高度活化巨噬细胞,当它直接被注射入肿瘤中,如黑色素瘤,肿瘤周围遍布高度活化的巨噬细胞,这些巨噬细胞可以清除肿瘤。实际上,治疗膀胱癌的一种方法就是BCG注射,这是一种非常有效的治疗浅表性肿瘤的方法,其中活化巨噬细胞可能就起到了很大作用。

图3.NK细胞

来源:干细胞之父

图4.NK细胞的双面作用

来源:东京癌症诊疗医院

然而,呵呵,话风又要转向了! 现实并没有如此理想,巨噬细胞执行免疫监视任务之前需要高度活化,就像BCG治疗那样,通过炎症促使巨噬细胞高度活化。如果癌细胞出现在炎症位点,巨噬细胞已完成活化,巨噬细胞可以轻松清除癌细胞。但如果没有炎症呢?巨噬细胞处于静息状态,是没有任何价值的。与巨噬细胞在组织中大量存在不同,NK细胞存在于血液中,同中性粒细胞一样,NK细胞听令行事。发号施令的是活化的巨噬细胞和树突状细胞,它们是在对外来物入侵做出反应。除非组织中发生炎症,一般情况下,NK细胞只会在血液中循环。

随着肿瘤生长,肿瘤体积不断变大,以至邻近血管无法提供足够的营养和氧气,供其继续生长。 一些癌细胞会因此死去。癌细胞也会因积累致死突变而死亡。因此,肿瘤生长后期,死去的肿瘤细胞可能会给巨噬细胞提供其活化所需的危险信号,并进一步召集血液中的NK细胞。此时,巨噬细胞和NK细胞就可以清除部分癌细胞了。由于NK细胞无需活化,血液循环中的NK细胞可以直接清除血液中的癌细胞或者转移入血的癌细胞。

总结

故事的结尾, 我们还是看到了人类抗癌路上一点积极的希望。CTLs,作为万能的微生物防御家,在面对自身细胞“叛变”时,显的那样懦弱无能。当然,我们也不能全怪它,在进化的压力下,我们的祖先选择了更利于后代繁衍的免疫耐受。自然是伟大的,但人类也是强大的,科学家在不断努力钻研着治疗癌症的方法。下 期推文开始,我们将向大家介绍人类的免疫治疗历程,不同免疫治疗策略的原理是什么,效果如何?值得期待!

还有一个消息要通知大家,伴随着人类抵御癌症的脚步,我们的《人人学懂免疫学》系列推文也接近尾声,首先感谢大家这60多期的追随与陪伴,是你们的热情激励着我们持续更新。待《人人学懂免疫学》系列推文结束,我们还会继续推出新的内容,欢迎大家继续关注。

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人人学懂免疫学第二期:适应性免疫系统

人人学懂免疫学第一期:固有免疫

参考文献

《How immune system works》;《免疫学概论》

封面:Nat Rev Cancer. 2021 Oct;21(10):669-680.

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