科学家给干细胞穿上“隐形衣”逃避免疫系统追杀 癌症、心脏病或迎来新疗法

科学家们创造出了能够逃避免疫系统的“隐形”干细胞，从而为癌症、糖尿病和心脏病的新疗法铺平了道路。

这些由美国研究人员在实验室培育的细胞可以用于细胞治疗和组织植入，而不必担心免疫排斥反应。

研究人员通过表达所谓的“检查点”——相当于细胞的“安全通道”，让它们关闭人体的“自然杀手”免疫细胞。

干细胞可以转化成任何组织或器官——但是它们用于移植的潜力受限于宿主攻击它们的风险。

论文作者、加州大学旧金山分校的Tobias Deuse说，“作为一名心脏外科医生，我希望通过植入健康的心肌细胞来修复心脏病，从而让自己退出这个行业。”

“人们对有朝一日能够在糖尿病患者体内植入产生胰岛素的细胞，或向癌症患者注射经过工程改造的免疫细胞以寻找并摧毁肿瘤抱有极大的希望。”

“主要的障碍是如何在避免免疫系统立即排斥的情况下做到这一点。”

在这一新研究中，Deuse博士和同事们在干细胞上使用基因编辑工具来创造所谓的“免疫缺陷”细胞，免疫系统无论是通过适应性防御还是先天防御都无法检测到这些细胞。

研究人员通过赋予细胞分子密码来激活“检查点”——免疫系统的开关，阻止身体攻击自己的细胞，同时调节预期的免疫反应强度。

具体地说，研究小组设计细胞来表达一种被称为“CD47”的蛋白质，这种蛋白质可以激活“SIRPα”，这是一种关闭某些先天免疫细胞的分子开关。

然而，这组科学家惊讶地发现，他们的工程干细胞似乎能够避免被所谓的“自然杀手”(NK)细胞检测到。NK细胞是白细胞，也是免疫系统的第一反应者。

人体细胞表现出高度个体化的分子，称为“MHC I类”，充当一种ID，告诉NK细胞不要伤害它们。

在移植的组织中，这些细胞被敲除以降低排斥的风险，但这种呼唤会加速NK细胞的死亡——一种免疫排斥反应，专家们还没有成功地完全抑制它。

研究小组解释说，他们的发现最令人意外的方面来自于人们认为NK细胞根本不表达SIRPα检查点——所以它们不应该能够被干细胞表达CD47关闭。

同样来自加州大学旧金山分校的免疫学家、论文作者索尼娅施雷普弗(Sonja Schrepfer)说:“所有的文献都说NK细胞没有这种检查点。”

“但当我们在实验室中观察人类患者的细胞时，我们发现那里有SIRPα，非常清楚。我们可以清楚地证明，我们设计的过度表达CD47的干细胞能够通过这种途径关闭NK细胞。”

“最后我恍然大悟。大多数在NK细胞中寻找检查点的研究都是在实验室培养的永生化细胞系中进行的。但我们研究的是直接来自人类病人的原代细胞。我知道这一定是不同之处。”

进一步的分析表明，NK细胞只有在被称为细胞因子的某些免疫信号分子激活后才开始表达SIRPα。

因此，研究小组得出结论，这种诱导免疫检查点只在已经发生炎症的环境中起作用——从而为身体提供了一条调节NK细胞攻击强度的途径。

该论文的作者刘易斯·拉尼尔(Lewis Lanier)说:“NK细胞一直是这个领域的一个主要障碍，人们对开发通用细胞治疗产品越来越感兴趣，这种产品可以在现成移植时不会产生排斥反应。”

这位加州大学旧金山分校的免疫学家说，这些结果非常有希望。

研究人员解释说，NK细胞对CD47抑制的敏感性是高度物种特异性的，这与它在区分“自我”和潜在危险的“他人”中的作用一致。

在对这一概念的演示中，该团队用来自恒河猴的CD47变体改造了成年人类干细胞，并将它们植入猴子体内——表明它们避免了被动物的NK细胞破坏。

研究小组说，在未来，同样的过程也可以反过来进行，例如，从猪身上移植的心脏细胞可以移植到人体内，而不用担心它们会受到受体NK细胞的攻击。

施雷普弗教授解释说:“目前用于癌症的工程细胞疗法和新生的再生医学都依赖于从患者身上提取细胞，在实验室中对其进行修改，然后再将其放回患者体内。”

“这避免了外来细胞的排斥，但非常费力和昂贵。我们建立免疫缺陷细胞平台的目标，是创造出现成可用的产品，以治疗世界各地所有患者的疾病。”

这一发现也对免疫疗法有启发意义——为研究人员提供了一种方法来克服癌症使用的检查点，以避免被人体免疫系统清除。

拉尼尔教授解释说:“许多肿瘤中自我识别的MHC-I蛋白水平较低，有些肿瘤通过过度表达CD47来进行补偿，以阻止免疫细胞的侵袭。”

“这可能是靶向CD47的抗体疗法的最佳选择。”

在这一初步研究完成后，施雷普弗教授正在通过其初创公司Sana Biotechnology开发一个平台，将这些免疫功能低下的细胞用于临床。

这项研究的完整结果发表在《实验医学杂志》上。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

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