9 癌症和免疫系统
在最后一讲中,我们将讨论免疫系统如何对付癌症。因为你们当中的部分人可能没有上过有关癌症的课,所以我想最好先从癌细胞谈起,要知道,了解敌人是很重要的。
9.1 癌症是调控系统的问题
当细胞内的多个调控系统出故障时,癌症就会发生。调控系统有两种基本类型:促进细胞生长(增生)的系统和防止细胞“不负责任”地生长的警戒系统。调控得当,细胞增生就是一件好事,毕竟每个成年人体都是由成万亿的细胞组成,我们从单个受精卵到发育完全的过程中,经历了无数次的细胞增生,一旦成人,大多数细胞增生就停止了。例如,当肾脏内的细胞增生达到肾脏的足够大小后,肾脏细胞就会停止生长。另一方面,皮肤细胞和位于体腔(如肠)表面的细胞则必须持续增生以更新由于正常磨损和撕扯而损失的细胞。从我们的出生到死亡,所有细胞增生都必须受到精确的调控,以确保在正确的时间,体内正确的部位进行正确的细胞增生。
通常情况下,细胞内的生长促进系统运行得恰到好处。但有时某个调控系统可能会出现故障,使细胞不恰当增生,在这种情况下,细胞就会迈出向癌细胞的第一步,由于细胞的生长促进系统是由蛋白质组成的,当编码这些蛋白质的某一个基因发生突变时通常就会出现故障。当其突变时导致细胞异常增生的基因称为“原癌基因”,而该基因的突变形式就称为“癌基因”。此处的要点在于,当一个正常的基因发生突变时,就会导致细胞生长失控。
为防止细胞生长促进系统发生故障,必须给细胞安装警戒系统。警戒系统也由蛋白质组成,有两种基本类型:防止突变的系统和突变发生后的处理系统。例如细胞内有许多不同的修复系统能修复受损的DNA,以防止突变发生,这些DNA修复系统非常重要,因为在所有的细胞中,不断地有 DNA 突变发生。实际上,据估计,我们的每一个细胞平均每天要发生大约 25000 次突变。幸运的是,我们的修复系统从不停止工作,如果 DNA 损伤相对较轻,维护性修复程序立刻就能对其进行修复。
然而,有时维护性修复系统可能会错过某个突变(例如当突变很多时,修复系统可能会不堪重负),这时,第二类警戒系统就开始发挥作用,对未修复的突变进行监控,假如突变的范围不是很大,第二类警戒系统就会停止细胞增生,使修复系统有更多的时间来进行修复。然而如果基因损伤程度很严重,警戒系统就会启动细胞自杀程序,清除可能癌变的细胞。警戒系统的重要组分之一是 p53蛋白,它能够帮助警戒系统对付生长失控的细胞,因而被称为肿瘤抑制因子,其相应的编码基因称为“抗癌基因”或“肿瘤抑制基因”。显然,p53 是警戒系统的重要组分。大多数人类肿瘤中均发现了 p53 的突变,科学家已建立起 p53 基因突变的小鼠模型。与正常不易患癌的小鼠比较,缺失功能性 p53 蛋白的小鼠通常在 7 个月前就会死于癌症。因而,假如你必须舍弃某个基因,千万别选 p53!每一个正常细胞都同时具有原癌基因和肿瘤抑制基因。当原癌基因发生突变使细胞增殖失控,同时肿瘤抑制基因也发生突变而使细胞无法阻止原癌基因犯错误时,情况就变得很危险了。而事实也正如此,当一个细胞内包括生长促进系统和警戒系统在内的多重调控系统都发生故障时,癌症就发生了。据估计,大多数癌症的发生需要 4~7 个这样的突变。这正是癌症通常在晚期威胁生命的原因——不恰当地激活生长促进系统并使警戒系统失效的多个突变的累积通常需要很长的时间。
影响生长促进系统及警戒系统的突变的发生顺序可以是随意的。例如,某种极为隐秘的可能机制破坏某个有助于修复突变 DNA 的警戒系统,一旦这种基因突变发生,细胞内的这种基因突变率就会猛增,从而使细胞更有可能增加癌变所需的多种突变。这种突变加速缺陷已在许多(有可能是所有)癌变细胞中发现。
事实上,癌细胞的一个显著特征就是其处于基因不稳定状态,细胞内的基因总是在发生突变。
除能扰乱生长促进系统和警戒系统的胞内基因突变外,某些病毒也能在受其感染的细胞内产生干扰这两类系统正常功能的蛋白质。这类病毒感染产生的网络效应可以减少促成细胞癌变的胞内基因突变的总数。
9.2 癌细胞的生命周期
现在让我们看一看正常细胞从累积突变到变成癌细胞的过程中所发生的改变,你们将会看到,在这一过程中有许多障碍是一个“癌前细胞”所必须克服的。
首先,一个癌前细胞必须学会异常增生。大多数情况下,这种非自然的生长会被细胞内警戒系统察觉并指示细胞开始凋亡。但是偶尔也会出现原癌基因和抗癌基因同时发生突变的情况,于是人体细胞开始了异常增生。举例来说,假如你仔细观察一下你的脸部,你可能就会发现某些异常增殖的结果——医生称其为“良性增生”。随着年龄越来越大,你就会发现这种东西越来越多,因为这些东西是随着时间而累积起来的突变造成的。像我一样的老年人都有很多这种东西。这些细胞之所以没有在你的脸上疯狂生长,是因为它们还没有学会怎么克服成为癌细胞的下一个障碍——血液供应不足。我们所有的细胞都从血液中汲取营养,因此,体内的活细胞距离血管的距离不能超过大约 1/10 毫米。所以,癌前细胞要想增生形成任何大小的团块,就必须激活细胞内的生长促进系统,促使细胞分泌细胞因子(血管生长因子)以促进肿瘤中新血管的生长。
血管生成因子也可由完全正常的细胞分泌。例如,胚胎发育过程中需要生成新的血管来向新形成的组织和器官提供营养,此外,正常细胞在创伤应答时也会分泌血管生长因子,促进新血管的生成取代受损的血管。由此,在正常细胞中也有产生血管生成因子所需的系统,只不过通常情况下这些生长促进系统处于关闭状态。
幸运的是,大多数时候血管的形成调控系统运行良好,不会产生新的血管,因而脸部这些增生程度很轻。然而,癌前细胞偶尔也会出现额外的突变,从而使得血管生成因子分泌不正常。假如发生这样的情况,新生成的血管就有可能向癌前细胞提供充足的营养来维持它们的持续增生,这样异常生长物就会变大。幸运的是,这样的异常增生物通常是良性的。假如它长得太大(或者是非常令人厌恶),皮肤科医生就能切除它,之所以认为这样的异常增生是良性的,是因为它生长缓慢,并且它里面那些癌细胞还没有学会最厉害的一招——转移。
在某些特定情况下,正常细胞会产生酶来分解包围它们的组织。例如,当组织受损时(如外伤),细胞就可以产生酶来破坏受损的组织,以获得再生长的空间,通常情况下,产生这些破坏性酶的胞内系统受到一个的调控。但偶尔这些系统会发生障碍。例如,良性生长物内的某个细胞可能会发生突变并开始产生酶来破坏那些将生长物和血管、淋巴结分隔开来的膜和其他结构,从而导致失控的癌细胞离开其发生的部位并传播(转移)至其他部位,在那些部位形成次级肿瘤。
因而癌细胞的转移需要发生突变以激活能促进在“不正确部位”生长的调控系统。
这时的情况就很危险了,因为即便熟练的外科医生能切除原发肿瘤,但已转移的肿瘤却常常是致命的。
这当中重要的一点在于,细胞实际上并不需要任何“新”的东西来促使其变成癌细胞。促进癌细胞生长所需的调控系统其实都是在许多基本情况下,在细胞整个生命周期中发挥正常作用的系统。
9.2.1 癌细胞的分类
癌细胞可以分为两大类:非血细胞型癌细胞(通常是指实体瘤)和血细胞型癌细胞,实体瘤又可按其细胞起源类型进一步分类。癌作为人类最为常见的肿瘤,包括了上皮细胞癌、肺癌、乳腺癌、结肠癌和宫颈癌等。这些癌症会向重要器官转移,在那里不停生长直至占满整个器官,从而使器官坏死无法行使其正常功能。
人类也会发生连结结构组织癌,不过这样的“肉瘤”与皮肤癌相比相对较少,大家最为熟悉的肉瘤例子可能就是骨癌(骨肉瘤)。
血细胞癌是另一类人类癌症,其发生频率最高的是白血病和淋巴瘤。血细胞癌起源于血液干细胞,正常情况下这些细胞本应成熟分化为淋巴细胞或骨髓细胞(如嗜中性粒细胞),当它们停止了成熟分化,并持续不断地增生时就引发了血细胞癌。从某种意义上来说,这些血细胞拒绝“长大”,这就是问题所在。白血病患者的骨髓内充斥了不车速的细胞,而这些细胞又阻止其他的血细胞成熟,结果导致了患者常常死于贫血(由于缺乏红细胞)或感染(由于免疫细胞不足)。淋巴瘤中,大量的 成熟细胞在淋巴结和其他二级淋巴器官内形成簇集,这样的簇集在某些方面与实体瘤很相似,淋巴瘤患者通常死于感染或器官功能障碍。
还可按另一种分类方法将人类癌症分为两类:自发性癌症和病毒相关性癌症。这种分类方法在评价癌症的免疫调控中非常有用,因为正如你将看到的,在这两种类型的癌症中,其免疫监控的差别很大。
大多数的人类肿瘤之所以称为自发性的,是因为其发生时是由于单个细胞累积了大量突变而使其获得癌变的可能性。这些突变可能是由于细胞 DNA 向子代细胞传递时复制出差错造成的,也可能是正常细胞代谢副产物或我们呼吸的空气及我们所食用的食物中存在的诱变化合物(诱变剂)所造成的。突变也可能由辐射(包括紫外线)引起,或是组装 B 细胞、T 细胞受体时 DNA 片段的拼装出错造成的。在我们的一生中,这些突变可能“自发地”产生,但是也存在一些加速突变的特定因素如吸烟、高脂肪食品、高纬度地区紫外线照射的增强、在钚处理工厂工作等。
DNA 复制出错、诱变剂和辐射造成的突变可能也参与了病毒相关癌症的发生,因而从某种意义上来说这类癌症也是自发的,之所以将它们另行分类是因为其发生存在另外的突变加速因子——病毒感染。例如,几乎所有的宫颈癌都存在加速因子,即感染了人乳头瘤病毒。这一性传播病毒感染宫颈细胞后,在这些细胞内表达病毒蛋白,使包括 p53 系统在内的两种警戒系统不能发挥作用。同样,乙肝病毒在肝细胞建立慢性感染时,也抑制了 p53,因此称为肝癌的加速因子。
病毒相关癌症的特征是仅有一部分受感染者会发展为癌症,在那些癌症患者体内,通常可以在肿瘤部位检测到病毒颗粒或病毒基因。例如,仅有 1%的女性在感染了生殖器人乳头瘤病毒后会发展为宫颈癌,但在超过 90%的宫颈爱受检患者体内都可检测到人乳头瘤病毒基因。这一现象的原因在于病毒自身并不足以引发癌症,它只是加速了引发癌症的突变累积过程。
9.2.2 癌症的免疫调控
通过以上的介绍证明了在细胞内部存在着强大的防御体系(如肿瘤抑制蛋白)来严厉处理那些即将癌变的细胞。但目前还不清楚免疫系统是否在大多数癌症的防御过程中发挥主要的作用。然而,有许多不设对照(无对照)的研究报道了“健康”的免疫系统和癌症之间的联系。例如,我们都听说过当人处于巨大压力之下就会得癌症,因此我们猜测压力可能以某种方式减弱了免疫系统的力量,从而使得癌细胞可以逃过免疫监控。而我们也听说过一些“无法挽救”的癌症后者在改变了食谱或开始看卡通片以后,癌症慢慢消失了,我们因而猜测这是因为新食谱或愉快的心情以某种方式加强了免疫系统的力量,使免疫系统可以击败肿瘤。
在动物模型中,已有一些实验证据提示压力能减弱抗癌免疫。例如,我有一个多年从事自然杀伤细胞(NK)杀灭肿瘤细胞研究的朋友 Jim Cook,在他的许多实验中一直使用小鼠“捐献”的 NK 细胞,但 Jim 告诉我,他刚从国外订购的小鼠必须恢复几个星期后才可以使用它们的 NK 细胞,因为刚到的小鼠由于经受了旅途的惊吓,它们的 NK 细胞不能很有效地破坏肿瘤。
显然在人的“精神”和免疫系统之间存在着联系,但它们之间是如何相互作用的还不清楚。由于缺乏这方面的知识,目前还不能确定人的精神状态是如何影响到癌症发生这一确切的机制。已有记载,免疫低下或免疫抑制患者,其罹患淋巴瘤、白血病和病毒相关性癌症的发病率都有所增高。但人类最常见的肿瘤——非血细胞起源的自发瘤在免疫抑制者中并没有相似的发病增长率。裸鼠也中观察到同样的现象,裸鼠由于缺乏功能性 T 细胞而产生免疫缺陷,因而导致这些鼠的淋巴瘤和白血病的发病率增高,但其自发性非血细胞癌的发病率并不比正常小鼠高,这些结果提示尽管免疫监控可能参与病毒相关性癌症和血细胞癌的防御,但却不可能有效防御大多数人类肿瘤。
为了了解何种免疫监控对某些特定肿瘤更为有效,我们来看看各种免疫细胞在抗癌免疫监控中可能起的作用,但要注意,在这些细胞看来,不同的肿瘤差别很大。
9.2.2.1 巨噬细胞和NK细胞的免疫监控
有两种细胞——巨噬细胞和 NK 细胞,可能在抗癌免疫监控中发挥作用。超激活的巨噬细胞既能分泌 TNF,同时也在其表面表达 TNF。这两种 TNF 都能在试管中杀死特定的肿瘤细胞,但其中有一点要注意:试管中的情况和动物体内的情况不一致。例如有的小鼠肉瘤对 TNF 的杀伤有很强的抗性;与此相反,小鼠体内的肉瘤经 TNF 处理后可迅速被消除,这一现象表明 TNF 能杀灭动物体内的肿瘤是因为 TNF 攻击肿瘤血管,切断肿瘤的养分补给,使肿瘤细胞被“饿死”,这种死亡方式称为“坏死”,而科学家正是因为这一现象将这一细胞因子命名为“肿瘤坏死因子”。
人类某些癌症治疗方案中,激活的巨噬细胞可能在肿瘤排斥中发挥主要作用。其中一种治疗方案是向肿瘤注射BCG——一种结核杆菌。BCG使巨噬细胞超激活,将BCG直接注射至肿瘤(如恶性黑素瘤)后,肿瘤内部产生大量高度激活的巨噬细胞并摧毁肿瘤。事实上,膀胱癌的一项标准疗法巨噬注射 BCG,该疗法对于消除浅表肿瘤非常有效,其机制可能就是通过超激活的巨噬细胞来发挥作用。
然而巨噬细胞又是如何区分正常细胞和癌细胞呢?目前还没有明确的答案,但有证据显示,巨噬细胞可识别肿瘤细胞特殊的表面分子。脾内的巨噬细胞的任务之一就是检查红细胞是否有损伤和已衰老,巨噬细胞通过它们自己的“触觉”来辨别哪些红细胞正在衰老,当发现衰老的红细胞就吃掉它。巨噬细胞所感触的是一种叫做磷脂酰丝氨酸的脂分子。这一特殊脂分子通常在于年轻红细胞内部,当红细胞衰老时就翻至细胞外表面。肿瘤细胞和衰老的红细胞一样,也有其特殊的表面分子,实际上有的就在细胞表面表达磷脂酰丝氨酸。可以确信,肿瘤细胞表面分子的异常表达可以使激活的巨噬细胞得以将其和正常细胞区分开。
在试管里,NK 细胞通过穿孔素-分泌性酶或 Fas 配体诱导细胞凋亡,从而摧毁肿瘤细胞。此外也有一些证据表明 NK 细胞可以杀死体内的癌细胞。但这些实验结果很难解释,因为目前还不清楚是 NK 细胞自己杀伤癌细胞,还是它们仅仅通过简单的协作向其他细胞(如巨噬细胞)提供杀伤所需的细胞因子。正如巨噬细胞一样,NK 细胞似乎也是通过肿瘤细胞表面的异常分子来选择性杀伤肿瘤细胞。
巨噬细胞和 NK 细胞通过对外表看起来很有趣的癌前细胞进行监控有很多好处。首先,与 CTL 需要花一周或更长的时间来做好制备不同,巨噬细胞和 NK细胞可以快速行动。这一点很重要,因为异常细胞增生的时间越长,其突变成为转移型癌细胞的可能性就越大。此外,一旦肿瘤变大,杀伤细胞就很难对付它们了。所以可以肯定的是,一种能够在癌前细胞刚有一点异常的时候就能起保护作用的武器更受青睐。
同样,能够对付多种靶目标的抗癌武器也受到人们的喜爱,因为假如只能对付一个靶目标(如 T 细胞识别的 MHC-肽复合物),则一旦该靶目标突变就无法识别了。巨噬细胞和 NK 细胞都能识别多种靶分子结构,因此它们很少会被单个突变所愚弄。此外,NK 细胞和巨噬细胞定位与大多数肿瘤发生的组织中,这样它们就可以在早期阶段对癌细胞进行识别。免疫监控就如同真正的不动产,位置就是一切。
NK 细胞还有一个优势在于不需激活就可以杀伤细胞,它们只需识别癌细胞表面相应的靶分子结构就足够了。相反,巨噬细胞需要产生高反应性后才可以杀伤癌细胞,因此,如果癌前细胞出现在巨噬细胞已经产生高反应性的炎症部位,那就太美妙了。但假如没有炎症反应,巨噬细胞可能就会保持静息状态并忽视癌细胞的存在。幸运的是,NK 细胞的细胞因子如 IFN-γ,可以帮助激活巨噬细胞。
事实上 NK 细胞的一个主要功能就是向其他免疫细胞提供细胞因子。因而如果NK 细胞被癌前细胞激怒,它们就会分泌细胞因子来帮助巨噬细胞超活化,超活化的巨噬细胞反过来又分泌细胞因子如 TNF 促进 NK 细胞产生高反应性,使 NK细胞变得更有杀伤力。这是表现免疫系统“网络”效应的一个好例子。
9.2.2.2 CTL和病毒相关性肿瘤
感染某些病毒可以使人易患某些类型的肿瘤。由于大自然母亲设计出了杀伤性 T 细胞来抵御病毒的感染,这就使人很容易理想到 CTL 可能也参与了病毒相关肿瘤的免疫监控。不幸的是,这一监控的作用十分有限。这里解释一下为什么会这样。
当多个细胞调控系统被打乱后,癌症就会发生。对于病毒相关的癌症,由于病毒编码的蛋白与被感染细胞内调控系统相互作用可导致癌症的发生。然而病毒感染只是部分原因,除此以外还需要细胞基因的突变才能使病毒感染的细胞出现癌变。在某种意义上,病毒感染只是癌变所需的大约 5 个突变中 1 个或 2 个突变的“替代品”。
大多数病毒引发“急性”感染,在此过程中,人体细胞被病毒感染后产生新的病毒,之后所有的病毒感染细胞被破坏,所释放的病毒迅速被免疫系统清除。由于死细胞不会再形成肿瘤,因此,只引发急性感染的病毒在癌症的发生中不起作用。这可以解释为什么大多数病毒感染和人类癌症没有关联。
但是有一些病毒能逃避免疫系统的监视并建立起长期(有时甚至是终生)的感染。事实上,所有在癌症的发生中起作用的病毒都能躲过免疫系统而建立长期感染。正是在病毒隐藏的过程中,被感染细胞积累了完全癌变所需的突变。由于CTL 无法摧毁隐藏的病毒感染的细胞,而正是这些隐藏病毒的细胞最终发生了癌变,因此可以推论 CTL 并不能有效监控病毒相关性癌症。
当然,你可以假设没有了杀伤性 T 细胞,更多的细胞将被病毒感染,结果导致更多的病毒感染细胞学会如何逃避免疫系统。这可能是真的,或许能解释为什么免疫系统缺陷病人其病毒相关肿瘤的患病率高于正常人。但此解释的关键是,尽管 CTL 对抗急性病毒感染的作用突出,但并不能有效地监控病毒相关性癌症,因为这些癌症仅由长期的病毒感染引起,而 CTL 无法探测也无法处理这种长期感染。
9.2.2.3 CTL和自发性肿瘤
几乎毫无疑问的,杀伤性 T 细胞无法监控已经变成肿瘤细胞的病毒感染细胞。但对于非病毒相关肿瘤情况又是如何呢?这些肿瘤占了人类肿瘤的大部分,CTL 或许可以监控这些 。我们来讨论一下这种可能性。
假如一个重度吸烟者其肺部细胞最终积累了足够的突变并足以使其中某一个突变发展为转移型肿瘤细胞,记住,只需一个坏细胞来形成肿瘤,假设这个细胞能表达出能被 Th 细胞和 CTL 识别为外源分子的蛋白,即通常称为“肿瘤抗原”。
这里有一个问题:当此肿瘤在肺部生长时,原初 T 细胞在哪里?对了,它们正在血液、淋巴以及二级淋巴器官中循环。它们会离开循环路径进入肺组织吗?不,除非它们被激活。
现在我们面临着一个转运问题了。为了产生免疫耐受,造物主建立起了一个转运体系使原初 T 细胞不会进入组织中,避免接触到那些在耐受诱导期未能在胸腺提呈的自身抗原。其结果是原初 T 细胞不可能“看见”肺部表达的肿瘤抗原,因为它们根本没有去过肺部。这里我们面临一个尖锐的冲突,是维持耐受还是监控大部分可能在组织外发生的肿瘤。但最终是耐受获胜了。
然而有时候原初 T 细胞并不遵守交通规则而逛到组织里去了。这一冒险的结果使得原初 T 细胞有机会发现正在这个个体内肺部所生长的肿瘤,并因此而被激活。不过先等一等。T 细胞活化需要些什么?首先杀伤性 T 细胞必须识别细胞内产生的并经 MHCⅠ类分子提呈于细胞表面的抗原。这意味着肿瘤细胞自身必须先提呈抗原。但 CTL 还需要提呈抗原的细胞提供共刺激信号。这个人肺部的肿瘤细胞会提供共刺激信号吗?我想不会,肿瘤细胞根本就不是抗原提呈细胞,它只是一个普通的老化肺细胞,而且肺部细胞通常不会表达诸如 B7 的共刺激分子。因此,假如一个叛逆的原初 CTL 无视交通法规而进入肺部,并识别某个肿瘤抗原,这个 CTL 最大的可能性就是无应答或被杀死,因为肿瘤细胞不能提供CTL 生存所需的共刺激信号。
我们再次面临耐受诱导和肿瘤监控之间的矛盾。特异识别-共刺激信号双效系统的建立使得那些能识别组织外自身抗原但却没有接受正确信号的 T 细胞无应答或被杀死,以防止自身免疫反应发生,然而,不幸的是,正是这个双效系统使 CTL 难以被组织内的肿瘤细胞激活。
现在你可能会想到,造物主为什么设计了这样一个使肿瘤监控和自身耐受相矛盾的系统。但不要忘了,建立免疫系统的主要目的是保护我们不受疾病侵害(包括微生物引起和自身免疫病),直至我们可以生育并抚养我们的后代。由于癌症主要侵害老年人,而老年人人体内的抗癌监控在免疫系统中并不起主要作用。
因此,关键是 CTL 应该是通过“非自然的行为”被直至外的肿瘤活化:它必须打破交通规则并以某种方式避免无应答或被杀死。当然这种情况有可能发生,但相比较病毒感染时 CTL 的激活其效率很低。另外一种情况是肿瘤细胞转移至淋巴结,在那里 T 细胞可以被激活,但等到了这个时候,游戏可能早就结束了。
肿瘤细胞激活 T 细胞的低效带来了双重问题。假如 CTL 最终被激活,它们将可能面对大肿瘤(也可能是转移型肿瘤)。更糟糕的是,肿瘤细胞将有充足的时间进行突变以逃过 CTL 检测。癌细胞疯狂变异,产生许多不同的突变防止肿瘤抗原的识别或提呈。例如,编码肿瘤抗原的基因突变使得肿瘤抗原不再被 CTL识别,或是不再与 MHC 分子匹配而无法被提呈。此外,肿瘤细胞的突变也可能使其不再产生 CTL 限制性识别的 MHC 分子。这种情况很常见:已检测到大约15%的肿瘤不再表达至少一种的 MHC 分子。而且,肿瘤细胞内编码 LMP 蛋白或 TAP 转运蛋白的基因也会突变,导致肿瘤抗原不能被有效加工或转运给MHCⅠ类分子。这种高突变率是肿瘤对付免疫系统的最大优势,可以使肿瘤细胞经常领先 CTL 的监控一步。因而即便产生 CTL 监控,也很有可能是“太弱了,太迟了”。
这样看来,CTL 可能并不能严密监控非细胞型自发肿瘤,这真是令人失望,因为非血细胞型自发肿瘤占了人类肿瘤的绝大部分。但血细胞癌如白血病和淋巴瘤的作用又如何呢?或许 CTL 对它们有用,毕竟免疫抑制的人和小鼠患白血病和淋巴瘤的概率要高于正常人和小鼠。这提示免疫系统识别组织和器官肿瘤的方式与识别已经癌变的血细胞的方式有一些根本性的不同。让我们来看看不同之处在哪里?
CTL 监控组织起源的肿瘤时所遇到的困难之一在于此类肿瘤根本不能通过原初 T 细胞的正常转运模式来识别,很难想象一个 CTL 可以被从未见过的抗原活化。相反,大多数血细胞癌都发生在血液、淋巴及二级淋巴器官内,对于一直在这些地方循环的 CTL 来说很容易识别,因此对于血细胞癌,癌细胞和原初 T细胞的转运模式是交叉的。而且,不同于组织肿瘤,不能向原初 T 细胞提供激活所需的共刺激信号,一些癌性血细胞能高水平表达 B7,由此提供充足的共刺激信号。血细胞癌的这些特性提示 CTL 可以对其进行监控。不幸的是,这种监控却是不完全的,因为免疫系统正常的人也会得白血病和淋巴瘤。
因此我的结论是,从本质上讲,CTL 并不能有效监控癌细胞。但免疫学家已经证明癌症患者体内分离的 CTL 能杀死试管中的癌细胞。基于这些发现,免疫学家希望能对 CTL 或肿瘤细胞进行操作,使 CTL 学会有效杀伤患者体内的肿瘤。早期有研究证据提示这在少数例子中是可能的,但这一方法的最终目标是治疗外科医生切除原发肿瘤的“最小残留疾病”。当然,我们希望这些实验都能成功,因为我们中大约 1/3 的人在有生之年可能会患肿瘤。然而不管怎样,在免疫学家知道如何训练我们的免疫系统去破坏肿瘤之前,我们最好是合理饮食,留心吸入肺的东西,并且避免直接日照!
本书结束。