《細胞》：癌細胞竟然會偷襲T細胞指揮部！癌細胞釋放的PD-L1外泌體，可深入淋巴結壓制T細胞，科學家已找到反制辦法丨科學大發現

2018年8月，我們曾報道華人科學家發現腫瘤能通過外泌體釋放PD-L1，猖狂地壓制全身免疫系統，造成患者免疫力低下。

不過，它們猖狂到頭了，科學家已經找到對付腫瘤外泌體的辦法。

最近，加州大學舊金山分校的Robert Blelloch教授團隊發現，腫瘤分泌的外泌體可能進入腫瘤引流淋巴結和脾臟中，抑制免疫細胞。他們還發現，抑制腫瘤外泌體的形成和釋放，能消除多種腫瘤對PD-L1抑製劑的耐藥性，並讓免疫系統形成對該腫瘤的長期免疫記憶，使其充當了腫瘤疫苗。

此外，該研究還指出，在某些癌症中，將腫瘤組織中的PD-L1表達水平作為預測免疫治療效果的標誌物，是不準確的，而血液中的PD-L1水平也應當是一個需要考慮的因素。相關研究發表在頂級期刊《細胞》上，論文的第一作者是Mauro Poggio博士和Tianyi Hu博士[1]。

Robert Blelloch教授

從論文來看，Robert團隊應當是在2018年那篇《自然》論文發表之前，就獨立發現了腫瘤通過外泌體釋放PD-L1壓制全身免疫系統的現象，所以這篇文章將從發現之初開始講起。

PD-(L)1抑製劑開啟了癌症免疫治療的新時代，但是其局限也同樣為大家所熟知，那就是只有一小部分人（10%-30%）能從該療法中獲益[2]。為了解決這個問題，在進行免疫治療前，人們通常會先對患者腫瘤組織的PD-L1表達水平進行檢測，以便找出可能對免疫治療獲益的患者。

從原理上看，這個辦法是行得通的，癌細胞利用PD-L1蛋白抑制免疫系統，那麼PD-L1表達水平更高的腫瘤也應該更能響應免疫治療，這在很多臨床研究中也得到了證實。

不過，Robert團隊在研究前列腺癌時，卻發現了令人捉摸不透的現象。研究人員對癌細胞PD-L1的轉錄水平和蛋白水平進行檢測發現，前列腺癌細胞PD-L1的mRNA水平足足是黑色素瘤細胞的15倍，經過一系列對mRNA翻譯率的檢測，研究者認為，相比黑色素瘤細胞，前列腺癌細胞應當是生產了更多的PD-L1蛋白的。

可奇怪的是，這兩種癌細胞表面的PD-L1蛋白水平卻是相當的。更奇怪的是，黑色素瘤能很好地響應PD-L1抑製劑，而前列腺癌卻不行[3]。

前列腺癌細胞的PD-L1mRNA的水平要高得多

Robert團隊開始尋找前列腺癌細胞生產的巨量PD-L1蛋白的去處。 既然蛋白已經產生了，那它肯定不可能憑空消失。他們先是檢測了細胞內的蛋白降解系統，並沒有發現PD-L1被降解的線索。

那這些PD-L1蛋白到底去哪兒了呢？既不在細胞內，又沒有被降解，那隻能是被分泌到細胞外了。

於是，研究人員檢測了前列腺癌細胞的胞外囊泡，終於找到了消失的PD-L1蛋白的蹤跡。並且發現，這些PD-L1蛋白都是通過外泌體被釋放的（外泌體是胞外囊泡的一種）。

前列腺癌細胞釋放含PD-L1蛋白的外泌體

腫瘤細胞通過外泌體釋放PD-L1，自然不是為了干好事。

研究人員發現，這些外泌體中的PD-L1蛋白，在體外能夠抑制T細胞的活化。他們在小鼠中也發現，這些外泌體在腫瘤引流淋巴結，這個免疫細胞阻擊腫瘤細胞轉移的前沿陣地，抑制T細胞的活化和增殖，推動腫瘤的進展。此外，脾臟中的免疫細胞也受到了影響。

發現了問題，就可能找到解決問題的辦法。既然含PD-L1的外泌體對腫瘤的進展至關重要，那麼外泌體也可能是其弱點。

外泌體的產生需要很多蛋白的幫助，包括一個叫NSMASE2的酶，負責的外泌體生成，和一個叫RAB27A的酶，參與外泌體的分泌過程[4,5]。

研究人員通過CRISPR技術，將前列腺癌細胞的NSMASE2、RAB27A或者PD-L1基因分別敲除，檢測發現，這些癌細胞的增殖能力都沒有受到影響，只是PD-L1或者外泌體被消除了。

將這些癌細胞注射到模型小鼠中，以正常的前列腺癌細胞作為對照。檢測發現，對照組小鼠出現了明顯的腫瘤生長。而PD-L1缺失或者不能分泌外泌體的癌細胞，並不能在小鼠中形成腫瘤，並且長期生存率遠強於對照組。

以上實驗說明，外泌體對前列腺癌的發展是至關重要的，而之前發現的前列腺癌對PD-L1抑製劑的抗性，可能可以通過抑制外泌體來解決。

敲除外泌體能抑制前列腺癌的發展

不僅如此，當對這些曾經接種過缺陷癌細胞的小鼠，再注射正常癌細胞時，發現其也不能在小鼠體內形成腫瘤了，小鼠形成了全身性的免疫記憶，這些失去外泌體的癌細胞充當了腫瘤疫苗！

而這個發現的意義不止局限於前列腺癌，之前的研究發現，結直腸癌只能對PD-L1抑製劑有部分響應，研究人員推測外泌體在其中發揮了抗藥作用。

於是，他們將癌細胞的外泌體分泌能力消除後，再用PD-L1抑製劑進行治療，發現明顯提升了用PD-L1抑製劑治療的效果，部分解除了腫瘤的耐藥性。當然，在結直腸癌中，敲除外泌體的作用不如前列腺癌好。

消除腫瘤細胞的外泌體，能增強PD-L1抑製劑的治療效果

這項研究在多種腫瘤中證明，腫瘤會釋放外泌體壓制全身的免疫系統，促進腫瘤的進展，印證了之前的研究，並將指導人們繼續探索其他類型的腫瘤，是否也能通過外泌體的釋放來壓制免疫系統。

並且，他們還找到了剋制腫瘤分泌外泌體能力的靶點，證實抑制該靶點可以抑制外泌體的形成，克服PD-L1抑製劑的耐藥性，並且還有助於機體形成腫瘤免疫記憶，這為提升免疫治療效果開闢了新的道路。

此外，這個研究還指出，目前通過檢測腫瘤組織PD-L1蛋白水平的方法，並不能作為準確的免疫治療標誌物，還需要考慮血液外泌體中PD-L1的水平，至少在前列腺癌中是這樣。

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參考資料：

[1] Mauro Poggio et al. Suppressionof Exosomal PD-L1 Induces Systemic Anti-tumor Immunity and Memory [J]. Cell, 2019,177,414–427. DOI.org/10.1016/j.cell.2019.02.016

[2] Page D B, Postow M A, Callahan M K, et al. Immune Modulation in Cancer with Antibodies[J]. Annual Review of Medicine, 2014, 65(1): 185-202.

[3] Sharma, P.,Hu-Lieskovan, S., Wargo, J.A., and Ribas, A.. Primary, adaptive, and acquired resistance to cancer immunotherapy [J]. Cell, 2017, 168, 707–723.

[4] Kosaka N, Iguchi H, Yoshioka Y, et al. Secretory mechanisms and intercellular transfer of microRNAs in living cells[J]. Journal of Biological Chemistry, 2010, 285(23): 17442-17452.

[5] Ostrowski M,Carmo N, Krumeich S, et al. Rab27a and Rab27b control different steps of theexosome secretion pathway[J]. Nature Cell Biology, 2010, 12(1): 19-30.

本文作者 | 低溫藝術家

「其實學術界也存在競爭，同一個課題被別人先完成了，自己的工作可能就白費了」

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