科學家揭開癌症逃避免疫系統的新機制

免疫系統在識別和消滅癌細胞方面扮演著至關重要的角色。癌症免疫療法則透過訓練免疫細胞來識別並攻擊腫瘤，進一步強化這一過程。然而，許多癌症會發展出逃避免疫偵測的機制，導致治療效果不佳。瞭解這種免疫逃逸的分子基礎，對於改進治療策略至關重要。

腫瘤微環境（TME）——即腫瘤周圍的區域——在癌症細胞與免疫細胞的互動中扮演著關鍵角色。癌症細胞能夠操縱TME來抑制腫瘤浸潤淋巴細胞（TILs），這些免疫細胞原本負責攻擊腫瘤。粒線體，常被稱為細胞的「能量工廠」，為各種細胞功能提供能量，並在癌症細胞和TILs的代謝重程式設計中發揮重要作用。然而，粒線體功能障礙的確切機制及其對TME的影響，至今仍未被完全理解。

為填補這一知識空白，由日本岡山大學的戶樋洋介教授領導的研究團隊，揭示了粒線體功能障礙在癌症免疫逃逸中的新見解。該團隊與岡山大學的西達也、渡邊智文，以及千葉癌症研究中心研究所的池田秀樹、川瀨勝重和川津雅人合作，發現粒線體轉移是免疫逃逸的關鍵機制。這項研究已於2025年1月22日發表在《自然》期刊上。

戶樋教授解釋道：「我們發現粒線體轉移是免疫逃逸的關鍵機制之一。這項研究為理解腫瘤如何抵抗免疫反應增添了新的維度，並可能為開發更全面、更精準的癌症治療方法提供基礎。」

粒線體攜帶自身的DNA（mtDNA），這些DNA編碼了能量生產和轉移所需的關鍵蛋白質。然而，mtDNA容易受損，而mtDNA的突變可能促進腫瘤的生長和轉移。在這項研究中，研究人員檢查了癌症患者的TILs，發現它們含有與癌細胞相同的mtDNA突變。進一步分析顯示，這些突變與TILs中粒線體結構異常和功能障礙有關。

研究人員使用螢游標記追蹤了粒線體在癌症細胞和T細胞之間的轉移。他們發現，粒線體透過稱為「隧道奈米管」的細胞間直接連線，以及細胞外囊泡進行轉移。一旦進入T細胞，源自癌症的粒線體逐漸取代了原有的T細胞粒線體，導致一種稱為「同質性」的狀態，即細胞內所有mtDNA副本完全相同。

通常情況下，TILs中受損的粒線體會透過「粒線體自噬」過程被清除。然而，從癌症細胞轉移而來的粒線體似乎能夠抵抗這種降解。研究人員發現，抑制粒線體自噬的因子會與粒線體一同轉移，阻止其分解。結果，TILs出現粒線體功能障礙，導致細胞分裂減少、代謝改變、氧化壓力增加，以及免疫反應受損。在小鼠模型中，這些功能障礙的TILs也表現出對免疫檢查點抑制劑（一種免疫療法）的抵抗性。

透過將粒線體轉移識別為一種新的免疫逃逸機制，這項研究為改進癌症治療開闢了新的可能性。阻斷粒線體轉移可能會增強免疫療法的效果，特別是對於治療抵抗性癌症的患者。

癌症治療往往伴隨著高昂的費用和顯著的副作用，尤其是在治療無效的情況下。透過抑制粒線體轉移來提高免疫療法的成功率，可能減輕癌症的負擔並改善患者的預後。

戶樋教授總結道：「現有的癌症治療並非對所有患者都有效，因此迫切需要能夠克服抵抗機制的新療法。開發抑制癌症細胞與免疫細胞之間粒線體轉移的藥物，可能會提高免疫療法的效果，從而為對現有療法抵抗的癌症患者提供個性化治療選擇。」

這項發現為癌症生物學提供了令人興奮的新見解，並可能為未來開發更有效的療法鋪平道路。