血液干细胞使脑瘤更具侵略性

德国癌症协会(DKTK)位于埃森的合作伙伴/Düsseldorf的科学家们首次在恶性胶质瘤(最具侵略性的脑肿瘤)中发现了造血系统的干细胞。这些造血干细胞促进癌细胞的分裂，同时抑制对肿瘤的免疫反应。这一惊人的发现可能为开发针对这些恶性脑肿瘤的更有效的免疫疗法开辟了新的可能性。

DKTK是一个以位于海德堡的德国癌症研究中心(DKFZ)为中心的财团，该中心与德国各地大学的肿瘤专家中心建立了长期合作伙伴关系。

胶质母细胞瘤是最常见的危险大脑肿瘤在成人;它们扩散生长在健康的脑组织中，因此几乎不可能通过手术完全切除。它们不顾手术、放疗和化疗的联合治疗，通常会继续不受控制地生长。即使免疫疗法在其他类型癌症的某些病例中取得了良好的效果，但迄今为止对这些恶性脑肿瘤也没有任何效果。

“胶质母细胞瘤显然创造了一个积极抑制免疫反应Björn Scheffler解释道，他是埃森西德肿瘤中心的转化肿瘤学DKTK教授，合作网站Essen/Düsseldorf。“它们产生免疫抑制信使，在肿瘤的直接环境中，我们发现某些类型的免疫信使细胞特别是抑制免疫防御。”

研究人员此前并不清楚胶质母细胞瘤微环境中免疫细胞的多样性。然而，Scheffler和他的同事们意识到，为了能够使用适当的治疗方法克服肿瘤相关的免疫抑制，精确了解胶质母细胞瘤的细胞组成是必要的。

在组织样本217个胶质母细胞瘤，86个世卫组织II级和III级星形细胞瘤，以及17个来自健康脑组织的样本，DKTK的研究人员使用计算机辅助转录分析来绘制细胞组成的轮廓。组织样本直接从切除边缘取下肿瘤细胞免疫细胞相遇。

研究小组能够区分43种细胞类型的信号，其中包括26种不同类型的免疫细胞。令他们非常惊讶的是，研究人员发现造血干细胞在所有恶性肿瘤样本中均发现前体细胞，而在健康组织样本中未发现这种类型的细胞。“血液干细胞实际上是在骨髓在那里，它们为身体提供各种成熟的物质血细胞——显然包括所有不同类型的免疫细胞。脑肿瘤本身的血液干细胞迄今为止从未被描述过，”主要作者Celia Dobersalske说。

一个更令人惊讶的发现是血液干细胞似乎有致命的特征:它们抑制免疫系统，同时刺激肿瘤生长。当研究人员在与胶质母细胞瘤细胞相同的培养皿中培养肿瘤相关的血液干细胞时，癌细胞分裂增加。与此同时，这些细胞在其表面产生了大量的PD-L1分子，被称为“免疫制动器”。

肿瘤类器官——由个体患者的脑肿瘤细胞在培养皿中生长的微小肿瘤——也对血液干细胞产生反应。在这些细胞的存在下，癌细胞形成了一个连接它们的细胞过程网络。就在几年前，来自DKFZ和海德堡大学医院的科学家们发现，胶质母细胞瘤细胞利用这些连接进行通信，从而可以保护自己免受与治疗相关的损伤。

所有这些观察结果表明，在胶质母细胞瘤中发现的血液干细胞对病程有负面影响。一项对159名胶质母细胞瘤患者的研究证实了这一点，这些患者的临床病程数据是可用的。在这组患者中，一直观察到肿瘤中含有的血液干细胞越多，释放的免疫抑制信使就越多，癌细胞形成的免疫抑制标记就越多——患者的总体生存率就越低。

为了更详细地研究脑肿瘤血液干细胞，作者与埃森大学医院神经外科合作，从新鲜的患者组织中提取单个细胞。通过对660个单个细胞进行基因表达测序，研究人员建立了一个图谱，并将其与健康骨髓和血液中的细胞进行了比较。对这些数据的分析引出了几个具体的新建议，即如何使这种促进肿瘤的细胞群变得无害。

从研究报告中已经知道，骨髓中的血液干细胞往往成熟为免疫抑制细胞细胞类型在癌症的分化过程中。它们似乎是被肿瘤设定了这样做的程序。专家和最后一位作者伊戈尔·西玛怀疑，类似的现象可能导致了在胶质母细胞瘤-相关血液干细胞:“我们现在看到了一个干预的机会，以改变胶质瘤相关血液干细胞的分化过程，例如通过特定的细胞信使，从而防止免疫系统因肿瘤而受阻。免疫疗法将有更好的机会有效治疗胶质母细胞瘤。”