科学家找到了一种具有前景的卵巢癌攻击策略,它就是猫屎。猫的排泄物中含有一种名为刚地弓形虫(Toxoplasma gondii,简称T.gondii)的寄生虫,其分泌的特定蛋白可以破坏卵巢肿瘤,相关研究结果于近日发表在PLOS GENETICS上,或为癌症疫苗的研究打开了大门。这项研究也进一步证明了寄生虫与肿瘤之间的复杂关系。
科学家找到了一种具有前景的卵巢癌攻击策略,它就是猫屎。猫的排泄物中含有一种名为刚地弓形虫(Toxoplasma gondii,简称T.gondii)的寄生虫,其分泌的特定蛋白可以破坏卵巢肿瘤,相关研究结果于近日发表在PLOS GENETICS上,或为癌症疫苗的研究打开了大门。这项研究也进一步证明了寄生虫与肿瘤之间的复杂关系。
关于刚地弓形虫
刚地弓形虫是一种传染性寄生虫,可感染孕妇的胎儿,使胎儿死亡或大脑受损,还曾被与艾滋病患者的痴呆症联系在一起。
刚地弓形虫是一种常见的寄生虫,栖息在50%的活体生物中,常见于温血动物的肠道内,尤其是在猫的体内。人类可在食用受污染的肉类/水或与猫粪接触的过程中被感染,并可能导致弓形虫病,这对免疫系统受损的人来说具有毁灭性的影响。人被感染后可出现类似流感的症状,有些人甚至不会出现任何症状。
刚地弓形虫(Toxoplasma gondii Nicolle&Manceaux,1908 )简称弓形虫,弓浆虫。寄生于人和许多种动物的有核细胞,引起人畜共患的弓形虫病(toxoplasmosis)。特别是在宿主免疫功能低下时致病,属机会致病原虫(opportunistic protozoan)。美国生物学家凯文·拉弗蒂提出的一个理论:猫身上的一种寄生虫传染到人身上后可以改变人的感觉和性格,而地球上几乎有半数人间接地感染了这种寄生虫,这种聪明的寄生虫可能在巨大的范围内改变了人类的文化。
刚地弓形虫是猫科动物的肠道球虫,1908年由法国学者Nicolle及Manceaux在北非刚地梳趾鼠的肝脾单核细胞内发现,虫体呈弓形,命名为刚地弓形虫。
该虫呈世界性分布,人和许多动物都能感染,全世界有25%—50%受感染,中国阳性感染率为5%—20%,部分地区高达30%以上。
刚地弓形虫是一种重要的机会致病原虫(opportunistic protozoan),在宿主免疫功能低下时,可致严重后果。但是,该弓形虫只能在猫的胃里繁殖,有研究发现弓形虫感染可以潜在地影响人类的行为,甚至世界的文化。在2010年南非世界杯淘汰赛阶段的八场比赛中,全部都是弓形虫感染率高的国家获得了胜利。
现在,科学家用这种刚地弓形虫引发的免疫系统现象来治疗癌症,直接攻击肿瘤细胞。据研究人员介绍,虽然刚地弓形虫并不是业界唯一的唯一研究方向,但其独特的作用还是值得科学家深入的研究下去。来自达特茅斯-希契科克医疗中心的微生物学和免疫学教授盖索告诉我们,经过不断的实验和分析,已经找到了利用这种寄生虫来激活身体免疫系统来抵抗癌细胞的原理。他们首先让小白鼠感染了黑色素瘤和卵巢癌,然后分别在使其感染刚地弓形虫,最后经过了12天的培养后发现,肿瘤明显的缩小了,让小白鼠的生存时间大幅增加了,有超过90%的小白鼠存活了下来。特别是黑色素瘤,这种现代医学没有更好治疗方法的疾病居然在刚地弓形虫的“控制”下居然得到了很好的控制。其实感染刚地弓形虫非常容易,只要是温血动物都有可能感染。它让科学家都感到神奇的是能够控制寄主的免疫系统来免除自己被杀死和寄主被自己杀死。据研究分析之后发现,这种寄生虫可以释放CD8+T细胞,破坏病毒感染细胞和癌症细胞,这就是为什么小白鼠的癌细胞会被减弱,比现在的治疗程度足足好了六倍以上。不管这种寄生虫对癌细胞的治疗有多大的效果,它始终是对身体有害的,所以科研人员对刚地弓形虫进行了基因改良,让它不会对人体产生严重的影响,比如引发体内器官的炎症,从而导致其他病症。
癌症治疗的新希望
如今,研究人员看到的不只是刚地弓形虫的危害,他们甚至发现其在癌症的治疗中或许能带来意想不到的结果。
该研究由达特茅斯盖瑟医学院的研究人员开展,引领者为David Bzik博士,他说,“侵略性癌症通常看起来像快速移动的火车残骸,刚地弓形虫虽然小,但能以非常强大的力量去追踪肿瘤,并阻止肿瘤的发展。”
由于存在肿瘤免疫耐受现象,免疫系统很难识别癌细胞。以往研究发现,T.gondii疫苗株可治愈几种实体肿瘤的小鼠。为了打破肿瘤免疫耐受现象,在该研究中,研究人员进一步确定了T.gondii疫苗株中的哪些蛋白质或免疫系统在起作用。
研究人员通过对刚地弓形虫进行改造,系统性地剔除了分泌效应蛋白的编码基因Nonreplicating type I uracil auxotrophic,并将改造后的寄生虫注入到侵略性卵巢癌小鼠体内。结果发现,在入侵宿主的前后,刚地弓形虫分别分泌了特定的蛋白——棒状体蛋白和致密颗粒效应物蛋白,它们控制着有效宿主抗肿瘤反应的发展,明显可以看出其逆转了实体瘤微环境造成的免疫抑制,并提高了卵巢癌小鼠的生存率。如果删除与寄生虫的纳虫泡膜(PVM)相关蛋白ROP5, ROP17, ROP18, ROP35 或 ROP38,或者与之相关的密度颗粒蛋白GRA2 或GRA12, and GRA24,这种抗肿瘤作用都会消推出。
研究人员表示,当刚地弓形虫进入人体免疫系统,人体便产生了抗癌细胞,这意味着虽然癌症破坏了免疫系统,但刚地弓形虫可进行修复。他们还发现,刚地弓形虫可入侵癌细胞,并阻止其生长,因此小鼠的存活率有所上升。
通过追踪和了解哪些宿主细胞途径可被刚地弓形虫蛋白所控制,科学家确定了潜在的治疗新目标,以开发更有效的方法来攻击侵略性实体肿瘤。
利用传染性生物来打破肿瘤免疫耐受可能是癌症治疗的另一个好方向。目前,研究人员正在开展临床试验,以探索单核细胞增多性李司忒氏菌(Listeria monocytogenes)能否打破胰腺肿瘤的免疫耐受性(Oncoimmunology:重新编码肿瘤保护巨噬细胞,召唤大批“卧底”)。
类似这种利用天然微生物,或寄生虫与人共生的特性以激发人体的免疫功能,从而对抗肿瘤等多种疾病,可能是未来的重要研究思路之一。类似还如,利用蛔虫可能有效治疗哮喘,以及利用寄生虫治疗炎性肠病,都是同样是类似的例子(Science:寄生虫或可帮助人类对抗炎症性肠病)。人类对于寄生虫的认识,还是比较粗浅的。
原始出处:
Fox BA, Sanders KL, Rommereim LM, Guevara RB, Bzik DJ.Secretion of Rhoptry and Dense Granule Effector Proteins by NonreplicatingToxoplasma gondiiUracil Auxotrophs Controls the Development of Antitumor Immunity.PLoS Genet. 2016 Jul 22;12(7):e1006189
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