炎症是人体抵御外界损伤的第一道防线。没有炎症,我们大多数人都无法度过出生后的第一年。这种快速反应力量能够抵抗感染、愈合伤口,并帮助更为复杂的适应性免疫系统产生持续时间更长的特异性应答。但这种强大的反应也有其弊端:炎症有时无法消退。事实上,慢性且往往处于低水平的炎症是中老年许多疾病的根源,包括心血管疾病、糖尿病、关节炎、痴呆症以及癌症。
如果基因损伤是点燃癌症之火的火柴,那么炎症就是助长火势的燃料。有多方面证据支持这一观点。某些慢性炎症性疾病会增加患癌风险,例如肝炎、炎症性肠病和胰腺炎。癌症本身也可能引发炎症:具有恶性潜能的细胞发生基因损伤,会吸引炎症细胞聚集,进而助长癌症之火。癌症并不只是恶性细胞的团块,而是复杂的“失控器官”,正常细胞会被招募并被破坏,从而帮助癌症生长和扩散。这种失控器官被称为肿瘤微环境,通常富含炎症细胞和分子。
既然慢性低水平炎症会促进癌症发展,那么抗炎药物在癌症预防和治疗中是否有用?过去二十年左右,在多种不同的小鼠癌症模型中开展的实验明确表明,靶向炎症细胞或分子可以减缓癌症的生长和扩散;如果在最早期阶段实施这一干预,癌症或可得到预防。后一发现在一项服用阿司匹林以预防心血管疾病的人群临床试验中得到了重复验证。这些试验历时十年或更久,涉及数以万计的受试者,结果表明阿司匹林能够减少某些癌症的发生和扩散。然而,阿司匹林是否对所有人群都有益尚不明确:例如,胃出血风险有所增加,而且在老年人(70岁及以上)中可能没有效果。对于这种最古老的药物在癌症预防方面的作用机制,仍然亟需更多研究。
一项令人振奋的发现
另一项较为近期的临床试验令我们这些从事癌症与炎症研究的人深受鼓舞。一种名为白细胞介素-1β的分子(我们将其简称为IL-1)是人体炎症的主要参与者之一。鉴于已有证据表明IL-1可能与心脏病有关,美国波士顿的Paul Ridker及其同事对一批高风险患者使用了一种阻断IL-1的药物进行治疗。他们的假设得到了证实:接受IL-1阻断剂治疗的患者心脏病发病减少,但出人意料的是,这些患者的癌症发病也有所减少,尤其是肺癌(这些患者中许多人是吸烟者)。我们推测,由于吸烟史,这组患者此前可能已经存在微小的肺癌病灶,而IL-1阻断剂阻止了病变发展为可检测的恶性肿瘤。同样,仍需开展更多临床试验和实验室研究,但这是一项颇具前景的发现,尤其是考虑到该IL-1试验纳入了10,000名受试者。
目前,抗炎疗法似乎对晚期人类癌症并不奏效。但在过去十年左右,免疫疗法的快速进展使我们认识到,即便癌症已处于最后且最致命的阶段,我们仍可以利用更为特异且复杂的适应性免疫系统的力量来对抗癌症。
涉及调节免疫系统对癌症的应答和/或使用CAR T细胞(经过改造的人类免疫细胞)的治疗方法,能够刺激杀伤性T免疫细胞识别并摧毁恶性细胞,有时其长期益处之显著,甚至足以用“治愈”一词来形容。然而,这些令人振奋的应答仅见于部分癌症和部分患者。癌症与炎症研究或许能在此发挥作用。巨噬细胞等炎症免疫细胞在癌症中大量存在,并且越来越多的证据表明,这些细胞可能具有高度的免疫抑制作用。将免疫疗法与抗炎策略相结合的新疗法为未来带来了希望。
一种思路是在使用能够“唤醒”T细胞的疗法之前,先靶向巨噬细胞(一种参与免疫系统的血细胞)。另一种思路是“重新教育”包围恶性细胞的大量巨噬细胞。与T细胞一样,巨噬细胞也能够识别并杀伤恶性细胞,但在肿瘤微环境中,它们的行为发生了根本性改变:它们获得了许多帮助恶性细胞存活和扩散的功能。目前,我们已拥有实验性疗法,能够将这些“有害的”促癌巨噬细胞转变为“有益的”杀癌巨噬细胞,从本质上将一支功能失调的炎症免疫细胞大军唤醒,使其成为一支有效的战斗力量。
尽管我们对癌症相关炎症已有大量了解,但仍有许多有待探索之处,尤其是在人类癌症中发生的变化。这正是我的研究重点。在欧洲研究理事会和英国癌症研究中心的资助下,我的实验室一直在开发肿瘤微环境的新模型。正如我将在思想实验室环节中介绍的,我一直在利用组织工程技术,在实验室中培育微型人类肿瘤。这些肿瘤由多种人类细胞类型构成,包括炎症细胞,它们在三维人工肿瘤微环境中共同生长。另有小鼠模型,精确再现了人类疾病的基因突变及其发生部位。
我们的目标是利用这些模型找到减轻癌症慢性炎症的最佳方法,从而释放免疫系统无可置疑的力量,攻击并摧毁癌细胞及其危险的肿瘤微环境。


