
炎症是人體的超能力之一。它有助於我們抵抗感染並治癒傷口。
“如果您沒有炎症,那您就會死。”埃德·萊格(Ed Rainger),在英國伯明翰大學研究慢性炎症的教授告訴Live Science。 “那樣簡單。”
但是,如果它從短期反應過渡到幾個月或數年的短期反應,慢性炎症會促進疾病,例如肝硬化,,,,類風濕關節炎(RA)和心臟病。
過去,醫生試圖通過關閉所有炎症來治療這些疾病,這具有討厭的副作用,並不總是有效。但是現在,科學家正在設計無法完全消除炎症而是重新編程為其燃料的細胞的治療方法。
在癌症等疾病中,腫瘤劫持了炎症的治愈方面以促進其生長,而是採取了相反的方法 - 將炎症推回戰斗狀態,以便更好地攻擊這些突變的細胞。
根據環境的不同,炎症可以看作是有益或有害的,但是由於新的研究,無論哪種情況,都可以將其恢復控制。
Rainger說:“如果可以做到這一點,那麼您就可以讓免疫系統和炎症反應以正常的方式繼續進行。”
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急性和慢性炎症
炎症是身體的自然反應自古以來就一直在描述身體創傷,感染或毒素。 “炎症”的意思是”著火“在拉丁文中,在第二世紀,羅馬皇帝馬庫斯·奧雷留斯(Marcus Aurelius)的醫生蓋倫(Galen)將其五個“基本跡象”描述為熱,發紅,腫脹,疼痛,疼痛和功能喪失。
這些早期醫生描述的是急性炎症。發紅和熱量是由當地人引起的血管擴張將更多細胞運送到受損的組織中,而化合物的釋放,例如前列腺素導致疼痛和腫脹。為了阻止感染,免疫系統還啟動了稱為金剛元的化學物質,該化學物質進一步提高了前列腺素的產生,從而導致發燒。
“炎症的全部目的是控制感染,阻止其擴散,然後允許癒合過程開始,”羅伯特·安東尼哈佛大學醫學副教授告訴《現場科學》。
在急性炎症期間,受損的細胞發送“危險”信號該將免疫細胞吸引到攻擊部位。這些第一響應者包括吞噬有害的入侵者和中性粒細胞,誘捕並殺死這些敵人。一旦激活,這些細胞會產生稱為細胞因子的化學物質,放大炎症在積極的反饋循環中。
隨著這種急性炎症的憤怒,免疫系統正在學習更有選擇地針對敵人。
安東尼說,通常情況下,急性炎症在初次攻擊後的七天左右達到峰值,並在三天后開始解決。同時,某些單元為治癒傷口,分泌抗炎信號並促進新血管和結締組織的形成。
炎症的全部目的是控制感染,阻止其擴散,然後允許癒合過程開始
羅伯特·安東尼,哈佛大學
科學家不完全了解身體如何關閉急性炎症。但是有時 - 例如,如果免疫系統無法完全控制感染,則不會。然後,炎症可以從基本變成有害。
安東尼說:“如果您在第10天大約停止過渡,那是事物過渡到慢性階段的時候。”
在慢性炎症中,中性粒細胞,巨噬細胞和其他白細胞在炎症部位徘徊。他們消除細胞因子,使炎症升高。炎性細胞還產生了燃料細胞分裂和造成組織損害的酶的生長因子,然後發出更多的“危險”信號以保持環路的發展。
慢性炎症與包括關節的RA在內的一系列疾病有關。肝硬化或嚴重的肝臟疤痕;和動脈粥樣硬化,或斑塊血管這會導致心髒病發作,中風。慢性炎症誘導的細胞增殖和突變會產生癌症發展的理想環境。
歷史治療
過去,旨在完全使炎症沉默的治療方法。例如,在1950年代,科學家發現了一組稱為類固醇的天然化合物的抗炎作用,這些化合物降低了更廣泛的免疫反應的體積。從那時起,類固醇已成為慢性炎症性疾病(例如RA)的主要治療方法。但是,除了廣泛抑制免疫系統外,類固醇還會引起副作用例如高血壓,胃潰瘍和情緒波動。
然後,在1990年代,製藥公司開始推出名為生物製劑的藥物。這些作品中的許多通過使不同的細胞因子沉默的化學信號來擴大炎症。
但是,像類固醇一樣,生物製劑通常會抑制免疫系統的大部分,從而增加感染的風險。例如,用於RA的藥物Tofacitinib以許多細胞因子共享的信號通路為目標,因此可以使人們更容易受到影響皰疹帶狀皰疹病毒,,,,肺炎和尿路感染。出於我們不完全了解的原因,生物製劑並不適合每個患者。
因此,科學家通常通過重新編程參與此過程的免疫細胞來尋找更有針對性的方法來重定向有害炎症。
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細胞重編程
斯圖爾特福布斯英國愛丁堡大學再生醫學中心和再生與維修研究所的主任一直在研究巨噬細胞在疤痕組織形成中的作用肝纖維化。他和其他人發現實際上有兩種類型的巨噬細胞:一種被稱為M1的破壞性炎症類型,一種稱為M2的巨噬細胞。他的小鼠的研究發現第二種關閉了炎症和燃料的組織再生。
因此,福布斯的團隊過濾了巨噬細胞前體細胞,稱為嚴重肝臟疤痕患者血液中的單核細胞。在實驗室菜餚中,該團隊使用化學信號來推動這些單核細胞成為再生的M2版本。然後,研究人員將這些重編程的巨噬細胞注入患者中。
福布斯告訴《現場科學》:“使用我們的方法,我們要做的是刺激這些肝臟的再生,這意味著要分解疤痕組織,這意味著將炎症從形成損害的炎症轉變為修復的炎症。”
發現該方法是安全的第一階段臨床試驗在2019年的9名患者中,福布斯在11月舉行的50名患者的II期療效試驗中“令人鼓舞”的結果美國肝病研究協會他說。該小組發現,在一年一年的試驗中,巨噬細胞處理減少了潛在致命的肝有關並發症的數量與未接受治療的對照組相比。
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組織特異性細胞
但是,要處理炎症性疾病中的根部問題,您需要了解特定組織中的關鍵細胞,克里斯·巴克利博士牛津大學轉化風濕病學教授告訴Live Science。
例如,在RA中,是自適應免疫系統一部分的白細胞錯誤地靶向關節組織。這些白細胞激活巨噬細胞和稱為成纖維細胞的結締組織形成細胞,這些細胞為關節炎症燃燒。典型的RA治療靶向流氓白細胞。只有50%的患者RA進入緩解。
但是在日記中的2019年論文中自然巴克利及其同事發現,關節中的一種成纖維細胞驅動RA中的炎症,而另一種則驅動骨骼和軟骨損傷骨關節炎。這可以通過針對每種情況獨有的成纖維細胞來治療這些疾病的前景:RA中的炎症成纖維細胞,以及骨關節炎的骨和軟骨損傷。
Buckley說,例如,對於RA,如果他們可以靶向白細胞和成纖維細胞,則可能會100%緩解。
治療處於早期階段。然而,在2021年,發現一種稱為seliciclib的藥物抑制了關節中成纖維細胞的增殖,發現在A中是安全的第一階段臨床試驗在15例RA患者中,清除了未來試驗以評估藥物功效的路徑。
永遠驅動火焰
在某些慢性疾病中,科學家正在開發刺激炎症的療法。
例如,在癌症中,巨噬細胞遷移到腫瘤並攻擊它們,但癌細胞劫持了這個過程,釋放導致巨噬細胞從促炎的M1型轉變為再生M2型的化學物質,從而抑制炎症並促進腫瘤的生長。
掌握了這些知識,Yara Abdou博士,北卡羅來納大學及其同事的腫瘤學助理教授想知道,他們是否可以使用病毒來使癌症患者的巨噬細胞更可能識別和攻擊腫瘤細胞,從本質上講是M1巨噬細胞的作用。
在2022年,早期結果從持續的第一階段臨床試驗在18例患有不同類型的固體癌症患者中,包括乳腺癌,卵巢癌和食管癌 - 表明,這些重新編程的巨噬細胞(稱為CT-0508)的治療是安全的,並且有希望的結果。
阿卜杜(Abdou)在一封電子郵件中告訴《現場科學》(Live Science)說:“我們還可以看到CT-0508能夠激發腫瘤微環境。”她說,這些巨噬細胞還招募並激活了負責破壞癌症的其他免疫細胞。
阿卜杜說,該試驗的更多數據將在2024年報告。基於這些“令人鼓舞”的結果,該團隊還計劃測試該療法的替代版本,稱為CT-0525,該療法使用重編程的單核細胞而不是巨噬細胞,在第一階段臨床試驗在2024年。
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下一步
福布斯和他的同事們希望在他們的領帶下進行II期臨床試驗巨噬細胞療法的高級版本在住院的肝硬化患者中。
福布斯說:“目前,使用終身護理的肝移植是晚期肝硬化患者的唯一選擇。”因此,巨噬細胞療法可以“為這個大型且不斷增長的患者人群提供一種新的治療選擇”。
目前,具有終身護理的肝移植是晚期肝硬化患者的唯一選擇
愛丁堡大學斯圖爾特·福布斯
在細胞水平上,Buckley想了解更多有關將成纖維細胞驅動到炎症和軟骨損害狀態的原因,從而挑出兩種形式是否是從共同的前體細胞中發展出來的,並確定哪些因素可以調節該過程。
Buckley和他的同事在2021年寫道,了解有關健康和疾病的這些成纖維細胞的更多信息,可以“釋放其在組織修復方面的治療潛力”。評論文章。
她說,至於阿卜杜(Abdou)和她的團隊正在開發的癌症療法,仍然存在許多問題。例如,團隊需要微調將給患者服用的確切劑量,並評估哪種類型的癌症可能更有效。
他們希望他們能夠繼續進行下一階段的測試,II期臨床試驗,如果成功的話,有一天,將其推出患者。
最終,阿卜杜(Abdou)和其他人所做的就是重塑我們看到炎症的方式。不僅僅是要固定的缺陷,而是一種令人難以置信的力量,可以得到控制和利用。