肺癌是全球致死率最高的恶性肿瘤,其中非小细胞肺癌(NSCLC)占病例总数的85%。化疗是晚期NSCLC的一线治疗方案,但其疗效常受到毒副作用和耐药性发展的制约。更棘手的是,化疗会损伤免疫细胞并降低其在肿瘤微环境中的数量,从而限制长期控制效果。雪上加霜的是,肿瘤能通过纳米管状结构劫持免疫细胞的线粒体,进一步削弱免疫力。虽然免疫疗法改善了一些患者的预后,但多数患者仍无应答。鉴于这些局限性,我们亟需能在化疗期间恢复免疫功能和代谢平衡的新策略。
同济大学医学院与南通大学的研究团队在《癌症生物学与医学》发表了一项开创性研究。他们探索了直接移植线粒体能否增强晚期NSCLC化疗效果。通过将功能性线粒体与顺铂联用,该团队不仅提升了肿瘤反应性,还重建了肿瘤微环境中的免疫活力。这项发现标志着细胞能量与免疫功能协同治疗的重要突破。
研究人员从具有高能量输出特性的人类心肌细胞中分离出功能性线粒体,将其移植至体外和体内的NSCLC肿瘤模型。单独使用线粒体移植不会杀伤癌细胞,但与顺铂联用时能显著增强肿瘤抑制效果。这种协同作用使顺铂的IC50值从12.93μM降至6.7μM,表明药物敏感性提升。联合治疗组小鼠的肿瘤消退较单纯化疗组更显著,且免疫浸润明显增加。转录组分析显示肿瘤代谢发生显著转变:糖酵解和缺氧相关基因下调,氧化磷酸化通路上调——这逆转了瓦氏效应。细胞增殖标志物(Ki67、P53)和干性标志物(HIF-1α、CD44、CD133)均受到抑制。更重要的是,线粒体移植恢复了免疫细胞的线粒体活性,增强了T细胞和自然杀伤(NK)细胞功能。该治疗未引发额外毒性,实验动物体重和器官结构保持完好。这项研究证明线粒体可作为代谢与免疫的双重增援,重塑肿瘤微环境使其更易受免疫攻击和化疗影响。
"本研究提出了一种强效的双重作用策略,"课题负责人袁柳柳博士表示,"通过为免疫细胞补充功能性线粒体,我们不仅提升其能量水平,更重建其战斗能力。与此同时,肿瘤细胞对化疗的敏感性也随之增加。这好比在武装免疫系统的同时瓦解肿瘤防御。对于常规治疗应答不佳的患者,这可能是极具前景的新方向。"
该发现奠定了新型治疗范式的基础——利用线粒体的独特生物学特性增强癌症治疗效果。对于晚期NSCLC患者,线粒体移植既能强化现有化疗药物效果,又可减轻免疫抑制。该策略还有望拓展至其他存在免疫功能障碍和代谢重编程的恶性肿瘤。随着技术完善和临床试验推进,线粒体移植或将成为联合治疗的通用平台,帮助临床医生突破当前癌症治疗的局限,开启生物能量与免疫功能重建的新纪元。
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Materials provided byChina Anti-Cancer Association.Note: Content may be edited for style and length.
2025-08-17
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