一項由康奈爾大學威爾醫學院和紐約長老會醫院研究人員領導的新研究顯示，一種被稱為先天性淋巴細胞（ILC3s）的免疫細胞亞群可以預防結直腸癌，部分是通過幫助維持免疫系統和腸道微生物之間的健康“對話”。這一發現為治療這種類型的癌症的新策略打開了大門。
研究人員在《細胞》雜誌上發表的研究結果表明，ILC3s在結直腸癌患者中往往會急劇減少併發生功能改變。此外，他們證明，通過實驗破壞ILC3s在小鼠中的功能會導致侵略性結腸癌，並大大降低癌症免疫療法的效果。
結直腸癌是美國第四大最常見的癌症，每年約有15萬個新病例，約有5萬人死亡。雖然通過結腸鏡篩查早期發現這些癌症或癌前息肉非常有效，但晚期結直腸腫瘤的治療仍然是一個重大挑戰，治療方案有限。腫瘤學家特別關注這些腫瘤對免疫療法的相對抵抗力–這些療法通過提高免疫系統攻擊惡性細胞的能力對其他一些癌症有很好的效果。
高級作者、胃腸病學和肝臟病學部門的醫學微生物學和免疫學副教授、康奈爾大學威爾醫學院吉爾-羅伯茨炎症性腸病研究所成員Gregory Sonnenberg博士說：“這些發現為結直腸癌的臨床治療提出了新的可能性，也有助於解釋為什麼這種類型的癌症常常對免疫療法沒有反應。”
影響免疫療法抗性的一個因素可能是腸道微生物組，即居住在腸道中的細菌和其他微生物物種群體，它們通常幫助消化，支持各種代謝功能並在調節免疫系統中發揮作用。結直腸癌與慢性腸道炎症和正常微生物組的重大破壞有關。此外，最近的研究表明，患者的微生物組在控制癌症免疫療法的結果方面發揮着關鍵作用，並可能解釋為什麼一些患者的癌症對治療有或沒有良好反應。
在這項新研究中，Sonnenberg博士及其同事，包括主要作者Jeremy Goc博士（Sonnenberg博士實驗室的研究助理），研究了ILC3s的作用，ILC3s居住在腸道中，已知有助於調解免疫系統與腸道微生物之間的關係。
ILC3s細胞通常在維持下層腸道的微生物群和免疫環境之間的健康“對話”中起着關鍵作用。在與Bartlett家族胃腸道腫瘤學教授、血液學和醫學腫瘤學部門胃腸道腫瘤學項目主任、威爾康奈爾醫學院Sandra和Edward Meyer癌症中心成員Manish Shah博士的密切合作下，該研究小組分析了人類和小鼠的結直腸癌腫瘤和癌前息肉。他們發現，與健康組織相比，來自癌症組織的ILC3s相對枯竭，並進一步從根本上改變了其功能。
這項研究的共同作者Shah博士說：“這是一個令人興奮的發現，可能對我們了解控制胃腸道惡性腫瘤的發病機制、進展和治療反應性的途徑具有廣泛的意義，”他也是紐約長老會/康奈爾大學威爾醫學院實體瘤腫瘤科主任和高級消化護理中心的共同主任。
在腸道內正常ILC3活性的喪失中，作者進一步觀察到ILC3s調節一種叫做T細胞的特定免疫細胞亞群的能力被明顯破壞了。ILC3s和T細胞之間對話的中斷進一步導致了腸道內炎症的上升，隨後改變了腸道微生物組。這些腸道微生物的變化反過來誘發了善於對抗腫瘤的T細胞水平的下降。
研究人員表明，這些集體結果對腫瘤的發展有重大影響。在患結腸癌的小鼠中，阻斷ILC3信號傳導導致異常侵襲性和更具侵略性的腫瘤生長，結果很差。當結腸腫瘤被植入ILC3信號阻斷的小鼠體內時，腫瘤對一種名為抗PD-1檢查點阻斷的癌症免疫療法的反應相對較差，而植入ILC3信號正常的小鼠體內的同類腫瘤對該療法反應良好。
最後，在炎症性腸病（IBD）患者的結直腸組織活檢中，研究人員發現ILC3相關的異常與結直腸癌患者的異常相似。將IBD患者的微生物移植到小鼠體內會產生抗藥性–而移植了健康人類供體的微生物的小鼠對抗PD-1檢查點阻斷療法仍然反應良好。
“更好地了解微生物組對癌症發展和治療反應性的貢獻可能會徹底改變病人的管理策略。”Goc博士說：“這項研究闡明了一種由微生物組失調驅動的治療抗性機制，這種機制直到現在還沒有被重視。例如，它表明有一天我們可以對腸道微生物群進行採樣，以預測腫瘤的進展和對免疫療法的反應性–甚至利用健康的微生物群來改善治療反應性。”
研究人員現在正在努力確定在這方面最有益的腸道細菌種類。這項研究部分得到了癌症研究所的一種新的資助機制的支持。