免疫细胞活性靶向成像可作为小鼠转移性乳腺癌中肿瘤介导的免疫调节的备选标志物
欧洲放射学大会(ECR 2015)3月7日上午的分子成像科学会议上,来自德国明斯特大学附属医院临床放射科分子成像研究小组的医学科研学生Nils Große Hokamp做了有关实验分子成像和探索性临床研究的报告,探讨肿瘤相关巨噬细胞的光学体内成像在评估转移能力中的应用。
不同转移能力的肿瘤病灶中的免疫细胞活性的体内成像,采用S100A9-特异性成像:应用示踪剂24小时后X射线和荧光图像的叠加(刻度:任意单位内平均光子计数)。乳腺癌(BC)荷瘤小鼠,分别带有共同的遗传背景的不同肿瘤(白色箭头):转移性BC形成远处转移(4T1,顶部)或局部淋巴结转移(168FAR,中部)和非转移性BC(67NR,底部)。光学分子成像所显示出的免疫细胞活性在转移性肿瘤中显著高于非转移性肿瘤。(图片提供者:Nils Große Hokamp)
肿瘤在确诊时,除了其位置和大小之外,决定癌症患者预后的重要因素还有:是否存在转移、转移的分级或转移的可能性。虽然许多恶性疾病可以实现原发肿瘤的控制,但是转移性疾病对于大多数癌症类型来说仍被定义为不治之症,因而在个体治疗方案中往往能扭转局势。初始治疗后早期转移是治疗后乳腺癌患者死亡的一个常见原因。肿瘤转移取决于多种因素,包括癌细胞的分子表型、肿瘤位置、肿瘤微环境和患者的免疫系统状态。
一组新的癌症疗法瞄准免疫系统,目标是复苏由肿瘤介导的免疫抑制,还原抗肿瘤和抗转移的充分免疫反应。
到目前为止,还没有找到确定的标志物谱来实现对肿瘤免疫细胞串扰和免疫系统的连续调制,以及患者对新型免疫调节疗法的连续分级现象的估计。
S100A9蛋白由活化的骨髓免疫细胞在其激活时释放,该蛋白已被确认为一种调节肿瘤容许(tumour-permissive)微环境和肿瘤介导的免疫抑制的关键物质。
我们得以显示使用特定的光学示踪剂对S100A9靶向成像可实现原发肿瘤中肿瘤相关免疫细胞的积累和活性的可视化。肿瘤支撑骨髓细胞在在转移的早期阶段发挥重要作用,如,协助肿瘤细胞进入局部血管或向全身播散。在这项研究中,S100A9成像已经被用于检查不同转移能力的乳腺癌病灶的免疫细胞肿瘤微环境。
研究中的模型系统含有三种鼠科肿瘤细胞系,它们具有共同的遗传起源,但恶性行为不同,其各自的肿瘤病灶情况分别为高转移率(4T1)、局部淋巴结浸润(168FAR)和单纯局部生长(67NR),在这些雌性Balb/c野生型小鼠中,肿瘤原位生长至~5 mm。
为了实现S100A9的可视化,用荧光染料Cy5.5标记特定抗体(λexc/ λem: 675/700 nm)并将其静脉注射至小鼠体内,获取荧光反射成像。体内成像获取肿瘤组织后,获取肿瘤组织,使用FACS对细胞肿瘤浸润进行体外分析。此外,使用ELISA和组织学评估S100A9的表达。
在我们的鼠科BC恶性程度分级模型系统中,S100A9成像可明确区分转移性和非转移性肿瘤病灶,转移能力越高的肿瘤,其肿瘤促进免疫细胞的活性越高。体外FACS分析表明,体内成像可显示S100A9+单核细胞(含有免疫抑制髓源性抑制细胞)的积累。几乎没有检测到单核细胞传代细胞(即肿瘤细胞)以外的S100A9+细胞。
我们的研究表明,细胞肿瘤微环境的可视化提供了有关肿瘤介导的免疫细胞活性的信息,后者可作为肿瘤组织通信的一个指标。进一步的研究将评估可应用于影像学检查的备选蛋白靶向部分及其他潜在靶点结构。然而,在免疫调节疗法渐趋边缘的环境下,超越普通形态学的肿瘤组织相互作用的成像将会日趋火热,会为肿瘤免疫领域的患者分级和基础研究提供重要信息。