在一項新的研究中，來自美國國家癌癥研究所和英國巴布拉漢研究所的研究人員發現當腫瘤組織死亡時從它當中泄露出來的一種無機離子起著阻止抗腫瘤免疫細胞發揮功能的作用。這一發現為開發調動免疫系統抵抗癌癥的療法提供一種新的方法。相關研究結果于2016年9月14日在線發表在Nature期刊上，論文標題為“Ionic immune suppression within the tumour microenvironment limits T cell effector function”。

腫瘤是由活躍增殖的細胞和死亡組織區域的混合物組成的。之前的研究已發現腫瘤能夠抑制抵抗它們的免疫細胞，但是在此之前，人們并不知道這是如何實現的。這項新的研究發現腫瘤內的細胞一旦死亡就會釋放鉀離子到胞外空間中。鉀離子是一種通常在細胞內而不是在細胞外高濃度存在的離子。胞外腫瘤環境中水平增加的鉀離子降低T細胞的活性，阻止它們的抗腫瘤功能，其中T細胞是免疫系統中的一種特化的效應細胞。

研究人員對腫瘤特異性的T細胞進行分子改造以便增加它們移除來自死亡的腫瘤細胞中的鉀離子。這些經過改造的T細胞能夠有效地發揮著激活一種抗腫瘤免疫反應的作用，盡管它們的周圍是較高水平的鉀離子環境。這些T細胞經改造后表達更多的分子泵，而這些分子泵將過量的鉀離子從T細胞中驅逐出去。提供這些T細胞的“鉀離子輸出”能力會阻止導致細胞功能障礙的高水平胞內鉀離子堆積。

以這種方式修飾T細胞會增殖皮膚癌小鼠的腫瘤清除和存活率。

論文共同作者、巴布拉漢研究所淋巴細胞信號轉導與發育項目團隊領導Rahul Roychoudhuri博士說，“盡管已知當遭遇到外來入侵者和癌細胞時，鈣離子等離子在激活T細胞中發揮著至關重要的作用，但是對胞外鉀離子如何可能影響這一點，人們知之甚少。令人吃驚的是，我們發現當T細胞遭遇到腫瘤抗原時，由腫瘤中死亡的細胞釋放出的高水平鉀離子對鈣離子具有非常少的影響，但是會阻斷一種被稱作PI3K通路的細胞信號通路激活。在巴布拉漢研究所，我們在涉及PI3K通路的研究中積累著大量的經驗，因此我們已作出很好的準備來理解鉀離子阻斷T細胞激活的機制。”

這項研究揭示出腫瘤阻斷T細胞抗腫瘤功能的一種新機制和鑒定出設計新的癌癥免疫療法的新靶點。論文共同通信作者、美國國家癌癥研究所科學家Nicholas Restifo博士說，“這些發現對腫瘤微環境中的離子不平衡如何能夠強大地阻止浸潤到腫瘤中的免疫細胞的功能提供新的認識。我們特別興奮的是，這可能有助我們開發新的療法來激活癌癥患者體內的免疫功能。