城大年轻学者研究独特免疫细胞 冀找出癌症免疫疗法和疫苗

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免疫治疗在对抗癌症方面近年渐露头角,虽仍在起步阶段,但已为许多癌症患者带来了希望。香港城市大学(城大)生物医学系的一位年轻学者,便致力研究一种于人体内数量稀少的免疫细胞,探索它引发对抗癌症的免疫机制,终极目标是研发出可适用于不同癌症的新一代免疫疗法和疫苗。她凭有关研究近日获得裘槎基金会前瞻科研大奖”。

城大今次是首度有研究人员获颁裘槎基金会“前瞻科研大奖”,而且好事成双,有两位研究人员同获奬项,来自生物医学系助理教授周筠庭博士是其中之一。她也是今次获该奬的唯一一位女科研人员。

周博士对于获奖感到十分荣幸,并说:“我于2014至2015年获颁裘槎基金会博士后研究奖,我现时对免疫系统研究的基础其实就是由那时候开展。感谢裘槎基金会多年来对我的支持和信任。” 她亦感谢城大和生物医学系对其科研项目在资源上的大力支持: “我们团队数月前购入一部香港独有的仪器,可以拍摄单一细胞的高清影像,方便我们分析比对。”

plasmacytoid dendritic cells
周博士与研究团队会用这部城大独有的仪器,取得浆细胞样树突状细胞的影像,然后加以分析。而她与团队的研究刚进入动物测试的阶段,她形容是“漫漫长路”,但期望早日开发出新型癌症免疫疗法。

 

刺激自身免疫系统对付癌细胞

周博士的研究主要围绕人体对癌症产生免疫反应的机制。她说:“其实人体的免疫系统是一个非常强大和了不起的防御系统,每分每秒都与不同的病毒和细菌打仗。”她指出,虽然目前科学家已知道免疫系统对不同感染的反应为何,例如抵挡病毒与抵挡细菌的方法极为不同,但对于癌症的反应,相对上则所知较少。

她进一步指出,癌症是因细胞出现变异而诱发,而“其实细胞变异在人体会不停发生,只是一般来说免疫系统都可以控制那些变异,令人体不发病。癌症正是免疫机制崩溃时才会病发”。

因此,她的研究目标是要找出免疫系统如何对抗癌细胞,以及促使免疫系统崩溃的原因,从而找出方法刺激、唤醒免疫系统去打仗,以对付癌细胞。周博士解释说:“靠自身的免疫系统 ‘打仗’,病人可以免于受一般癌症治疗过程如电疗、化疗等引起的有害副作用之苦。因为即使用标靶抗癌药,仍然会杀死很多非癌变的健康细胞。”她强调,免疫系统有记忆,会牢记 “打胜仗”的方法,所以即使癌症复发,免疫反应会更快、更强,甚至有机会令病人对该种癌症 “终生免疫”。不过她坦言,癌细胞会不停变异以逃避免疫系统的追捕,所以免疫系统也要不停 “学习”或者 “更新”。

唤醒免疫系统击败癌细胞

为找寻唤醒免疫系统击败癌细胞的方法,周博士在城大设立了实验室深入研究,结合多个生物医学范畴的概念与技术,包括分子和细胞生物学、癌症生物学、免疫学、基因组学、细胞和动物模型、系统生物学,以剖析调节抗癌免疫反应的分子路径与基因调控网络,从而控制细胞的行为,以及探究负责调节抗癌免疫反应的细胞的相互作用。

周博士这次获 “前瞻科研大奖”的项目,其研究重点便是一种独特的免疫细胞,叫 “浆细胞样树突状细胞”(plasmacytoid dendritic cells, pDCs)。她解释,科学家们都知道pDCs对抵抗病毒感染很重要,但没有特别研究对其他感染的反应。然而,她和团队却发现,原来pDCs也有其他免疫反应通路(immune pathways),不同的刺激会诱发基因组的改变,因而使细胞作出不同的反应,可以对抗不同的感染,包括在对抗癌细胞方面,亦有重要角色

她表示,近年不同的研究已显示,肿瘤内能找到pDCs,而且在动物测试中发现,pDCs可以令有癌症的动物的存活率提高。在此基础上,她希望探究出pDCs如何找出和对抗癌细胞的运作机制

plasmacytoid dendritic cells
最左边灰色一行的是浆细胞样树突状细胞的显微镜影像,其他的影像为不同蛋白质于该细胞内的分布。此图显示浆细胞样树突状细胞在加入名为R848的化疗药物后,以及它们于自然状态时(unstim)的不同反应。(周筠庭博士提供)

 

集中研究香港发病率高的肝癌和乳癌

她又指,要研究pDCs首先要把它们从血液中分离出来,但它们数量十分稀少,占血液细胞的不足1%,因此单是分离出pDCs已经困难重重。另一挑战是免疫系统对不同癌症的反应截然不同,她目前将注意力集中在肝癌和乳癌上:“因为这两种癌症在香港的发病率都甚高。”团队下一步会与香港本地医院合作,取得病人的癌细胞组织样本研究,以印证团队的实验结果,并测试用不同方法以刺激免疫系统,再评估治疗癌症的成效。

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周筠庭博士与研究团队,左起林敬富、周博士、王美君、Eunice Dotse以及Kevin Julio Wijanarko。

 

除了药物治疗,她和团队亦会研究相关疫苗。她说︰ “传统疫苗透过注射已死或变弱的细菌或病毒,使免疫系统产生记忆,我们能否将同样的策略应用于对抗癌症?例如注射已死或变弱了的癌细胞,去教育免疫系统?这也是我们的研究方向之一。”

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周博士指出在外国已临床应用的其中一款免疫治疗,用以治疗淋巴癌和血癌,做法是先抽取并基因改造患者体内的T细胞,令它能辨别及杀死之前未能辨识的癌细胞。这些T细胞会输回患者体内,以便更准确地找出并杀死癌细胞。

 

周博士对pDCs的研究始于美国华盛顿大学,当时她以博士后的身分从事病毒免疫研究。此前她于加州大学柏克莱分校攻读分子及细胞生物学博士学位,重点研究免疫学。她在2018年自美国回流香港后,加入城大生物医学系继续其研究。 

由于表现优秀,周博士在学术研究生涯中多次获奖,包括2008-2009年美国国家科学基金会研究生研究奖计划荣誉奖、2012年美国国家卫生研究院研究生研究会议奖及2015-2018年美国国家卫生研究院Ruth L. Kirschstein 国家研究服务奖博士后奖(F32)。这次周博士获颁发的“裘槎前瞻科研大奖”,旨在选出少数才华横溢及具国际竞争力的科学家,让这批“明日之星”在研究事业初启时获得支持,以发展个人专长,参与创新研究工作并为香港的教育与研究作出贡献。得奖者可获最高500万港元的奖金,作为五年间的研究经费。城大的另一位得奖者是化学系的助理教授郭骏杰博士

本文已于 “香港城大研创” 微信公众号发布。
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