肿瘤相关小胶质细胞和巨噬细胞 (TAM) 在确定中枢神经系统肿瘤的疾病进展中起主要作用。然而，监测这些细胞历来需要侵入性活检。路德维希癌症研究中心的一项研究开发了一种策略，可以在活体小鼠的大脑和乳腺肿瘤中非侵入性地追踪被称为巨噬细胞的免疫细胞。癌细胞经常招募和重新编程这些肿瘤相关的巨噬细胞，或TAM，以支持自己的生长并赋予抵抗治疗的能力。

        该研究题为“Multispectral fluorine-19 MRI enables longitudinal and noninvasive monitoring of tumor-associated macrophages”，发表在最新一期的《Science Translational Medicine 》上，并登上了该杂志的封面。

        巨噬细胞监测有可能显著改善各种癌症的治疗管理，在最致命的原发性癌症和转移瘤中，恶性肿瘤尤其依赖于巨噬细胞的存在，而靶向这些免疫细胞可能是治疗它们的关键策略。

        研究背景

        多年来，乔伊斯实验室一直在研究 TAM 和其他免疫细胞在起源于大脑或从其他地方(如乳房、肺或皮肤)转移的肿瘤中所起的关键作用。例如，先前研究已经展示了阻断巨噬细胞生长所必需的因子作用的药物如何将 TAM 从支持癌症的状态重新编程为杀死癌症的状态。研究人员发现了大脑中的常驻巨噬细胞、小胶质细胞和那些从血液循环中被吸引到肿瘤的巨噬细胞——单核细胞衍生的巨噬细胞 (MDM)是如何在胶质瘤和脑转移瘤中分化的。研究还证明了 TAM 如何促进脑肿瘤的复发和治疗抵抗，并确定了应对这些挑战的策略。

        因此，跟踪巨噬细胞数量和分布随时间变化的能力可以大大改善脑癌治疗的方法。但这说起来容易做起来难，目前，胶质瘤的免疫情况只能通过活检来观察，活检除了具有高度侵入性和常规操作之外，只能在特定时间点看到一小部分肿瘤。

        研究进展

        随着时间的推移，为了非侵入性地研究 TAM 种群，研究人员利用了免疫细胞的基本功能，即在身体周围漫游，吞噬颗粒物。他们用两种不同类型的纳米粒子注射了神经胶质瘤、乳腺癌和乳腺到脑转移的小鼠模型，两种纳米粒子都用氟同位素 ( 19 F) 标记，每一种都发出独特且可识别的信号，可通过磁共振成像 (MRI)检测到——癌症治疗的标准成像技术。这些纳米粒子发射的信号也不同于氢同位素 ( 1 H) 发射的信号，后者用于对组织进行成像，包括癌性生长。

        研究人员证明，纳米颗粒在 TAM 中积累，允许以直接和非侵入性的方法，通过“多光谱”MR 成像来确定肿瘤地理区域中免疫细胞的丰度和位置。例如，成像显示，标记的 TAM 在肿瘤产生的渗漏、畸形血管周围积聚，这一发现可能对正在开发的旨在使肿瘤血管系统正常化以改善药物输送的联合疗法产生影响。

        放射疗法是胶质瘤的标准治疗方法。最近的研究表明，放射疗法在初始照射后和疾病复发后显著改变了 TAM 的总数和类型。在当前的研究中已证实，虽然在未经治疗的神经胶质瘤中发现小胶质细胞和 MDM 的数量大致相等，但在放疗后复发的肿瘤中，MDM 往往会在远离小胶质细胞的地方接管并聚集在一起。

        “成像揭示了以前未知的 TAM 在未经治疗、休眠和复发的神经胶质瘤中的利基，”乔伊斯说。“它还捕捉到了 TAM 在胶质瘤和脑转移瘤之间的分布有何不同。”

        研究意义

        随着进一步发展，本研究开发的成像方法可以帮助临床医生无创地识别脑肿瘤类型，更好地监测预后和耐药性，从而改善治疗脑肿瘤的方法。

        研究人员对巨噬细胞进行了无创和纵向成像，其具有集成的细胞、空间和时间分辨率，从而揭示了对 TAM 关键功能(包括疾病复发)的重要生物学见解。此外，这些策略将为科学家提供一个了解肿瘤免疫环境变化的窗口，发表了对开发新的癌症治疗方法至关重要的见解。

        参考资料：

        https://medicalxpress.com/news/2022-10-strategy-non-invasively-key-immune-cells.html

        https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.abo2952

        注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。

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