病毒與腫瘤免疫的“中國夢”——記中國科學院微生物研究所研究員孟頌東

本刊記者　閆冬雪

病毒與腫瘤免疫的“中國夢”——記中國科學院微生物研究所研究員孟頌東

本刊記者閆冬雪

專家簡介：

孟頌東，中國科學院微生物研究所病原微生物與免疫學院重點實驗室研究員。2007年，入選中科院“百人計劃”。主持參與科技部“973計劃”“863計劃”和國家科技重大專項以及國家自然科學基金委面上項目與重點項目。先后在Lancet、Hepatology、PNAS、Clinical Cancer Research、International Journal of Cancer、European Journal of Immunology等發表論文30余篇。

“發現免疫系統激活的關鍵原理，革命性地改變我們大家對免疫系統的理解”。2011年諾貝爾生理學或醫學獎頒發給了發現免疫系統激活關鍵原理的科學家，評審委員會毫不吝嗇地給予了最高的評語。

近年，隨著腫瘤免疫學、分子生物學、生物工程技術的發展，如何從免疫和細胞這些癌癥發病的根本原因入手，調動機體的防御機制，調節機體的免疫力，增強抗癌能力，從而抑制腫瘤生長、轉移、復發，延長癌癥患者的生存時間，已經成為世界各國科學家治療癌癥的方向，這也是癌癥治療的根本出路。

2007年，為報效祖國，孟頌東學成歸來，入選中科院“百人計劃”，組建研究實驗室，將研究目標鎖定于熱休克蛋白在抗乙型肝炎病毒感染和腫瘤免疫中的調控機制以及相關治療性疫苗的研發。

多年來，在與病毒和腫瘤免疫打交道的過程中，他一直在為這個科研目標而忙碌著，一旦孟頌東實現了自己的夢想，乙肝病毒的魔爪不再伸向人類，著名演員朱莉切掉雙乳的悲劇將不再上演。

研發抗乙肝病毒靶向藥物

全世界有3.5億人感染慢性乙肝病毒（HBV），在我國感染人群約9300萬，乙肝病毒能引起急、慢性病毒性肝炎，與肝纖維化、肝癌的發生發展密切相關，嚴重威脅人類的健康。病毒感染人體后，病毒與宿主之間的相互作用決定感染的結局和疾病轉歸。然而，迄今為止，病毒逃逸宿主防御及乙肝慢性化機制并不清楚。針對影響我國人民健康的重要病毒——HBV感染分子機制的科學問題，孟頌東回國后圍繞HBV與宿主因子之間的相互作用開展了近5年的基礎研究，為的是進一步設計治療慢性乙肝靶向藥物。

孟頌東的科研主要聚焦在2個宿主因子：熱休克蛋白（HSP）gp96和microRNA對病毒復制、感染機制和T細胞應答的調控。這些研究能為發現新型抗HBV、肝細胞癌（HCC）的藥物靶點和疫苗提供依據。

在“973”、國家自然基金等項目的資助下，孟頌東課題組首次證明了gp96與來源于HBV的多肽直接結合，發現gp96在HBV感染的肝細胞中結合MHCI類分子限制性抗原肽，并對其結合的分子區域進行初步闡明，gp96蛋白N端是結合多肽的部位，為了解gp96激活T細胞的免疫機制奠定了基礎。

gp96與參與抗原呈遞的關鍵分子TAP、MHCI類分子直接相互作用，影響MHC-多肽復合物的形成，并將結合的抗原多肽呈遞給抗原呈遞細胞中MHC分子，激活特異性T細胞。同時gp96與TLR2/4相互作用，活化天然免疫，參與T細胞活化，利用TAT穿膜序列發現gp96進入抗原呈遞細胞的效率直接影響其T細胞活化功能。上述研究揭示了重要病原通過抗原呈遞的免疫放大機制，從理論上證實gp96作為通用T細胞疫苗佐劑的可行性。

miR-122在肝臟中有特異性表達，在肝臟功能和病理中發揮重要作用。孟頌東課題組通過對miR-122、miR-146a等miRNAs在HBV感染中的作用進行系統研究，發現HBV所有RNA/mRNA含有miR-122結合序列，通過“海綿”吸附的方式隔離并顯著下調肝細胞中miR-122水平。miR-122的下調引發同樣含有miR-122結合序列的宿主靶基因的表達上調，包括cyclin G1、PBF（PTTG1 binding factor）、NT5C3等。cyclin G1表達上調通過p53-病毒增強子使病毒復制增強，PBF/PTTG1通路的活化打破肝癌細胞休眠、從而引發肝癌，而NT5C3作為干擾素活化基因（ISGs）與IFN-α抗病毒治療療效密切相關。

上述研究發現HBV RNA/mRNA與宿主mRNA之間由于含有共同的miRNA反應（結合）序列而直接相互正向調控，揭示了病毒與宿主互作的新機制-競爭性病毒與宿主RNA（competitive viral and host RNAs, cvhRNAs）調控網絡，對HBV持續感染、HCC發生及抗病毒產生了重要影響。此項研究也先后在Lancet, PNAS, Hepatology, Journal of Virology, Journal of Immunology, Scientific Reports, Molecular Oncology, Clinical Cancer Research, International Journal of Cancer, Vaccine等雜志共發表S C I論文30多篇。研究成果被Nature Immunology、Annual Review of Immunology、Hepatitis Monthly、Trends in Molecular Medicine 、Expert Review of Vaccines等引用報導，獲得5項國家發明專利授權，孟頌東也因此被聘為microRNA雜志的副主編。

5年的基礎研究如今看來已是“也無風雨也無晴”了，但與研發應用相比較，基礎研究相對枯燥乏味，耗時長，不能很快看到研發效果，然而孟頌東卻能夠耐得住寂寞，5年來堅持埋頭做實驗。如果基礎科研有成果，將會為研發應用鋪平道路，受益匪淺，孟頌東5年來的基礎研究成果為進一步了解HBV病毒的持續感染機制和肝癌發生途徑提供了新的依據和闡釋，同時也為miR-122作為治療慢性乙肝的潛在新一代藥物的可行性奠定了基礎。

使腫瘤疫苗成為可能

研究數據表明，由于人類壽命延長、生活方式改變（如飲食、運動、抽煙等）、工作和生活壓力、慢性感染以及環境污染等復雜因素，我國和國際上腫瘤的發病率均逐年上升，一旦被病毒感染并慢性化則很難根治，因為機體很容易清除最初侵入的少量病毒，而一旦病毒成功感染并大量復制則會導致T細胞耗竭和免疫耐受。同樣對于腫瘤患者來說，一旦通過影像學檢測發現臨床可見的腫瘤時，多數患者體內已經存在天文數字的腫瘤細胞并可能已經擴散，免疫功能受損的T細胞已經很難清除這些數量巨大且惡性程度高的腫瘤細胞，這也是目前腫瘤免疫治療只有中等療效的根本原因。

疫苗接種已經使人類成功有效地預防了多種傳染病，那么腫瘤是否可通過疫苗接種預防呢？孟頌東認為應對腫瘤可以借鑒應對傳染病的成功經驗，研究可用于健康人群的腫瘤預防性疫苗，活化腫瘤特異性T細胞和記憶性T細胞，在腫瘤發生初期體內只存在少量異常變異的細胞時通過免疫功能健全的T細胞免疫監控加以清除，從而降低腫瘤的發生率，尤其是對于高危人群（如乙肝感染的肝癌高發人群，45歲以上的婦女乳腺癌高發人群，以及基因變異導致的家族性癌癥高發人群等）。

孟頌東實驗室研究發現，來源于胎盤的熱休克蛋白gp96攜帶多種胚胎抗原，而這些胚胎抗原與腫瘤抗原有驚人的相似性，用從小鼠和大鼠胎盤中純化的gp96抗原復合物免疫小鼠和大鼠后可激活腫瘤特異性T細胞和記憶性T細胞，并有效預防乳腺癌、肝癌的發生，而從人胎盤中純化的gp96同樣攜帶多種T細胞表位抗原，包括HER2和MUC1等典型的腫瘤抗原。孟頌東研究表明，HER2、MUC1、uPAR等基因的活化和表達直接促進處于靜息期的休眠腫瘤細胞脫離休眠進入活躍的分裂期從而生長成為致命的腫瘤，提示胎盤gp96可作為新型廣譜的腫瘤預防性疫苗。

臨床試驗已經證明，來源于腫瘤患者腫瘤組織的gp96具有良好的抗腫瘤免疫活性，孟頌東實驗室與醫科院腫瘤醫院和中國人民解放軍總醫院合作開展gp96自體免疫治療乙肝引起的肝癌、胃癌，臨床試驗發現患者接受自體gp96免疫后腫瘤特異性T細胞水平增加2～8倍之間，初步試驗結果提示能防止腫瘤復發，總后衛生部已經批準了該項技術在解放軍總醫院的臨床應用。