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为何某些癌症对男性更致命?原来和Y染色体有关
日期 : 12-07-2023


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洛杉矶西达赛奈医学中心(Cedars-Sinai Medical Center)癌症中心的最新研究发现:随着男性年龄的增长,他们的一些细胞会失去Y 染色体(注:Y染色体是生物学上的男性标志)。而Y染色体的丢失可以帮助癌细胞逃避免疫系统攻击,阻碍身体对抗癌症的能力。




专家点评

膀胱癌细胞中Y染色体的丢失与疾病的严重程度增加有关,但解释这一现象的分子机制一直不明。最新Cedars-Sinai的研究表明,Y染色体的丢失有助于肿瘤细胞逃避免疫系统,使肿瘤细胞侵袭性更强。但是幸运的是,Y染色的丢失同时使这类肿瘤细胞对一些anti-PD-L1治疗更敏感,研究人员希望他们的发现能够帮助改善患者未来的治疗效果。


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陈  默
CHEN MO

清华大学医学院

副教授



这项研究发表在权威科学期刊《自然》上,证实了男性衰老过程中常见的Y染色体丢失促进了侵袭性膀胱癌的发生发展,但与此同时,也提高了患者对免疫检查点抑制剂的响应性。根据这些发现,研究团队正在开发可以检测肿瘤中Y染色体丢失的方法,以帮助临床医生为膀胱癌男性患者量身定制免疫检查点抑制剂治疗方案。


西达赛奈癌症中心主任、该研究的通讯作者Dan Theodorescu博士表示:“这项研究首次揭示了Y染色体丧失与免疫系统对癌症的反应之间的联系,我们发现失去Y染色体使膀胱癌细胞能够逃避免疫系统的攻击并快速生长。”


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西达赛奈癌症中心主任Dan Theodorescu教授


该研究的主要合作者还包括西达赛奈医学中心生物信息学家陈兴宇,俄亥俄州立大学综合癌症中心博士后研究员Johanna Schafer以及医学肿瘤学家兼免疫学家Zihai Li教授等。


人类每个细胞通常具有一对性染色体。男性有一个X染色体和一个Y染色体,而女性有两个X染色体。在男性中,Y染色体的丢失已在多种癌症中被观察到,包括10%-40%的膀胱癌。Y染色体的丢失还与心脏病和阿尔茨海默病有关。


Y染色体包含了某些特定基因的蓝图。根据这些基因在正常膀胱上皮细胞中的表达,研究人员开发了一种评分系统来衡量癌症中Y染色体的丢失程度。然后,研究人员对两组男性患者临床数据进行回顾性研究。一组患者患有肌层浸润性膀胱癌,进行了膀胱切除,但未接受免疫检查点抑制剂治疗。另一组患者参与了临床试验,并接受了免疫检查点抑制剂治疗。西达赛奈医学中心的研究者发现,在第一组中,Y染色体丧失的患者预后较差,而后一组中,Y染色体丧失的患者整体生存率要好很多。


为了探究原因,研究人员接下来比较了实验室小鼠中膀胱癌细胞的生长速度。研究人员在培养皿中培养了肿瘤细胞,培养皿中的肿瘤细胞不与免疫细胞接触。研究小组还在T免疫细胞缺失小鼠体内分别注射了正常和Y染色体缺失的肿瘤细胞。在这两种情况下,带有和不带有Y染色体的肿瘤生长速度相同。


相反,在免疫系统完整的小鼠中注射肿瘤细胞后,缺乏Y染色体的肿瘤生长速度比具有完整Y染色体的肿瘤快得多。研究团队补充说,“通过进一步分析测序结果,我们还发现,与野生型(具有Y染色体)MB49细胞相比,MB49细胞在丧失Y染色体后肿瘤新抗原负荷增加,这可能是其更高的生长速度的原因之一。”


根据从人类患者和实验室小鼠得出的结果,Dan Theodorescu教授及其团队还得出结论,失去Y染色体的肿瘤细胞虽然更具侵袭性,但也更容易受到免疫检查点抑制剂的攻击并做出反应。这种免疫疗法是当前膀胱癌治疗的两个主要支柱之一,它可以逆转T细胞的耗竭状态,并使机体免疫系统能够与癌症作战。


西达赛奈医学中心研究团队尚未发表的初步数据显示,Y 染色体的缺失也会使前列腺癌更具侵袭性。幸运的是,这种侵袭性癌症有一个致命弱点,它比具有完整 Y 染色体的癌症对免疫更敏感。



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文章共同第一作者之一陈兴宇

事实上,只有在免疫系统发挥作用时我们才能看到肿瘤生长速度的差异,这是膀胱癌“Y丢失效应”的关键。该研究的共同第一作者西达赛奈医学中心生物信息学家陈兴宇表示:“这提示我们,具有Y染色体丢失的癌细胞会改变T细胞功能,促进T细胞耗竭,并使它们对免疫检查点抑制剂疗法敏感。” 我们也需要进一步的工作来去了解 Y 染色体缺失和 T 细胞耗竭之间的遗传联系。


“西达赛奈学术事务执行副院长Shlomo Melmed医学博士也表示:“我们的研究人员推测,失去Y染色体是肿瘤细胞为了逃避免疫系统并在多个器官中生存而发展出的一种适应性策略。这是一项重要的科学进展,加深了我们对癌症生物学的基本认识,并可能对未来的癌症治疗产生深远影响。”

Dan Theodorescu教授表示:“如果我们能够理解这些机制,我们就有可能更好地预防T细胞耗竭。免疫检查点抑制剂可以部分逆转T细胞耗竭,但如果我们能够在一开始就阻止它发生,就有很大的潜力改善患者的预后。” 

另外,虽然女性没有Y染色体,但Theodorescu教授表示,这些发现对女性也可能有影响。Y染色体在X染色体上有一组相关的基因,称为旁系同源基因,它们可能在女性和男性中都起着作用。目前还需要进一步的研究,来确定这种作用可能是什么。

“对 Y 染色体丢失重要性的认识,将激发人们对将性别视为人类生物学科学研究中的一个变量的重要性的讨论,” Dan Theodorescu教授说。“我们这项的原创性的发现,或可以为解释为什么某些癌症在男性或女性中更严重,以及如何更好地治疗癌症提供一个思路。Y 染色体不仅仅是决定人类的生物性别!”



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