PLoS ONE：患疟疾可抑制肺癌生长转移

zhang8826857

2011/09/27

私聊

生命科学仪器综合讨论

疟疾可通过激活天然免疫和特异性免疫反应，并抑制肿瘤血管生成，进而抑制肿瘤生长和转移；疟疾能让荷瘤的机体长期保存肿瘤特异性免疫记忆。广州科学家在肺癌的治疗研究上跨出可喜一步。

广州科学家的研究表明，疟原虫感染（即疟疾）可抑制小鼠肺癌生长和转移。记者日前从中科院广州生物医药与健康研究院获悉，该院研究员陈小平领衔的团队与广州医学院呼吸疾病研究所所长钟南山院士合作开展的肺癌免疫治疗实验研究取得了系列进展，研究团队正在利用疟原虫作为载体研制治疗性肺癌疫苗。相关论文已于近日在线发表在美国《公共科学图书馆-综合》（PLoS ONE）。该论文以上述两个合作单位共建的呼吸疾病国家重点实验室为作者单位发表。

灵感来源：疟疾发生越严重地区，肺癌发病率和死亡率越低

陈小平说，他和他的团队最早关注到的是疟疾发病率跟肺癌发病率和死亡率成反比的关系。他说，通过对世界卫生组织数据库20多年来的数据进行分析，他们发现，疟疾发生越严重的地区，肺癌发病率和死亡率越低，反之亦然。即使在同一国家，“这种消长趋势也很明显。”

于是，他们决定在小鼠身上做实验，以证明疟疾发生对肺癌是否有抑制作用。他们将小鼠分成两组，一组小鼠只打入肺癌细胞，另外一组同时打入疟原虫和肺癌细胞，然后进行观察。

可喜发现：疟疾感染明显抑制小鼠肺癌的生长和转移

经过5年的反复多批实验和观察，研究人员发现：没有经过疟原虫感染的小鼠肿瘤生长迅速，很快发生转移和死亡；经过疟原虫感染的小鼠肿瘤生长缓慢，很少发生转移，寿命显著延长，其中约有10%的小鼠肿瘤全部消退。研究人员进一步发现，当小鼠肿瘤生长到一定程度时，用手术摘除肿瘤病灶，然后将手术后的小鼠分为两组，一组接种疟原虫，另一组不接种疟原虫，结果显示，接种疟原虫小鼠的寿命显著比没有接种疟原虫的小鼠的寿命长。

这提示，已经发生转移的肿瘤细胞也受到疟原虫感染的抑制。显然，疟原虫感染（疟疾）能够显著抑制小鼠肺癌的生长和转移，显著延长荷瘤小鼠的生存时间；同时，研究人员还发现，疟原虫感染能明显抑制肿瘤细胞的增殖，促进肿瘤细胞的凋亡，抑制肿瘤血管的生成。陈小平解释：“肿瘤血管的生成受到抑制，使肿瘤的供血不足，就可以抑制肿瘤的增大。”

研究结果：疟疾可增强机体对肺癌免疫力

陈小平介绍，研究人员进一步进行了免疫学机理研究。他们发现，疟原虫感染激活了小鼠机体的天然免疫系统，诱导产生了大量的IFN-γ和TNF-α等细胞因子，而IFN-γ和TNF-α对肿瘤就有很明显的抑制作用。同时，疟原虫感染还使小鼠机体内一种叫自然杀伤（NK）细胞的免疫细胞对肿瘤细胞的杀伤活性明显增强。

“机体内拥有的IFN-γ和TNF-α细胞因子和NK细胞属于一种天然免疫。”陈小平说，“感染疟疾会增强小鼠对肺癌的天然免疫力。”

“疟疾还可以诱导产生一种针对肿瘤的获得性免疫反应。”陈小平解释，疟疾可以激活一种树突状细胞，增强其吞噬抗原的能力，并把抗原提交给一种可以抑制肿瘤细胞的T细胞。

陈小平说，疟疾可诱导机体产生肿瘤局部及全身系统性的肿瘤特异性免疫反应，能使大约10%荷瘤小鼠的肿瘤完全消退，并能长期保存有效的肿瘤特异性免疫记忆。

总之，疟疾可通过激活天然免疫和特异性免疫反应，并抑制肿瘤血管生成，进而抑制肿瘤生长和转移。

前景：有望研发新型有效的治疗性肺癌疫苗

“当然，我们现在的研究还只是在实验室阶段，还不能马上应用到临床肺癌病人的治疗。”陈小平说，不过，肿瘤的实验研究不像艾滋病研究那样需要猴模型等大动物模型，只要在小鼠模型实验成功，就可能申请临床试验。“也就是说，根据我们现有的研究结果，有可能考虑申请临床试验了。”

陈小平说，这项研究有着积极的应用前景。“良性疟疾可能用于肺癌的免疫治疗，也可能作为携带肿瘤抗原的新载体用于开发新型有效的治疗性肺癌疫苗。”他说，研究还发现，疟原虫感染与肺癌DNA疫苗联合应用有明显的协同作用。

“目前，我们已经在研发治疗性肺癌疫苗。”他说，“主要是把肿瘤抗原的基因克隆到疟原虫的基因组里，同时利用基因敲除法，敲除疟原虫的毒性基因，希望能够制成安全有效的治疗性肺癌疫苗。”关于疫苗制成的时间表，他说，尚不能确定。

doi:10.1371/journal.pone.0024407
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Antitumor Effect of Malaria Parasite Infection in a Murine Lewis Lung Cancer Model through Induction of Innate and Adaptive Immunity

Lili Chen, Zhengxiang He, Li Qin, Qinyan Li, Xibao Shi, Siting Zhao, Ling Chen, Nanshan Zhong, Xiaoping Chen

Background：Lung cancer is the most common malignancy in humans and its high fatality means that no effective treatment is available. Developing new therapeutic strategies for lung cancer is urgently needed. Malaria has been reported to stimulate host immune responses, which are believed to be efficacious for combating some clinical cancers. This study is aimed to provide evidence that malaria parasite infection is therapeutic for lung cancer.

Methodology/Principal Findings：Antitumor effect of malaria infection was examined in both subcutaneously and intravenously implanted murine Lewis lung cancer (LLC) model. The results showed that malaria infection inhibited LLC growth and metastasis and prolonged the survival of tumor-bearing mice. Histological analysis of tumors from mice infected with malaria revealed that angiogenesis was inhibited, which correlated with increased terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated (TUNEL) staining and decreased Ki-67 expression in tumors. Through natural killer (NK) cell cytotoxicity activity, cytokine assays, enzyme-linked immunospot assay, lymphocyte proliferation, and flow cytometry, we demonstrated that malaria infection provided anti-tumor effects by inducing both a potent anti-tumor innate immune response, including the secretion of IFN-γ and TNF-α and the activation of NK cells as well as adaptive anti-tumor immunity with increasing tumor-specific T-cell proliferation and cytolytic activity of CD8+ T cells. Notably, tumor-bearing mice infected with the parasite developed long-lasting and effective tumor-specific immunity. Consequently, we found that malaria parasite infection could enhance the immune response of lung cancer DNA vaccine pcDNA3.1-hMUC1 and the combination produced a synergistic antitumor effect.

Conclusions/Significance：Malaria infection significantly suppresses LLC growth via induction of innate and adaptive antitumor responses in a mouse model. These data suggest that the malaria parasite may provide a novel strategy or therapeutic vaccine vector for anti-lung cancer immune-based therapy.

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