新研究揭示了间皮瘤的发展方式

间皮瘤一直是几起数十亿美元的诉讼中心的一种备受瞩目的疾病，但这种疾病本身仍然是一个医学之谜。

这种无法治愈的癌症发展在许多内脏器官的内壁上 - 包括肺和腹膜 - 但其症状通常直到最初接触石棉(一种常见且天然存在的矿物质)后约40年才能检测到。这种漫长的潜伏期，以及没有已知接触石棉的个体的间皮瘤病例，使这种疾病及其起源成为医生和科学家长期存在的难题。

现在，马里兰大学的一个跨学科研究小组可能已经确定了这个难题的一个重要部分。在2023年<>月在线发表在《环境研究》杂志上的一篇论文中，研究小组提出，理解间皮瘤的关键在于免疫细胞如何“感知”并与周围的颗粒相互作用。

根据这项新研究，污染物颗粒(如石棉纤维)的形状和大小会显着影响免疫系统在接触后的反应，最终影响健康结果。

“当涉及到对患者造成不良健康影响的可能性时，颗粒的几何形状或大小比其矿物成分更重要，”研究合著者和地质学UMD名誉教授Ann Wylie解释说。“当免疫系统暴露于正确形状和大小的颗粒时，石棉会引发免疫反应。

“我们认为，最危险的纤维类型 - 特别薄和长的纤维 - 可能会导致称为巨噬细胞的免疫细胞将其他免疫细胞招募到组织内的石棉暴露部位。这种反应阻止免疫细胞到达需要它们的其他地方，如癌前病变，“该研究的共同作者Wolfgang Losert补充道，他是UMD物理系和物理科学与技术研究所的教授。“这可能导致免疫系统有效地忽略该器官周围的其他严重疾病。

在之前的一项研究中，研究小组的一些成员发现，直径小于250纳米、长度大于5微米的矿物颗粒比较短的矿物颗粒更难被肺部物理清除。较长的颗粒在肺部停留的时间更长，在最终遇到巨噬细胞等免疫细胞之前，进一步与健康的肺组织相互作用。

在这项新研究中，研究人员检查了从各种地质地点的矿物样本中提取的颗粒。他们发现免疫细胞使用一种称为疏离性的机制来“感知”周围颗粒的物理特征 - 例如大小，形状和质地，并根据该信息对每个颗粒做出不同的反应。

研究人员观察到，当巨噬细胞遇到这些小而危险的颗粒(包括较小的石棉纤维)时，巨噬细胞“激活”以将其他免疫细胞募集到该部位。然而，由于这些较长的颗粒在物理上不太容易被去除，活化的巨噬细胞在很长一段时间内继续要求更多的免疫细胞到同一部位，从而主导免疫细胞通讯。

研究人员假设，这种对免疫细胞迁移系统的最终“劫持”将导致受感染器官的其他附近区域被忽视，因为所有免疫细胞都被委托到一个位点。结果，这些其他组织将被剥夺免疫系统的愈合能力 - 这可能是为什么许多免疫功能低下的患者即使没有已知的石棉纤维暴露也会发展为间皮瘤的可能解释。

从本质上讲，粒子的纳米形貌 - 它们在纳米水平上形成的表面特征 - 间接控制允许免疫细胞移动的内部机制。

“这种反应基本上压倒了免疫细胞通讯系统，并将身体自身的防御从需要的地方转移开来，”该研究的共同作者John Fourkas解释说，他是UMD化学与生物化学系和物理科学与技术研究所的教授。“从长远来看，矿物颗粒的物理特性可以改变免疫细胞的行为，这可能是间皮瘤症状至少需要30到40年才能显现的原因。

该团队认为，他们的理论也适用于大小与致癌石棉纤维相似的矿物颗粒，这可以为此类颗粒引起的其他疾病提供更多见解。随着人们对结晶二氧化硅和碳纳米管等空气中矿物颗粒的致癌特性的日益关注，有关疏离性及其对免疫反应的影响的其他信息可能是保护的关键。

“仍然需要更多关于矿物诱导癌症的研究 - 这很复杂，需要地质学家，化学家，物理学家和生物科学家的专业知识，”Wylie说。“但这个项目和其他类似的项目使我们更接近于弄清楚间皮瘤和所有类型的癌症形成背后的机制。