紫杉醇是一种广泛使用的肿瘤化疗药物，但是也具有很多的副作用，比如周围神经病变、发热性中性粒细胞减少症、癫痫和脑病。理解紫杉醇在体内的作用机制或许可以帮助改进治疗措施，尽可能避免这些副作用。
近日，来自荷兰癌症研究所-安东尼·列文虎克医院的Jacco van Rheenen研究团队在Cancer Cell上发表题为Taxanes trigger cancer cell killing in vivo by inducing non-canonical T cell cytotoxicity的文章，发现紫杉醇直接增强T细胞的肿瘤杀伤性，并且不依赖于TCR，而是依赖于一种非经典的分泌细胞毒性胞外囊泡的途径，特异性诱导肿瘤细胞凋亡，而不影响正常细胞；并且在体外用紫杉醇处理T细胞后转移到肿瘤小鼠体内可以杀伤肿瘤且避免副作用。
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由于体外细胞实验的结果显示紫杉醇诱导的细胞死亡是由于抑制了有丝分裂导致的，但是动物实验结果则存在争议，研究人员首先用两种乳腺癌模式小鼠（KB1P模型，缺失抑癌基因Brca1和Trp53；MMTV-PyMT模型，过表达癌基因PyMT）进行了实验，用多西他赛（Docetaxel，又称多烯紫杉醇）处理确实可以抑制肿瘤生长，但是他们并没有观察到明显的有丝分裂延迟。由于之前在三阴性乳腺癌患者中的研究发现，在阿霉素+环磷酰胺（doxorubicin + cyclophosphamide，AC）的化疗药物中添加多西他赛可以改善具有高肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）患者的生存率，于是他们用抗体清除携带KB1P肿瘤的FVB小鼠的CD4+和CD8+细胞，然后进行化疗药物处理，虽然AC化疗处理可以显著降低肿瘤体积，但是小型肿瘤持续存在，而在AC+多西他赛（AC+T）则会导致治疗期间完全检测不到肿瘤，但是在清除了T细胞的小鼠中仍然可以检测到肿瘤，说明T细胞介导了多西他赛的肿瘤抑制效果。并且进一步研究发现AC+T处理会增加肿瘤内T细胞浸润，CD4+和CD8+T细胞都参与多西他赛介导的抗肿瘤反应。
那么具体的机制是什么呢？他们发现多西他赛并不会导致癌细胞对T细胞杀伤更敏感，而是直接增强T细胞的细胞杀伤性。经典的T细胞杀伤需要T细胞受体（TCR）识别抗原，但是他们从没有肿瘤的小鼠脾脏中分离出T细胞，用多西他赛体外处理，然后与肿瘤类器官共培养，发现肿瘤杀伤作用增强，接下来他们抑制淋巴细胞激酶（LCK）来抑制TCR，发现并不会抑制多西他赛的效果，因此多西他赛介导的T细胞杀伤作用增强并不依赖于TCR激活。
并且他们通过实时成像观察发现，多西他赛处理后的T细胞与肿瘤类器官共培养时，肿瘤体积的减小并不会伴随着T细胞的大量浸润，说明多西他赛处理导致的T细胞杀伤增强并不需要物理接触。于是他们猜测T细胞可能释放了非经典的细胞毒性因子，确实，之前被多西他赛处理过的T细胞的条件培养基（CM）也具有肿瘤抑制效果，然后他们利用质谱来鉴定T细胞的分泌组，发现多西他赛处理过的T细胞的CM中蛋白含量显著升高，并且GO分析显示胞外囊泡（EV）中的货物蛋白显著升高，于是他们分离了EV进行蛋白质组分析，发现多西他赛处理会导致EV中蛋白数量变多，并且多西他赛处理后的EV组分也具有抗肿瘤效果。
由于在2D培养的细胞系中，多西他赛处理的T细胞诱导肿瘤细胞凋亡的能力比3D培养的类器官明显要弱，于是他们进行了实验验证，发现2D培养的肿瘤细胞系对于EV细胞毒性的敏感性降低。
接下来他们利用OT I/OVA系统（T细胞的TCR可以识别OVA表位）来检测多西他赛对肿瘤特异性T细胞的效果，用MMTV-PyMT OVA+肿瘤类器官表达OVA表位，发现多西他赛处理过的OT I T细胞的抗肿瘤活性增强。并且他们从健康小鼠脾脏中分离了T细胞，用多西他赛处理后静脉注射到肿瘤小鼠体内，发现可以抑制肿瘤，并且一次注射效果可以维持超过十天，单次注射就可以显著改善小鼠的生存率。
最后他们在患者来源的肿瘤反应性T细胞中检测了多西他赛的效果，用来源于非小细胞肺癌（NSCLC）患者的外周血单个核细胞（PBMC）和自体肿瘤类器官共培养，诱导肿瘤反应性T细胞，用多西他赛处理，然后与自体肿瘤类器官和健康类器官共培养，发现多西他赛会诱导肿瘤反应性T细胞对肿瘤类器官的抗肿瘤活性，而不影响健康类器官。并且他们对患者来源的肿瘤反应性T细胞用多西他赛处理后分离了EV组分，用分离得到的EV组分处理自体肿瘤类器官和健康类器官，发现多西他赛处理后的EV组分抗肿瘤活性更强，而不影响健康类器官。
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紫杉醇体内诱导非经典T细胞毒性抑制肿瘤
总的来说，这项研究揭示了紫杉醇在体内的作用机制，即直接激活T细胞诱导细胞毒性胞外囊泡释放来杀死肿瘤细胞，在肿瘤小鼠上进行的细胞过继疗法可以有效杀伤肿瘤且有效避免副作用，并在来源于肿瘤患者的类器官中证明了具有潜在的临床应用价值。
