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Science子刊:顧臻團隊帶來智能抗癌凝膠



近年來,腫瘤免疫療法在癌癥治療上取得了歷史性的進展,諸多新藥研發公司也正在開發免疫療法組合,提高療效。今日,《科學》子刊《Science Translational Medicine》(《科學·轉化醫學》)在線刊登了華人學者顧臻教授團隊的一項新研究——他們開發出了一種新型凝膠藥劑,能在腫瘤部位依次釋放化療小分子藥物和腫瘤免疫療法大分子抗體,起到抑制腫瘤生長的效果。

Science子刊:顧臻團隊帶來智能抗癌凝膠

▲本研究的負責人顧臻教授(圖片來源:UNC Health Care News)

在介紹這項研究前,我們先來了解一下免疫療法。在我們體內,每時每刻都有細胞發生突變,產生異常。幸好,我們的免疫系統能將這些異常細胞與健康細胞區分開來,并進行攻擊和摧毀。不幸的是,癌細胞利用了免疫系統的這一特性,將自己包裝成“良民”的模樣。因此,即使這些細胞出現了諸多突變,免疫系統也不會對它們展開攻擊,放任它們增殖和生長。

近年來脫穎而出的腫瘤免疫療法,則能“擦亮”免疫系統的雙眼,讓它識別并攻擊癌細胞。目前最為成熟的腫瘤免疫療法之一叫做“免疫檢查點抑制劑”。通過激活T細胞的攻擊,這類免疫療法能有效治療包括黑色素瘤、腎癌、頭頸癌、膀胱癌、以及非小細胞肺癌等一系列疾病。然而免疫療法也不是萬能藥。有時,即便用藥,腫瘤仍會缺乏被免疫系統識別的特征,從而逃脫免疫細胞的攻擊,讓其不起效。為此,新藥研發人員們期望將免疫療法與其他抗癌療法進行結合,起到1+1大于2的效果,對癌癥進行更有效的治療。

先前,臨床醫生們發現,有時在接受腫瘤免疫療法的治療前,倘若先采取化療治療,會提高免疫療法的療效。這或許是因為被化療殺死的癌細胞會釋放一些分子,讓免疫系統變得更為警惕。受此發現的啟發,諸多科學家們也正在嘗試將化療藥物與免疫療法結合起來,開發全新聯合療法,以期增強療效。

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▲這款水凝膠能根據生物環境,釋放包裹在內的藥物(圖片來源:顧臻教授團隊)

北卡羅萊納大學教堂山分校(University of North Carolina at Chapel Hill) 及北卡羅萊納州立大學(North Carolina State University)的顧臻教授團隊帶來的這一款創新藥劑,是這一領域的最新進展之一。這一材料的主要成分是水凝膠,是一種由聚合物形成的網絡結構。其中,我們可以裝入多種藥物分子。值得一提的是,由這支團隊研發的水凝膠具有“智能性”。它能根據生物體中的環境不同,做出相應的變化,比如調控降解的行為,控制藥物的釋放。

“在體內,生物相容的聚合物(聚乙烯醇)以及對應交聯物混合在一起后,能很快地形成凝膠,”這項研究的共同第一作者王金強博士說道:“其中的一款成分能被細胞代謝的自然化學產物ROS(活性氧類)給切斷?!庇捎谀[瘤發育和生長伴隨著較高濃度的ROS,因此研究團隊期望在腫瘤附近,高濃度的ROS能讓凝膠分解,同時幫助釋放出包裹在內的藥物分子。

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▲定點注射后,這款材料不但能釋放抗癌藥物,還能讓腫瘤“更為顯眼”(圖片來源:顧臻教授團隊)

具體說來,研究人員們將化療藥物吉西他濱(gemcitabine)和一款抗PD-L1抗體一道包裹在了這款凝膠內。當這些凝膠被注射入腫瘤病灶處后,就會在ROS的影響下逐漸降解,同時先釋放出分子量較小的吉西他濱,再釋放出PD-L1抗體,起到先化療、再免疫治療的效果。更有意思的是,這款凝膠自身的特性還能夠讓腫瘤看起來“更為顯眼”,引起免疫系統的注意,幫助免疫細胞在病灶處會合,從而提高免疫療法的效果。

“具有細胞毒性的化療會首先殺死一些癌細胞,從而增加腫瘤對免疫檢查點抑制劑的敏感度,這會進一步提高免疫檢查點抑制劑療法的效果,”該論文的共同作者Gianpietro Dotti教授說道:“與此同時,當水凝膠降解后,腫瘤內的ROS水平會下降,也會幫助抑制腫瘤生長?!?/span>

這支科研團隊在動物模型中測試了這款凝膠藥劑的潛力。在B16F10黑色素瘤與4T1乳腺癌模型中,這款創新藥物遞送技術能有效讓腫瘤微環境對治療更為敏感。當藥物從中釋放后,腫瘤體積也顯著減小。除了縮小腫瘤體積外,這款材料還能有效防止腫瘤復發——研究人員們在腫瘤的手術切除部位加入了這款水凝膠。后續結果表明,癌癥的復發得到了明顯的抑制。




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