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更高效:研究人员利用“免疫诱饵”粒子治疗转移性肺癌

癌症有一种不幸的且通常是致命的倾向,它会扩散到全身,这其中继发性肿瘤最常见的出现部位则是肺部。现在,来自哈佛大学怀斯研究所的科学家们已经开发出一种将免疫诱导药物附着在红细胞上的肺部转移瘤疗法。

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据了解,当肿瘤在体内某处扎根后通常会开始转移。癌细胞脱离主肿瘤在血液中循环直到它们在另一个组织中找到新家,然后它们在那里形成新的肿瘤。遗憾的是,当病人通过手术切除他们的原发肿瘤却发现肿瘤已经扩散了。

先前的研究表明,肺是继发性肿瘤最常见的部位之一。这是因为那里充满了细小的血管,而这些血管很容易让恶性肿瘤细胞挤在一起进而为新的肿瘤播下种子。而进一步加剧这一问题的是,化疗等传统疗法对肺组织的损害特别大,这使得这些转移性肿瘤常常致命。

一种新兴的替代疗法是免疫疗法,它包括增强患者的自然免疫系统以对抗癌症。因此,在这项新的研究中,怀斯研究所的研究人员将重点放在向肺部输送一些免疫激活药物上。

这项研究建立在早期将药物附着在红细胞上的研究基础上,我们知道,红细胞几乎可以成为完 美的 载体。这些无处不在的细胞携带着氧气在全身循环,而载在它们上面的药物颗粒则可以避免引发不必要的免疫反应。

事实上,该团队这次利用了之前研究中的障碍来为自己创造优势。研究人员发现,当药物纳米颗粒挤过肺部狭窄的毛细血管时,它们经常会从血细胞上被剪断。如果试图将药物送到脾脏,这是没有帮助的,但如果肺本身就是目标那则是非常有用的。

据了解,研究小组选择的药物载荷是一种叫做CXCL10的小蛋白质,它是一种趋化因子,可以吸引免疫细胞去攻击潜在危险的入侵者如癌细胞。

“肺转移耗尽了当地环境中的某些趋化因子,这意味着吸引有益的白细胞来对抗肿瘤的信号消失了,”该研究的论文第一作者之一Anvay Ukidve解释道,“我们假设,在肿瘤部位提供趋化因子信号可以帮助恢复身体的正常免疫反应并使其能对肿瘤(细胞)发起攻击。”

研究小组将纳米颗粒设计成只在肺部脱落,甚至在其表面点上了一种抗体,这种抗体则会跟肺部血管细胞中的常见蛋白质结合。这些纳米粒子随后被装载到CXCL10的有效载荷中。

研究人员将载药纳米颗粒称为“免疫诱饵(ImmunoBait)”,当这些纳米颗粒附着在红细胞上时,他们则将整个系统称为“红细胞锚定全身免疫疗法(EASI)”。

接下来,EASI系统在患有乳腺癌并已转移到肺部的老鼠身上进行了测试。结果研究小组发现,在注射EASI后,免疫诱饵颗粒在肺部停留了长达6个小时,其中大部分都集中在癌细胞周围。CXCL10水平保持在高水平72小时,研究人员认为这是机体产生自身趋化因子的反应的结果。作为回应,几种不同类型的免疫细胞在肺部也出现了增加。

研究人员随后调查了这种疗法减缓癌症进展的效果。研究小组通过手术切除了动物的原发肿瘤,然后用EASI、不附着在血液细胞上的免疫诱饵纳米颗粒或免疫诱饵中不含的CXCL10对不同的组进行治疗。

结果显示,整个EASI系统的效果是单独CXCL10的4倍,是单独免疫诱饵的6倍。37天后,EASI小鼠的转移性结节数量都少于20个,而其他小鼠的转移性结节却多达100个。另外,它们的寿命也更长了--1/4的小鼠在试验中活了整整40天,而其他的小鼠在20天内就去世了。

EASI疗法也可能对癌症复发提供更持久的保护。在接受治疗的小鼠的血液中,CD8免疫细胞的数量变得更多,这些细胞的循环时间也更长。在治疗后,小鼠被注入同样的癌细胞,那些接受EASI治疗的小鼠的肿瘤生长速度则比未接受治疗的小鼠要低得多。

该研究的论文资深作者Samir Mitragotri表示,这些发现展示了EASI系统将转移的生物学逆境转化为对抗转移性癌症的独特治疗机会的能力。

尽管结果听起来很有希望,但目前还不能保证这种疗法对人体也有效,在任何临床试验开始之前,研究人员还需要进行进一步的研究以确保其安全性和有效性。

相关研究报告已发表在《 Nature Biomedical Engineering 》上。

https://www.nature.com/articles/s41551-020-00644-2

来源: Science科学

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