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美国一实验室养大量豆子然后毁掉,竟然是为了拯救癌症患者?

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学术经纬 2021-09-24 09:05

▎药明康德内容团队编辑

在加利福尼亚大学圣地亚哥分校的一个实验里,研究人员种植了许多黑眼豆,但这个实验室既不是研究植物学的,这些豆子也不是用来吃的。

这些豆子也通常并不会健康地成长,反倒是会被刻意地用豇豆花叶病毒感染。这么做的目的只有一个,收集大量的病毒。是的,研究者需要的并不是豆子,而是球状的纳米病毒颗粒,黑眼豆只是工具豆而已。

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▲黑眼豆(图片来源:Wikipedia, CC BY 4.0)

实际上,这些病毒能够随后派上重要用途,它们能成为帮助机体抵御癌细胞转移的重要助手。找病毒当帮手,岂不是抵御了癌症,又染上了病毒么?实际上,正是考虑到这一问题,黑眼豆才被纳入了选择范围。

首先,感染黑眼豆的豇豆花叶病毒作为一种植物病毒,它在进入动物机体后不会造成感染,对动物是无害的。但它作为一种外来物,仍然会引起免疫反应,使得免疫系统开始攻击和清除它。

既然这种病毒无害,还能够引起免疫系统注意,那么完全可以让它携带一个和癌细胞相关的标签,引导免疫系统的前进。

▲研究示意图(图片来源:参考资料[2])

目前,肺转移是癌症转移中最常见的一种形式,一旦在肺部形成新的肿瘤,那么对患者来说可能是非常难治和致命的。因此,将癌症的肺转移控制住将拯救众多癌症患者,如何让免疫系统在肺部发挥更强的作用也成了关键。

在加利福尼亚大学圣地亚哥分校教授Nicole Steinmetz眼中,肺部中的蛋白S100A9就是一种很好的靶标对象。

S100A9是一种免疫细胞分泌的蛋白,可以帮助身体应对肺部的感染。不过更关键的是,这种蛋白的过度表达会导致肿瘤的生长和传播,提示它在肿瘤的微环境中可能有重要作用,是一个能很好显示肿瘤存在的标志物。

当研究者从黑眼豆收集了足够量的病毒颗粒之后,他们选择在纳米大小的颗粒上连接了一个可以靶标S100A9的分子。此时,病毒成为了一个跟踪导弹,可以锁定S100A9一路来到肺部。

等到病毒抵达终点,被激活的免疫细胞也跟随到达目的地。理论上,它们在消灭病毒的同时,也会注意到肿瘤的存在,对其一并消灭。

那实际战况如何呢?Steinmetz教授共操作了两种类型的实验,一种是预防性用途,另一种是治疗性用途。在预防性实验中,他将植物病毒注射到了健康小鼠的血液中,并随后给小鼠注射了黑色素瘤细胞。

▲实验流程(图片来源:参考资料[2])

两周后,研究者取下了小鼠的肺部,观察结果明显显示,对照组的小鼠肺部已经布满了肿瘤,而注射了改造病毒的小鼠,它们传播到肺部肿瘤要少很多,几乎只有对照组的1/3。

▲注射了植物病毒(CPMV组)的小鼠肺部肿瘤要少很多(图片来源:参考资料[2])

而在治疗性实验中,研究者对那些已经出现肺转移的小鼠注射了改造病毒,结果它们肺部的肿瘤体积开始减小,并且生存期也要比对照组更长。这种病毒工具,在乳腺癌和黑色素瘤小鼠都能很好地预防肺转移。

研究团队认为这种疗法可以对癌症患者大有好处,尤其是帮助那些进行过肿瘤切除术的患者预防癌症复发和转移灶的形成。下一步,他们还将继续进行毒理学测试,推动这一工具的应用。

参考资料:

[1]How a plant virus could protect and save your lungs from metastatic cancer Retrieved Sep. 18, 2021 from https://medicalxpress.com/news/2021-09-virus-lungs-metastatic-cancer.html

[2]Young Hun Chung et al, S100A9‐Targeted Cowpea Mosaic Virus as a Prophylactic and Therapeutic Immunotherapy against Metastatic Breast Cancer and Melanoma, Advanced Science (2021). DOI: 10.1002/advs.202101796

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