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华人科学家顾臻新成果:癌症免疫疗法贴片利用黑色素实现光热免疫治疗

2017-11-16 17:04 生物探索 生物探索 阅读 0
核心摘要: 华人科学家顾臻团队在《科学·免疫学》发表研究,利用黑色素瘤细胞裂解物和黑色素的光热特性,开发出一种癌症免疫疗法贴片。该贴片通过微针递送肿瘤抗原,结合近红外光照射产生局部发热,激活免疫系统,在小鼠模型中实现100%存活率。此外,团队还开发了递送PD-1抗体的贴片技术,联合疗法使70%小鼠肿瘤完全消退。该技术有望为癌症免疫治疗提供新策略。

黑色素是一种天然色素,能够有效将吸收的太阳光能量转化为热量。在一项发表于《科学·免疫学》(Science Immunology)的研究中,科学家们证实,黑色素瘤中高水平的黑色素实际上可用于帮助治疗这类癌症,并基于此开发出一种新型贴片。

该技术的核心在于利用肿瘤裂解物(lysate)——由破裂的黑色素瘤细胞组成的肿瘤原浆。研究人员将裂解物填充进一排排微针中,这些微针被镶嵌在一张贴片上,形成“裂解物贴片”。当贴片贴到皮肤上时,免疫系统会识别裂解物为外来物质,从而触发免疫反应,使免疫系统记住裂解物,在机体再次遭遇黑色素瘤时提高免疫反应效率。

由于黑色素瘤细胞含有高水平的黑色素,填充裂解物的微针颜色较深。黑色素具有吸收光线的特性,研究者利用这一点,给贴片照射近红外光,使贴片区域皮肤温度快速升高。局部发热产生类似发热的环境,促进裂解物从微针中释放,有效吸引和激活免疫细胞。同时,温度升高有助于增加局部血液和淋巴流动,促进免疫细胞迁移,从而增强免疫系统“记住”和“响应”裂解物的能力,更好地阻止黑色素瘤侵害。

为测试贴片作为疫苗的潜力,科学家使用三组小鼠:一组贴裂解物贴片并照射近红外光;一组贴裂解物贴片但不照射;一组贴空贴片。贴片10天后,小鼠被注射激活的黑色素瘤细胞。一个月内,空贴片组小鼠全部死亡;裂解物贴片无光照组仅13%存活;而裂解物贴片加光照组两个月后100%存活,其中87%无肿瘤。

进一步测试治疗活性时,小鼠已形成两个肿瘤。裂解物贴片加光照组小鼠两侧肿瘤体积显著降低,左侧肿瘤缩小更多。研究人员认为,这表明该技术具有靶向原发性和转移性肿瘤的潜能。此外,利用乳腺癌和另一种黑色素瘤制成的裂解物贴片也获得相似结果。

顾臻教授表示,这些结果令人鼓舞,但仍处于早期开发阶段,下一步将在更大型动物实验中评估安全性和有效性。他认为这种治疗方法可以负担得起。

顾臻教授团队此前在糖尿病领域因“智能胰岛素贴片”等成果受到关注,近两年将经验应用于癌症免疫疗法。2016年,他们开发了一种递送PD-1抗体的贴片技术:将PD-1抗体与葡萄糖氧化酶装入纳米颗粒,再装入微针排列在贴片上。使用时,血液进入微针,葡萄糖在葡萄糖氧化酶作用下产生酸,降解纳米颗粒释放PD-1抗体。在黑色素瘤小鼠模型中,40天后40%经微针贴片治疗的小鼠存活且无残余肿瘤,对照组存活率为零。联合PD-1和CTLA-4抗体的鸡尾酒疗法使70%小鼠存活且无残留肿瘤。

此外,顾臻团队还开发了“减肥贴片”,证明贴片技术在多种疾病中的治疗潜能。希望经过进一步验证,这类技术能获批上市,真正帮助患者。

参考文献: Ye Y, Wang C, Zhang X, et al. A melanin-mediated cancer immunotherapy patch. Sci Immunol. 2017;2(17):eaan5692. doi:10.1126/sciimmunol.aan5692

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