凝胶状放射性肿瘤植入物能消除小鼠的胰腺癌

作者：杜克大学 Ken Kingery

杜克大学的生物医学工程师在小鼠模型中展示了有史以来最有效的胰腺癌治疗方法。大多数小鼠试验仅仅认为肿瘤停止生长就算成功，而这种新疗法却完全消除了几种模型中80%小鼠的肿瘤，包括那些被认为最难治疗的肿瘤。

这种方法将传统化疗药物与照射肿瘤的新方法相结合。这种治疗方法不是通过穿过健康组织的外部光束进行放射，而是将放射性碘-131 直接植入肿瘤内的凝胶状储藏室，这种储藏室可以保护健康组织，并在辐射消失后被人体吸收。

该研究成果于10月19日在线发表在《自然-生物医学工程》（Nature Biomedical Engineering）杂志上。

杰夫-沙尔说："我们深入研究了临床前模型的1100多种治疗方法，从未发现像我们这样肿瘤缩小并消失的结果，"杰夫-沙尔在杜克大学生物医学工程艾伦-L-卡加诺夫杰出教授阿舒托什-奇尔科蒂的实验室攻读博士学位期间开展了这项研究。"当其他文献都说我们看到的情况不会发生时，我们才知道我们有了非常有趣的发现"。

尽管胰腺癌只占所有癌症病例的 3.2%，但却是癌症相关死亡的第三大原因。胰腺癌很难治疗，因为它的肿瘤往往会发生侵袭性基因突变，使其对许多药物产生抗药性，而且胰腺癌通常很晚才被诊断出来，这时它已经扩散到身体的其他部位。

目前最主要的治疗方法是将化疗与针对肿瘤的放射线束结合起来，化疗可使细胞在较长时间内处于易受辐射影响的繁殖阶段。然而，除非达到一定的辐射阈值，否则这种方法是无效的。尽管最近在塑造和瞄准放射光束方面取得了进步，但要达到这一临界值而不产生严重的副作用是非常困难的。

研究人员尝试过的另一种方法是将包裹在钛金属中的放射性样本直接植入肿瘤。但是，由于钛能阻挡除伽马射线以外的所有辐射，而伽马射线在肿瘤外的传播距离很远，因此钛只能在体内停留很短的时间，然后就会开始对周围组织造成破坏，从而达不到目的。

沙尔说："现在还没有治疗胰腺癌的好办法。"他现在是北卡罗来纳州达勒姆市一家生物技术初创公司 Cereius 公司的研究主管，该公司正致力于通过不同的技术方案将放射性核素靶向疗法商业化。

为了避开这些问题，沙尔决定尝试一种类似的植入方法，使用一种由弹性蛋白样多肽（ELPs）制成的物质，ELPs是氨基酸的合成链，它们粘合在一起形成一种具有定制特性的凝胶状物质。由于ELPs是奇尔科蒂实验室的研究重点，因此他能够与同事合作设计出非常适合这项任务的输送系统。

ELP在室温下呈液态，但在温度较高的人体中会形成稳定的凝胶状物质。当与放射性元素一起注入肿瘤时，ELPs 就会形成一个包裹放射性原子的小仓库。在这种情况下，研究人员决定使用碘-131（一种碘的放射性同位素），因为医生们几十年来一直在医疗中广泛使用碘-131，而且人们对它的生物效应非常了解。

ELP 储存库将碘-131 包裹起来，防止它泄漏到体内。碘-131会发出β射线，这种射线会穿透生物凝胶，将几乎所有的能量沉积到肿瘤中，而不会到达周围组织。随着时间的推移，ELP库降解成氨基酸成分并被人体吸收，但在此之前，碘-131已经衰变成无害的氙形式。

"β辐射还能提高ELP生物凝胶的稳定性，"Schaal说。"这有助于延长储存库的寿命，只有在辐射耗尽后才会分解"。

在这篇新论文中，沙尔和他在奇尔科蒂实验室的合作者测试了新疗法与紫杉醇（一种常用化疗药物）的协同作用，以治疗各种胰腺癌小鼠模型。他们之所以选择胰腺癌，是因为这种癌症因难以治疗而声名狼藉，他们希望证明他们的放射性肿瘤植入物能与化疗产生协同效应，而相对较短的放射光束疗法则不能。

研究人员在皮下有癌症的小鼠身上测试了他们的方法，这些癌症是由已知的胰腺癌发生的几种不同突变造成的。他们还在胰腺内有肿瘤的小鼠身上进行了测试，胰腺内的肿瘤更难治疗。

总的来说

(责任编辑：泉水)

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