2022-03-25

Sci Adv | 可临床转化的细胞因子递送平台克服全身副作用

原创 图灵基因 图灵基因 2022-03-25 09:15

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结直肠癌是一种高度可治疗且通常可治愈的疾病，其局限于肠道。手术是主要的治疗形式，大约50%的患者可以治愈。在晚期卵巢癌中，大约十分之二的女性在治疗后至少能存活12年。对癌症治疗的反应和治愈的机会取决于诊断时每种癌症的类型和分期。现在，莱斯大学的生物工程师和来自德克萨斯大学MD安德森癌症中心和弗吉尼亚大学的研究人员在小鼠身上证明，他们的治疗可以在短短六天内根除晚期卵巢癌和结直肠癌。

他们的研究结果发表在《Science Advances》杂志上的一篇题为“Clinically translatable cytokine delivery platform for eradication of intraperitoneal tumors”的论文中。这项研究由生物工程助理教授Omid Veiseh博士和研究生Amanda Nash，以及来自莱斯大学、德克萨斯大学MD安德森癌症中心、弗吉尼亚大学等的同事领导。

“促炎细胞因子已被FDA批准用于治疗转移性黑色素瘤和肾癌。”研究人员写道，“然而，有效的细胞因子治疗需要大剂量输注，这可能会导致耐药抗体和/或全身性副作用，从而限制长期疗效。为了克服这些局限性，我们开发了一种可临床转化的细胞因子递送平台，该平台由聚合物包裹的人类ARPE-19（RPE）细胞组成，可产生天然细胞因子。”

研究团队使用针头大小的植入式“制药厂”连续输送高剂量的白细胞介素-2。研究人员报告说，这种药物珠可以通过微创手术植入体内，每一粒都含有被设计成产生白细胞介素-2的细胞，这些细胞被包裹在一个保护壳中。

“我们只给药一次，但制药厂每天都在生产这种剂量，直到癌症消除为止。”Veiseh解释说，“一旦我们确定了正确的剂量——我们需要多少工厂——我们就能够在100%的卵巢癌动物和八分之七的结直肠癌动物中根除肿瘤。”

“免疫治疗领域的一个主要挑战是增加肿瘤炎症和抗肿瘤免疫，同时避免细胞因子和其他促炎药物的全身性副作用。”该研究的合著者、MD Anderson妇科肿瘤学和生殖医学教授Amir Jazaeri博士说，“在这项研究中，我们证明了‘制药厂’允许在几个小鼠模型中调节白细胞介素-2的局部给药和消除肿瘤，这非常令人兴奋。这为临床试验提供了强有力的理论依据。”

白细胞介素-2是一种细胞因子，一种免疫系统用来识别和对抗疾病的蛋白质。这是一种FDA批准的癌症治疗方法，但与现有的白细胞介素-2治疗方案相比，“制药厂”激发了更强的免疫反应，因为这种珠子将更高浓度的蛋白质直接输送到肿瘤。

“如果你通过静脉注射泵注射相同浓度的蛋白质，它将具有极高的毒性。”Veiseh小组的研究生、该研究的主要作者Nash说，“有了‘制药厂’，我们在远离肿瘤部位的身体其他部位看到的浓度实际上低于患者接受静脉注射治疗时必须承受的浓度。高浓度仅存在于肿瘤部位。”

珠子的外壳保护其产生细胞因子的细胞免受免疫攻击。这些外壳由免疫系统识别为异物但不视为直接威胁的材料制成，Veiseh的实验室在其设计中利用了这一点。

“我们发现，异物反应在30天内安全可靠地切断了胶囊中细胞因子的流动。”研究人员说，“我们还表明，如果临床需要，我们可以安全地进行第二个疗程的治疗。”

Veiseh参与共同创立的马萨诸塞州创业公司Avenge Bio已经从Rice获得了细胞因子工厂技术的许可。