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新疗法延长了乳腺癌的存活率 防止了复发

西北大学研究人员开发的一种新的免疫疗法极大地延长了患有三阴性乳腺癌的小鼠的生存时间,三阴性乳腺癌是最具攻击性和最难以治疗的乳腺癌之一。

在一项新的研究中,用这种疗法治疗的小鼠(包含两种容纳在纳米粒子中的增强免疫力的药物)经历了至少100天的完全肿瘤缓解。所有未治疗的小鼠均在第30天死亡。所有治疗的小鼠均未出现不良副作用或自身免疫反应。

纳米粒子称为球形核酸(SNA),是一种球形的DNA,可以轻松进入并刺激免疫细胞。西北大学的Chad A. Mirkin领导了这项研究并发明了SNA,他将纳米粒子的形状和结构归功于免疫疗法的成功。

米尔金说:“我们已经证明,癌症疫苗或免疫疗法的整体结构表现(不仅仅是活性化学成分)会极大地影响其功效。”“这一发现为我们称为“理性疫苗学”的新兴领域打开了大门,并可能导致对许多不同类型癌症的治疗。”

这项研究将于2020年7月13日那周在《美国国家科学院院刊》上在线发表。

Mirkin是西北大学温伯格文理学院的George B. Rathmann化学教授,国际纳米技术研究所所长,西北大学罗伯特·H·卢里综合癌症中心的成员。

这个怎么运作

典型的免疫疗法由来自肿瘤细胞的一种或多种分子(称为抗原)与刺激免疫系统的分子(称为佐剂)组成。更高级的形式包括从患者癌细胞中提取的抗原分子混合物(称为裂解物)。裂解物训练免疫系统识别其靶标(肿瘤),而佐剂则增强人体的免疫反应以破坏该靶标。医师在细胞培养物中将裂解物和佐剂混合在一起,然后将混合物注入患者体内。

由于该疗法是结构上不确定的混合物,Mirkin将此称为“混合器方法”。裂解物和佐剂没有包装在一起,因此很难确保它们能达到相同的目标。

Mirkin实验室的博士后研究员,论文的第一作者Cassandra Callmann说:“从统计学上讲,您将吸收一些细胞同时溶解裂解物和佐剂。”“但是你也会得到一些只接受一个或另一个细胞的细胞。为了最大化免疫疗法的效力,你需要将两种细胞以最有效的形式或结构共同递送到相同的靶细胞上。”

为了克服这一挑战,Mirkin的团队将裂解物和佐剂包装在SNA的核心内。在这项研究中,他们向患有三阴性乳腺癌的小鼠皮肤下注射了SNA。SNA到达小鼠的淋巴结,进入细胞并释放其货物。这引起细胞内的免疫反应以对抗裂解物。

延长生存期,防止复发

在对三只阴性乳腺癌的9只小鼠进行治疗后,有6只小鼠在100天内完全缓解了肿瘤,且无明显副作用。尽管其他三只小鼠从未达到缓解,但新疗法确实抑制了它们的肿瘤生长,并且小鼠的寿命仍然比对照组长。

卡尔曼指出:“这无疑延长了生存时间。”“即使不是所有的老鼠都可以完全治愈。”

Mirkin和他的团队还发现,基于SNA的免疫疗法可保护小鼠免于复发。小鼠进入缓解期后,研究小组试图用癌症重新植入小鼠,但肿瘤并未生长。

当Mirkin的小组从接受治疗的小鼠中取出并检查了肿瘤后,研究人员发现细胞毒性T细胞(一种攻击疾病的免疫细胞)数量增加,而免疫抑制剂细胞数量减少,从而阻止了免疫系统做出反应对抗疾病。

西北大学罗伯特·H·卢里·罗里综合癌症中心的成员米尔金说:“如果免疫疗法能保护小鼠免于再次发生癌症,那么我们也许可以在预防中使用它。”“我们的研究表明该疗法提供了'免疫记忆'。这是我们现在正在研究的东西。”

有趣的是,当研究人员将氧化的肿瘤细胞整合到SNA中时,发生了更强的免疫反应。研究人员在制备裂解液时用次氯酸处理肿瘤细胞,次氯酸氧化并杀死细胞。其他研究人员在先前的临床研究中指出,氧化细胞可产生更有效的免疫疗法。

卡尔曼说:“我们已经证实这是真的。”“而且我们证明,如果将氧化的裂解物也包装在SNA中,则免疫系统会产生更好的反应。”

探索其他癌症

Mirkin的团队首先对三阴性乳腺癌肿瘤测试了新疗法,因为该癌症是最难治疗的癌症之一。据三阴性乳腺癌基金会称,这种疾病占所有乳腺癌的15%-20%。癌症检测出其他类型的乳腺癌大量产生的三种蛋白质(因此称为“三阴性”)的阴性。它抵抗靶向这三种蛋白质的常用乳腺癌药物。

卡曼说:“这是最致命和最具侵害性的乳腺癌形式之一。”“有许多不同类型的突变,并且某些细胞突变非常迅速。迫切需要有效的新疗法。”

研究人员认为,从理论上讲,基于SNA的免疫疗法应该是许多类型癌症的有效治疗方法。Mirkin的团队计划接下来进行探索。Mirkin指出,他感到鼓舞的是,四种SNA药物已经在人体临床试验中,包括在这项研究中用于默克尔细胞癌免疫疗法的SNA的一种变体。这种结构也是在美国西北航空发明的,并且处于Exicure(临床阶段生物技术初创公司)进行的2期临床试验中。

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