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血小板仿生劑型用于腫瘤聯合治療獲新進展
2021-03-29 |     【關閉窗口】
    

  促進藥物在腫瘤部位的富集和滲透是提高抗腫瘤治療效果的重要手段。近日,過程工程所生化工程國家重點實驗室與中國科學院大學化學科學學院合作,在血小板中裝載光熱納米顆粒與免疫激動劑,制備新型血小板仿生劑型,通過使其在腫瘤血管部位的富集和腫瘤深部組織的滲透,實現了高效的腫瘤光熱-免疫聯合治療,在多種動物模型上均顯著抑制了腫瘤進展,為腫瘤的靶向遞送和聯合治療帶來了新思路。相關工作發表于Science Advances上(DOI: http://dx.doi.org/10.1126/sciadv.abd7614)。

  近年來,光熱療法由于治療部位精確可控、殺傷效率高且副作用小等優點,受到越來越多的關注。研究人員目前已研發了多種載體,期望將光敏劑遞送至腫瘤部位。然而,由于腫瘤的異質性和個體差異,富集效果有待提高。腫瘤組織具有致密的細胞外基質及較高的間質滲透壓,進一步限制了載體在腫瘤內滲透。此外,治療后腫瘤部位邊緣殘留的微小病灶,也容易造成腫瘤的轉移和復發。

  血小板天然粘附受損血管并能在激活狀態下形成血栓和分泌納米囊泡,受此啟發,并結合十余年疫苗佐劑和腫瘤免疫的研究經驗,生化工程國家重點實驗室生物劑型與生物材料團隊的馬光輝研究員和魏煒研究員提出了血小板仿生劑型用于腫瘤光熱-免疫聯合治療的新策略,并與中國科學院大學田志遠教授進行了合作研究。

圖1 基于血小板的仿生劑型在腫瘤光熱-免疫聯合治療中的作用示意圖

  研究人員將具有高光熱轉換效率的聚合物納米顆粒和免疫激動劑溫和高效地導入血小板中,在體內借助血小板的天然性質,選擇性地粘附于有缺陷的腫瘤血管部位。在低功率近紅外光照射下,光熱所引起的腫瘤局部急性血管損傷可激活粘附的血小板,通過級聯效應在腫瘤血管處形成血栓,以此形成光熱納米顆粒和免疫激動劑的“彈藥庫”。富集的血小板在上述激活狀態下還可進一步分泌納米級血小板囊泡,將光熱納米顆粒和免疫激動劑運送到腫瘤組織深處。這樣不僅有利于光熱清除更多的腫瘤細胞,還可以增強腫瘤抗原的免疫原性,在動物實驗中完全抑制腫瘤的轉移和復發。

  所裝載的納米顆粒、藥物等具有很好的靈活性,并且血小板可從患者或者供體獲得,因此,該血小板仿生劑型在腫瘤個體化精準治療領域具有較好的臨床應用前景。據研究人員介紹,上述成果已完成人源化血小板劑型的構建,并在重建人源化免疫系統的病人來源腫瘤異種移植模型上確認了顯著的療效,但仍處于動物水平的臨床前研究,實際臨床療效仍有待進一步確認。

圖2 基于人源血小板的仿生劑型在重建人源化免疫系統的病人來源乳腺癌異種移植模型上的療效:(a)模型的構建及治療策略;(b)人源血小板仿生劑型的超分辨熒光成像;(c)流式細胞術表征人源血小板仿生劑型聚集能力;(d, e)光熱誘導人源血小板仿生劑型在腫瘤部位的聚集;(f)腫瘤組織冰凍切片,顯示CD8+ T細胞的浸潤;(g, h)小鼠腫瘤生長曲線及生存期曲線

  十余年來,過程工程所生化室馬光輝研究員和魏煒研究員已發現和創制了一系列抗腫瘤遞送新劑型,在動物模型上成功用于乳腺癌、黑色素瘤、淋巴癌等惡性腫瘤的治療,并且部分劑型已通過倫理批準進入臨床前和臨床研究。相關工作相繼發表于Nat Mater 2018, 17, 187、Nat Biomed Eng 2020, s41551-020-00624-6、Sci Adv 2020, 6, eaay7735、Sci Adv 2019, 5, eaaw3192、Nat Commun 2017, 8, 14537、Nat Commun 2019, 10, 5165、Adv Mater 2020, 32, 2002085、Adv Mater 2020, 32, 2002940、Adv Sci 2020, 7, 2001108 等期刊上。

  生化室呂巖霖博士及栗鋒博士生為該論文共同第一作者,馬光輝研究員、魏煒研究員和田志遠教授為共同通訊作者。該工作得到了國家自然科學基金面上項目、創新群體項目、青年基金項目,國家重點研發計劃項目和中科院戰略先導科技專項的支持。

(生物劑型與生物材料研究部)

 

  

  

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