免疫療法的臨床進(jìn)展極為快速,迄今為止,針對免疫檢查點(diǎn)的PD-L1和CTLA-4抗體等,已被證明在部分癌癥中取得了相當的成功。
盡管已經(jīng)有了振奮人心的成果,但是這種療法也不是完美的。譬如,全身性地注射上述抗體可能會(huì )引發(fā)副作用和不良反應,包括疲勞、皮疹、內分泌紊亂和肝**等。
此外,研究人員還發(fā)現,組合性治療雖比單一療法更有效,但因此產(chǎn)生的**也更高,導致患者不得不停藥。
為了解決這一問(wèn)題,哥倫畢業(yè)大學(xué)生物醫學(xué)工程助理教授Tal Danino領(lǐng)導的團隊帶來(lái)了一項“工程菌平臺+納米抗體”的特殊療法,相關(guān)研究結果已于近日發(fā)表在Science子刊 Science Translational Medicine上。
圖片來(lái)源:sciencemag
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),為了提高免疫療法的安全性,Tal Danino團隊展示了一種工程“益生菌”平臺,可持續向局部腫瘤生產(chǎn)靶向兩種免疫檢查點(diǎn)PD-L1和CTLA-4的納米抗體,進(jìn)而做到將免疫介導的不良反應降到最低。
細菌癌癥療法并非一個(gè)新想法:早在19世紀90年代,紐約市外科醫生William Coley就證明,向癌癥患者注射活的鏈球菌可以縮小腫瘤。雖然他的方法從未被廣泛采用,但幾十年來(lái),醫生一直在使用結核病**卡介苗(由減毒牛型結核桿菌懸浮液制成的活菌苗)來(lái)治療膀胱癌。
工程菌在腫瘤內釋放PD-L1和CTLA-4阻斷納米抗體的機制。圖片來(lái)源:新浪醫藥新聞
Danino實(shí)驗室是工程菌癌癥療法的先驅?zhuān)诖舜窝芯恐?,該團隊使用計算模型描了多個(gè)參數,確定了最佳的遺傳元件參數,然后依據算法輸出和撰寫(xiě)DNA序列,得到了一種名為“SLIC”的轉基因大腸桿菌菌株,這是一種能夠最大限度地穩定促進(jìn)腫瘤內藥物釋放的菌株亞型。
接下來(lái),研究小組在腫瘤小鼠模型中驗證了這種工程菌的效果。通過(guò)這一平臺對淋巴瘤小鼠腫瘤模型釋放阻斷免疫檢查點(diǎn)PD-L1和CTLA-4的納米抗體,研究者發(fā)現,與同一靶點(diǎn)的臨床相關(guān)抗體治療相比,這種工程菌+納米抗體的療法更有效,可使模型小鼠的腫瘤完全消退并防止腫瘤的轉移。
“小鼠接受治療的至少2周后,這種工程菌仍在小鼠體內生長(cháng)并保持功能,并且它們局限在腫瘤內部,不影響健康的組織。”研究人員介紹。
注射工程菌與注射臨床相關(guān)PD-L1和CTLA-4抗體后,腫瘤消退的效果對比。圖片來(lái)源:新浪醫藥新聞
研究作者推測:“抗體和益生菌療法之間的治療差異,可能是由于益生菌能夠持續在腫瘤內拮抗CTLA-4和PD-L1,從而避免了多次注射,但多次注射對于抗體療法的成功非常重要。
利用這一益生菌載體的多功能性,研究人員試圖治療其他一些對傳統免疫療法反應較差的癌癥。在結腸癌小鼠模型中,他們將遞送免疫檢查點(diǎn)納米抗體的細菌與遞送細胞因子的細菌配合,局部輸送到腫瘤部位,加強刺激免疫細胞。這種益生菌雞尾酒療法也能帶來(lái)腫瘤縮小的效果,且尚未出現令人擔憂(yōu)的**作用。
納米體與結腸癌細胞結合的熒光顯微鏡圖像。圖片來(lái)源:Candice Gurbatri
值得一提的是,在本次實(shí)驗中,研究人員選擇的治療載體為阻斷PD-L1和CTLA-4的納米抗體。與分子大小150kDa的抗體不同,納米抗體通常為15kDa,并且缺少Fc段,不會(huì )產(chǎn)生抗體依賴(lài)的細胞介導的細胞**作用,從而大大降低了產(chǎn)生免疫反應的可能性。不僅如此,納米抗體還具有體積小的優(yōu)點(diǎn),可以增加在腫瘤微環(huán)境內的擴散,減少脫靶效應的發(fā)生。
目前,該工程菌+納米抗體的療法僅在小鼠模型中進(jìn)行,不過(guò)優(yōu)秀的實(shí)驗數據已證明了其潛力,我們期待該團隊進(jìn)一步的研究成果。
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