納米顆粒又有重大突破，梅奧診所開發出新型「武器」讓癌症不再捲土重來

2017年5月22日/醫麥客 eMedClub/--近期，梅奧診所（Mayo Clinic）研究團隊開發了一種新型的抗癌納米顆粒，旨在縮小乳腺癌腫瘤，同時也預防癌症的複發。實驗結果顯示，接受納米顆粒注射的小鼠，其腫瘤大小減少了70%-80%，而且令研究人員感到更驚喜的是，接受納米顆粒注射治療的小鼠對癌細胞產生了抗性，即使在一個月後在暴露於癌細胞中也沒有出現癌症的複發。相關研究結果發表在《Nature Nanotechnology》期刊上。

目前，在精準醫療盛行的大環境下，腫瘤靶向的免疫療法因其獨特的優勢已處於抗腫瘤藥物開發的領軍地位，其可以減少免疫相關的毒性反應，產生特異於腫瘤的殺傷效應。但是腫瘤靶向免疫療法也不是完全不存在問題的，低效、難形成長期免疫記憶、對低靶向受體水平的腫瘤亞群活性減弱等棘手的問題也是我們需要正視的。那如何解決這種腫瘤靶向免疫療法的局限性呢？

新型「武器」讓免疫系統記憶並自動清除癌細胞

近日，Mayo Clinic的研究人員給出了一種解決方法，他們嘗試使用模塊化的設計方法，使用膠體納米顆粒作為基底，構建了多重雙特異納米生物材料（mBiNE）來提高選擇性，通過免疫調節消滅癌細胞。

mBiNE的設計及其行動機制的示意圖

研究人員設計了一個30nm的羧基化的聚苯乙烯球，同時載入抗HER2（HER2是在40%的乳腺瘤表面上表達的一種常見的分子）抗體trastuzumab和重組calreticulin(CRT，鈣網織蛋白)，其中抗HER2抗體可以靶向含有HER2靶點的癌細胞，再由材料表面的鈣網織蛋白調節蛋白吞噬信號誘導巨噬細胞吞噬含有HER2靶點的腫瘤細胞，mBiNE可刺激產生靶向HER2的腫瘤產生持續抗腫瘤免疫反應。

mBiNE治療小鼠腫瘤複發組的實驗設計

實驗室數據顯示，接受納米顆粒注射的小鼠，其腫瘤大小減少了70%到80%，最為顯著的是，用這些納米顆粒治療的小鼠對癌細胞產生抗性，即使一個月後再暴露於癌細胞中也沒有出現癌症複發。雖然由mBiNE調節的先天性免疫活性是受體依賴性的，但其隨後的抗腫瘤免疫也可產生對缺乏HER2受體的腫瘤細胞群的殺傷效應。因此，mBiNE作為一種可以刺激先天和適應性免疫的新型靶向方法，能夠提高普遍的抗腫瘤反應。

Dr.Betty Y.S. Kim，來源於梅奧診所官網

首席研究員、梅奧診所的腦腫瘤研究博士Dr. Betty Y.S. Kim對此研究結果表示很驚喜。她表示該項療法與僅針對部分免疫系統的現有癌症免疫療法不同，梅奧診所定製的納米材料可以滲透到整個免疫系統中清除所有的癌細胞，並促使機體創建自己的疾病記憶系統，能夠最大限度的防止腫瘤的複發。

該納米顆粒因載有HER2 受體的抗體及可調動機體先天性免疫系統和適應性免疫系統的化合物，從而能夠靶向 HER2 縮小腫瘤，幫助免疫細胞識別、記憶並自動清除癌細胞。而且附著在納米顆粒上的分子會加速產生大量的巨噬細胞和吞噬細胞，可清除和破壞免疫系統中的任何異物。巨噬細胞和吞噬細胞一邊清除癌細胞，一邊又將癌細胞的信息傳遞給免疫系統中的T細胞。T細胞可清除剩餘的癌細胞，同時能夠記住癌細胞，有效防止癌症捲土重來。這種通過在細胞中建立疾病記憶，從而使的納米顆粒能夠達到類似「疫苗」效果的方法，最終使機體細胞能夠自動識別和打擊複發性腫瘤。

研究團隊將新型納米顆粒命名為「多價雙特異性納米生物共軛合成器」（mBiNE，Multivalent Bi-specific Nano-Bioconjugate Engager），這是MayoClinic Ventures（梅奧診所風險投資公司）的一項專利技術。

推進基於納米藥物的免疫療法新概念

其實自20世紀90年代後期以來，納米醫學領域就一直專註於開發納米粒子，將其作為遞送藥物的媒介，從而實現把化療藥物準確送達腫瘤部位。但是應用的過程中還是存在一些不足之處，比如說，在運輸藥物的路上，這些納米顆粒就很可能會被機體當作異物而處理掉。

納米顆粒

對此，Dr. Kim博士表示說：「我們的這項研究代表了納米藥物設計的新概念，其可與機體免疫細胞相互作用，並且有能力滲透到整個免疫系統中去，從而產生一種強效的免疫反應實現治療人類疾病的功能。這種方法建立在現有的癌症免疫療法基礎上，將為納米醫學免疫療法開闢新篇章。」

研究人員也將繼續探索納米顆粒預防包括原位腫瘤多發轉移在內的腫瘤長期複發的可能性。此外，納米顆粒作為模塊化的組合設計也意味著它可以攜帶分子來對抗其它類型的疾病。這種方法有望為新的納米醫學打開空間，擴展應用到不同類型的人類疾病中去。

參考出處：

doi:10.1038/nnano.2017.69

http://newsnetwork.mayoclinic.org/discussion/mayo-clinic-researchers-develop-new-tumor-shrinking-nanoparticle-to-fight-cancer-prevent-recurrence/

http://www.universityherald.com/articles/74613/20170503/tumor-shrinking-nanoparticle-cure-cancer-mayo-clinic-researchers-find-video.htm

http://www.news-medical.net/news/20170502/Mayo-Clinic-scientists-develop-novel-nanoparticle-to-shrink-tumors-prevent-breast-cancer-recurrence.aspx

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2017-05/mc-mcr050117.php

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