北卡罗莱纳大学顾臻教授团队开发出了一种新型智能抗癌凝胶药剂
近日，《科学》子刊《Science Translational Medicine》在线刊登了华人学者顾臻教授团队的一项新研究——他们开发出了一种新型凝胶药剂，能在肿瘤部位依次释放化疗小分子药物和肿瘤免疫疗法大分子抗体，起到抑制肿瘤生长的效果。
北卡罗莱纳大学教堂山分校（University of North Carolina at Chapel Hill） 及北卡罗莱纳州立大学（North Carolina State University）的顾臻教授团队带来的这一款创新药剂，是这一领域的最新进展之一。这一材料的主要成分是水凝胶，是一种由聚合物形成的网络结构，可以装入多种药物分子。值得一提的是，由这支团队研发的水凝胶具有“智能性”。它能根据生物体中的环境不同，做出相应的变化，比如调控降解的行为，控制药物的释放。
这款水凝胶能根据生物环境，释放包裹在内的药物（图片来源：顾臻教授团队）
“在体内，生物相容的聚合物（聚乙烯醇）以及对应交联物混合在一起后，能很快地形成凝胶，”这项研究的共同第一作者王金强博士说道：“其中的一款成分能被细胞代谢的自然化学产物ROS（活性氧类）给切断。”由于肿瘤发育和生长伴随着较高浓度的ROS，因此研究团队期望在肿瘤附近，高浓度的ROS能让凝胶分解，同时帮助释放出包裹在内的药物分子。
定点注射后，这款材料不但能释放抗癌药物，还能让肿瘤“更为显眼”（图片来源：顾臻教授团队）
具体说来，研究人员们将化疗药物吉西他滨（gemcitabine）和一款抗PD-L1抗体一道包裹在了这款凝胶内。当这些凝胶被注射入肿瘤病灶处后，就会在ROS的影响下逐渐降解，同时先释放出分子量较小的吉西他滨，再释放出PD-L1抗体，起到先化疗、再免疫治疗的效果。更有意思的是，这款凝胶自身的特性还能够让肿瘤看起来“更为显眼”，引起免疫系统的注意，帮助免疫细胞在病灶处会合，从而提高免疫疗法的效果。
“具有细胞毒性的化疗会首先杀死一些癌细胞，从而增加肿瘤对免疫检查点抑制剂的敏感度，这会进一步提高免疫检查点抑制剂疗法的效果，”该论文的共同作者Gianpietro Dotti教授说道：“与此同时，当水凝胶降解后，肿瘤内的ROS水平会下降，也会帮助抑制肿瘤生长。”
这支科研团队在动物模型中测试了这款凝胶药剂的潜力。在B16F10黑色素瘤与4T1乳腺癌模型中，这款创新药物递送技术能有效让肿瘤微环境对治疗更为敏感。当药物从中释放后，肿瘤体积也显著减小。除了缩小肿瘤体积外，这款材料还能有效防止肿瘤复发——研究人员们在肿瘤的手术切除部位加入了这款水凝胶。后续结果表明，癌症的复发得到了明显的抑制。
“我们结合肿瘤生物学、免疫治疗药物以及化疗药物，开发出了这样一款简单的局部注射、联合给药的新方法。它能够有效地抑制癌症发展，并可降低系统给药的副作用，”该研究的通讯作者顾臻教授说道：“在启动人体试验前，我们还有很多工作要做。但我们认为这款疗法很有潜力。”
按计划，顾臻团队将进一步优化药物的剂量，并寻找到最佳的治疗频率。同时，顾臻教授表示会系统评估这款凝胶药剂的医用安全性，由此带来更多的潜在临床新疗法。
论文链接：
http://stm.sciencemag.org/content/10/429/eaan3682
来源：药明康德
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