從凍干果蔬找到靈感，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)腫瘤新療法
2024-03-08
來源：中國科學(xué)報(bào)
凍干技術(shù)可以維持住食物的色香味，并能將食品內(nèi)大部分的營養(yǎng)物質(zhì)保留下來，科研人員是否也可通過凍干一些肌體組織，保持其內(nèi)部的有效成分和結(jié)構(gòu)，作為一種活性材料充分發(fā)揮其自身的特性，并用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域呢？
日前，浙江大學(xué)藥學(xué)院、浙江大學(xué)金華研究院顧臻教授、李洪軍研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院趙鵬主任醫(yī)師、陳棟主任醫(yī)師團(tuán)隊(duì)，在國際上首次提出利用冷凍干燥技術(shù)將肌體組織變?yōu)榛钚陨锊牧?，進(jìn)而裝載藥物發(fā)揮療效。
在本項(xiàng)研究中，體內(nèi)取出的淋巴結(jié)經(jīng)冷凍干燥處理后，其多孔結(jié)構(gòu)以及大量的活性成分有效保留，將其作為儲(chǔ)存和遞送抗腫瘤細(xì)胞藥物的媒介，達(dá)到治療更強(qiáng)效更持久的目的，在動(dòng)物模型上驗(yàn)證了該技術(shù)可有效抑制惡性腫瘤術(shù)后的復(fù)發(fā)。成果論文于3月6日發(fā)表于《自然·材料》期刊。
就地取材，一舉兩得
近年來，細(xì)胞藥物用作腫瘤靶向治療方興未艾。比如，通過給免疫T細(xì)胞加裝“探頭”，合成能夠精準(zhǔn)識別并定點(diǎn)清除腫瘤細(xì)胞的嵌合抗原受體T細(xì)胞（又稱CAR T細(xì)胞），在臨床上已被用于血液瘤的治療，取得顯著療效。
然而CAR T細(xì)胞如何在實(shí)體腫瘤部位持久且高效地發(fā)揮作用，一直是個(gè)老大難問題?？茖W(xué)家們嘗試在腫瘤附近“搭建”各種可裝載CAR T細(xì)胞的“碉堡”，用作局部緩控釋，但卻常常受到諸如物理屏障與免疫抑制環(huán)境等因素的阻礙，以及建造“碉堡”的材料所面臨的免疫排異反應(yīng)等，影響療效。
“我們思考，能否用體內(nèi)的一些肌體組織來裝載CAR T細(xì)胞呢？”顧臻介紹，“我們首先想到了腫瘤手術(shù)中經(jīng)常需要進(jìn)行清掃的淋巴結(jié)，這樣就地取材，還能避免由于外源載體帶來的排異問題?！?/span>
在進(jìn)行惡性腫瘤切除手術(shù)時(shí)，往往需要清掃區(qū)域內(nèi)的淋巴結(jié)，并通過病理檢測判斷這些淋巴結(jié)是否已經(jīng)存在轉(zhuǎn)移，從而在術(shù)后精準(zhǔn)地指導(dǎo)后續(xù)的治療。而這些切除的淋巴結(jié)本身也是人體內(nèi)非常重要的免疫器官，好比是免疫系統(tǒng)中的“兵工廠”，天然就是一個(gè)適合T細(xì)胞生存、訓(xùn)練、擴(kuò)增的場所。
“兩者的優(yōu)勢是否可以進(jìn)一步疊加，既讓淋巴結(jié)保護(hù)CAR T細(xì)胞，又能促進(jìn)細(xì)胞的抗腫瘤活性，實(shí)現(xiàn)一舉兩得?！鳖櫿檫M(jìn)一步介紹研究思路。
從2021年起，浙大科研人員就在為如何讓“兵工廠”也能成為“碉堡”而努力。
“鎖鮮”凍干，優(yōu)勢多效果好
如何讓淋巴結(jié)留出更多空間裝載CAR T細(xì)胞？在醫(yī)用冷凍技術(shù)領(lǐng)域有著長期科研實(shí)踐的顧臻團(tuán)隊(duì)，創(chuàng)造性地提出對淋巴結(jié)組織進(jìn)行冷凍干燥的想法。
凍干過程中，淋巴結(jié)中水分被凍成冰后迅速升華，產(chǎn)生更多容納T細(xì)胞的空腔。凍干后的淋巴結(jié)組織具有很強(qiáng)的吸水性，能迅速吸納CAR T細(xì)胞。
凍干淋巴結(jié)的效果如何？科研人員通過對比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，裝載在凍干淋巴結(jié)內(nèi)的CAR T細(xì)胞在與腫瘤細(xì)胞共培養(yǎng)3天后，其中CAR T細(xì)胞擴(kuò)增量是人工制備的凝膠載體的3.5倍。培養(yǎng)7天后，凍干淋巴結(jié)的實(shí)驗(yàn)組可以使T細(xì)胞分化出更多的記憶表型，這都預(yù)示了使用凍干淋巴結(jié)載體可以讓CAR T療法更強(qiáng)效、也更持久。
在人源腫瘤細(xì)胞系和病人腫瘤組織來源的腫瘤模型研究中，凍干淋巴結(jié)對CAR T細(xì)胞均具有顯著的增效能力。“凍干淋巴結(jié)裝載CAR T細(xì)胞治療后所表現(xiàn)的抑瘤效果、瘤內(nèi)活化的CAR T細(xì)胞數(shù)量以及殺傷因子的產(chǎn)生量均顯著優(yōu)于相同劑量CAR T裝載于凝膠載體?！崩詈檐娬f。
趙鵬表示：“凍干具有‘鎖鮮’功能，凍干的淋巴結(jié)還將豐富的細(xì)胞因子、趨化因子與配體等成分保留了下來，這對CAR T細(xì)胞維持活性和功能有著重要作用?！?/span>
未來愿景
浙大科研人員對凍干淋巴結(jié)技術(shù)充滿期待。
未來，僅需幾個(gè)小時(shí)，就可以完成淋巴結(jié)的凍干與細(xì)胞藥物的裝載，甚至在一場外科手術(shù)的時(shí)間內(nèi)，載藥的凍干淋巴結(jié)就可以填埋回腫瘤切除后的空腔部位，作為一個(gè)CAR T細(xì)胞儲(chǔ)庫，源源不斷地持續(xù)釋放藥物，以清除局部殘留的微小腫瘤，抑制手術(shù)后的復(fù)發(fā)。
“這項(xiàng)研究表現(xiàn)出較強(qiáng)的基礎(chǔ)與臨床相結(jié)合的特征。我們團(tuán)隊(duì)多數(shù)立意來源于臨床實(shí)踐，平時(shí)也會(huì)帶領(lǐng)學(xué)生觀摩臨床醫(yī)生查房、手術(shù)等?！鳖櫿檎f，“團(tuán)隊(duì)正在共同細(xì)化一些臨床研究的方案，使它能夠早日幫助到患者?！?/span>
不止于此，凍干組織技術(shù)不僅僅能用于改造淋巴結(jié)、裝載CAR T細(xì)胞，也為未來科學(xué)研究提供了一種新思路。陳棟說：“冷凍干燥技術(shù)還可以拓展到其他組織與器官，制備性能特殊的生物材料用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域?！?/span>
正如匿名審稿人評價(jià)的，該工作具有高度的創(chuàng)新性，潛在可以滿足腫瘤復(fù)發(fā)治療方面的重要臨床需求。
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