中国团队巧用免疫细胞运输药物,穿透血脑屏障对抗恶性脑瘤 | Nature子刊
2017/06/21
6月19日,中国药科大学的张灿教授团队在《Nature Nanotechnology》期刊发表了最新研究成果,揭示了一种对抗恶性脑瘤的新策略:利用免疫细胞运输抗癌药物,穿透血脑屏障对抗残留肿瘤细胞。这一策略能够抑制肿瘤复发,延长患癌小鼠的寿命。


利用免疫细胞运输抗癌药物,穿过血脑屏障靶向残留肿瘤细胞。”这是来自于中国药科大学的研究团队最新开发出来的一种对抗恶性脑瘤的策略。他们希望,这一思路可以治疗胶质母细胞瘤(Glioblastomas),一种生存率较低的恶性肿瘤。即便手术切除,深层浸润的癌细胞依然会残留在大脑组织中,极易复发。

相关研究成果于6月19日发表在《Nature Nanotechnology》期刊,中国药科大学药物科学研究院张灿教授是文章通讯作者,莫然教授是共同通讯作者。

中性粒细胞:运输药物跨越血脑屏障的“不二选择”

张灿团队开发的药物运输系统最关键的成员是中性粒细胞(neutrophils),先天免疫系统的关键参与者。作为白细胞类别中最常见的一种,中性粒细胞具有吞噬杀菌功能,负责在受伤或炎症部位聚集对抗感染。

之前的动物和临床研究已经证实,中性粒细胞可以穿过血脑屏障。虽然这类细胞不会靶向胶质母细胞瘤,但是它们会在肿瘤切除部位聚集,对抗术后炎症。

借助中性粒细胞的这些特性,张灿团队将传统化疗药物紫杉醇(paclitaxel)用脂质包裹起来。这些特殊的脂质体(PTX)会转载入中性粒细胞中,并将细胞注入3种患有胶质母细胞瘤细胞的小鼠模型中(已经接受手术治疗切除主要肿瘤肿块)。

结果显示,装载有药物胶囊的中性粒细胞能够在炎症信号的引导下,穿过血脑屏障到达肿瘤切除区域,消灭残余的癌细胞,从而抑制肿瘤的复发和发展。总体而言,接受治疗的小鼠寿命明显长于未接受治疗的对照组。

新策略并不能完全抑制肿瘤生长

这一创新疗法无法完全阻止肿瘤的复发。“在研究中接受中性粒细胞治疗而幸存下来的小鼠并没有完全治愈,在它们的大脑中依然会检测到肿瘤细胞。”莫然教授强调道。

“胶质母细胞瘤是一种侵袭性非常高的肿瘤,患者的预后效果很差。” 约翰斯•霍普金斯大学的神经外科教授评价这一研究时表示,“我们需要跳出已有的框架,这篇研究迈出了重要一步。”

埃默里大学的神经肿瘤学家Erwin Van Meir同样给予了肯定,他认为张灿团队的方法利用的是白细胞中最丰富的一类免疫细胞,可以从患者血液中采集到大量样本。

Van Meir还指出,这项研究的局限性在于采用的大脑肿瘤模型都是有缺陷的。所以,目前还不清楚这一策略转化临床的可行性。

但是,利用中性粒细胞穿过血脑屏障的特性运输药物进入大脑内部的思路是有价值的,有望用于治疗神经性衰退疾病以及其他炎症性脑疾。“任何能够招募中性粒细胞聚集的疾病都有可能成为这一策略的应用目标。” Van Meir认为。

目前,张灿团队正在积极准备针对中性粒细胞运输药物系统的临床前试验。他们希望,这一治疗策略有望给胶质母细胞瘤患者带来一些新希望。

参考资料:

Neutrophil-mediated anticancer drug deliveryfor suppression of postoperative malignant glioma recurrence

Immune Cells Deliver Cancer Drugs to the Brain

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  • Neutrophil-mediated anticancer drug delivery for suppression of postoperative malignant glioma recurrence

    Cell-mediated drug-delivery systems have received considerable attention for their enhanced therapeutic specificity and efficacy in cancer treatment. Neutrophils (NEs), the most abundant type of immune cells, are known to penetrate inflamed brain tumours. Here we show that NEs carrying liposomes that contain paclitaxel (PTX) can penetrate the brain and suppress the recurrence of glioma in mice whose tumour has been resected surgically. Inflammatory factors released after tumour resection guide the movement of the NEs into the inflamed brain. The highly concentrated inflammatory signals in the brain trigger the release of liposomal PTX from the NEs, which allows delivery of PTX into the remaining invading tumour cells. We show that this NE-mediated delivery of drugs efficiently slows the recurrent growth of tumours, with significantly improved survival rates, but does not completely inhibit the regrowth of tumours.

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