在科学界,很多重要研究成果都来自于意外。
为了增强化疗药物的效果,斯坦福大学副教授HeikeE.Daldrup-Link实验室的研究人员计划利用金属纳米粒子将化疗药物运输到肿瘤细胞内,他们还给这个方法取了很有内涵的名字,「特洛伊木马」。
HeikeE.Daldrup-Link副教授
为了提高研究效率,Daldrup-Link选择了ferumoxytol(纳米氧化铁)作为化疗药物载体,ferumoxytol已经被FDA批准用于治疗成年人缺铁性贫血。
为了验证设想,研究人员做了三组对照试验:一组小鼠注射「特洛伊木马」,一组小鼠注射没有装载化疗药物的金属纳米粒子,最后一组小鼠注射溶剂。就在研究人员对「特洛伊木马」的疗效充满期待的时候,意外出现了:只注射金属纳米粒子的小组肿瘤抑制效果最好。
「在大部分的研究中金属纳米粒子都是被当做运输药物的工具或者放疗的造影剂,」Daldrup-Link说,「金属纳米粒子本身的抗癌作用被掩盖,除非我们单独观察它的作用。」
是金属纳米粒子本身就可以毒杀肿瘤细胞吗?他们将金属纳米粒子加到体外培养的癌细胞中,发现癌细胞的死亡率并没有显著变化。这就意味着金属纳米粒子抑制肿瘤生长是个间接过程。那么金属纳米粒子究竟是如何起作用的,它激活了人体的哪个「机关」?
在查阅了大量的研究文献之后,Daldrup-Link发现,纳米金属粒子可以吸引肺泡巨噬细胞(1)。经过体外和体内的大量研究,Daldrup-Link证明,的确是金属纳米粒子激活了巨噬细胞,促进巨噬细胞攻击癌细胞,最终表现出抑癌效果。这一重要研究成果9月底刊登在著名期刊《自然纳米科技》上(2)。
体内有金属纳米粒子ferumoxytol之后,巨噬细胞攻击癌细胞
「这个研究结果实在是太让我们意外了,金属纳米粒子居然促进巨噬细胞攻击癌细胞。」Daldrup-Link说。
很早之前科学家就发现,肿瘤中的巨噬细胞不仅阻止T细胞等攻击肿瘤细胞,还会分泌生长因子滋养肿瘤细胞,促进肿瘤血管的生成,导致癌细胞转移扩散(3)。另外,在今年3月16日,加州大学旧金山分校MatthewF.Krummel的研究团队在《自然》杂志上在线发表了一项骇人的研究成果(4):在血管中吞下癌细胞碎片的巨噬细胞会被癌细胞碎片控制,变成任由癌细胞碎片摆布的「僵尸」,「僵尸」巨噬细胞会离开毛细血管,进入肺组织深处,为后续癌细胞的转移创造有利的生存条件。
由此看来,Daldrup-Link的研究的确让人兴奋。毕竟一直以来,研究人员都把巨噬细胞当做肿瘤生长和转移的「帮凶」。没想到已经被FDA批准的治疗贫血的药物可以用来激活巨噬细胞,治疗癌症。
为了进一步验证金属纳米粒子的抑癌效果,研究人员在乳腺癌模式小鼠和非小细胞肺癌模式小鼠身上做了深入的研究。在乳腺癌小鼠模型实验中,研究人员使用FDA批准用于治疗缺铁性贫血的剂量,可以有效的抑制肿瘤的生长,而且每次用药的有效性可以持续三周。在非小细胞肺癌的转移实验中,使用ferumoxytol的小鼠,转移灶数量显著降低。
Daldrup-Link认为,从小鼠实验结果来看,ferumoxytol在临床的应用非常广泛。对于手术治疗的患者而言,为了扑灭体内剩余的癌细胞,一般需要化疗;然而化疗有一定的副作用,因此患者一般需要等到身体恢复到一定的程度之后,才能接受化疗。没有副作用的金属纳米粒子很好的规避了这个问题。
尽管目前Daldrup-Link的研究都是在模式小鼠身上完成的,但是由于ferumoxytol是FDA已经批准的药物,因此ferumoxytol治疗癌症的临床试验可以快速进入临床研究。Daldrup-Link也表示,「我们认为,我们的这一发现同样适用于人类。」
巨噬细胞作为人体非特异性免疫的一员,由于其与肿瘤关系「暧昧」,研究人员一直没有将其作为免疫治疗的重点研究对象。Daldrup-Link的研究,将巨噬细胞拖回正轨,为免疫治疗又贡献了一份力量。
巨噬细胞
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本文编辑:佚名
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