在肿瘤手术部位逐渐释放免疫疗法可防止肿瘤复发

使用红光诊断乳腺癌
2018年4月2日
小规模研究评估转移性结直肠癌患者的治疗顺序
2018年4月2日
发表于 2018-03-22

Dana-Farber癌症研究所科学家进行的一项新研究表明,通过在手术切除肿瘤期间植入含有免疫疗法的凝胶,可以预防肿瘤复发并根除转移性生长。

 

在科学转化医学今天在线发表的这项研究中,研究人员从小鼠身上取下乳房肿瘤,并将含有免疫刺激性药物的生物可降解凝胶置于空白处。凝胶在长时间内释放药物,开启关键类型的免疫细胞。当研究人员在接下来的几个月里对这些动物进行检查时,他们发现这种方法治愈的小鼠比例高于其他技术的药物。原始肿瘤不仅在乳房中不复发,而且在远离药物输送部位的肺中的转移性肿瘤也被消除。

 

研究人员说,这些研究结果在肺癌和黑色素瘤小鼠中重复出现,为克服治疗癌症的两大障碍提供了巨大的希望:1)在接受手术切除实体瘤的患者中发生疾病的趋势; 和2)消除远处转移的困难。

 

“对于大多数实体瘤患者来说,手术是主要的治疗选择,但是复发和转移仍然是重大问题,”Dana-Farber和哈佛医学院助理教授,研究资深作者Michael Goldberg博士说。“即使当一个完整的肿瘤被切除后,少数肿瘤细胞仍然存在,事实上,虽然有一半的癌症患者接受了旨在治愈该疾病的手术,但是这些患者中有40%会复发此外,已经表明,身体的自然愈合手术创伤的过程实际上可以刺激这些残留的癌细胞转移到身体的远处并形成新的生长。

 

“免疫疗法产生的长效抗癌作用可能非常强大,但从这些药物中获益的患者比例迄今为止一直保持适中。在本研究中,我们试图确定是否给予免疫刺激药物地点和恰当的时间 – 在手术伤口闭合之前的肿瘤切除部位 – 可以增强癌症免疫治疗的结果。“

 

对于这种方法的工作,研究人员推断,他们需要改变手术伤口内的免疫学状况。当肿瘤被移除时,癌细胞和邻近细胞(包括免疫细胞和结缔组织)也被移除。这种所谓的肿瘤微环境通常包含阻止免疫系统攻击肿瘤的细胞,蛋白质和其他物质。预计这些组分的去除会引起免疫系统对手术后留下的癌细胞的攻击。但是,手术还可以消除对抗免疫系统攻击至关重要的抗癌免疫细胞和蛋白质。而且,在手术后,免疫系统将大部分精力集中在愈合手术伤口上,降低对癌细胞的防范能力。这是“

 

新方法的目标是将免疫抑制环境转变为“免疫刺激”环境,Goldberg说 – 免疫系统对癌症细胞具有攻击性的条件。

 

在这项研究中,研究人员用能够激活树突细胞的药物加载了一种水凝胶 – 一种由人体内天然存在的可生物降解糖制成的半英寸圆盘。树突状细胞是先天免疫系统的一部分 – 身体对外来入侵者或患病细胞的第一反应者。放置在肿瘤被移除的部位的水凝胶长时间释放药物,延长了有效性窗口。当树突状细胞被激活时,它们训练T细胞 – 它们在免疫系统的适应性臂中的盟友 – 攻击身体任何地方的癌细胞,无论是在原始肿瘤还是远处转移。

 

在手术时植入水凝胶的决定基于若干考虑因素。Goldberg指出:“我们推断,通过创建免疫刺激环境消除少量残余癌细胞比治疗原发性肿瘤更容易,后者有许多避免免疫系统攻击的手段。” 此外,在手术前进行免疫治疗可能会产生可能需要延迟手术的免疫相关副作用。先前的研究表明,在手术后和伤口有机会痊愈后施用治疗可能效果较差。

 

研究人员证实,该方法成功地将伤口区域的术后情况从免疫抑制状态翻转为免疫刺激状态。在接受治疗的小鼠中,治疗率远高于未接受载入水凝胶的游离药物的动物,无论药物是静脉注射还是直接注入肿瘤。Goldberg评论说,用这种新方法治疗的动物似乎没有受到治疗的任何不良影响。他的小组评估了动物的体重变化以及对肝脏,肾脏和血细胞的潜在毒性,但没有观察到任何一种。

 

这种治疗方法的好处似乎是持久的。三个月后,小鼠接受治疗,他们没有复发。当研究人员在原始肿瘤部位的对侧注射新鲜的乳腺癌细胞时,该疾病在任何小鼠中都没有复发,因为癌症被免疫系统的记忆所拒绝。

 

Goldberg指出:“这项技术对免疫治疗特别有效,否则这些免疫治疗通常会注射到容易接近的肿瘤中,这代表了少数实体瘤。“解决任何可以手术切除的实体瘤的能力大大增加了可能受益于这种强效免疫刺激剂的患者数量,这些药物在全身给药时可能是有毒的。

 

“他继续说道:”这种方法有可能在关键时间窗口内将治疗集中在感兴趣的部位,从而提供免疫治疗。“我们对这项研究的结果非常鼓舞,并希望这种技术能够适应临床试验中患者在不远的将来进行测试。”

 

这项研究的主要作者是韩国水原市哈佛医学院Dana-Farber和Sungkyunkwan大学的Chun Gwon Park博士。共同作者是达纳法伯的克里斯蒂娜A.哈特尔; 和Dana-Farber和哈佛医学院的Daniela Schmid博士,Ellese M. Carmona和Hye-Jung Kim博士。

 

这项工作得到了卡尼家族慈善基金会,美国国家癌症研究所的Dana-Farber /哈佛癌症中心的乳腺癌SPORE(授予P50CA168504),STIMIT公司和克劳迪亚亚当斯创新癌症研究巴尔计划的支持。