作者:张思玮 来源:中国科学报 发布时间:2023/10/9 17:01:06
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新型水凝胶为胰腺癌治疗提供创新策略

 

近日,国际著名期刊Nano Today以原创性论著形式发表了北京协和医院放射科薛华丹、金征宇教授团队与中国科学院生化工程国家重点实验室团队关于近红外光热免疫治疗胰腺癌的研究成果。研究团队针对胰腺癌特有的肿瘤微环境,研发了一种新型、可注射的水凝胶。动物模型证明,该新型水凝胶可通过快速的局部光热治疗作用消融肿瘤细胞,调节机体免疫,有效抑制胰腺癌的进展和转移。

胰腺癌被称为“癌中之王”,恶性程度高,预后差。研究表明,胰腺癌的肿瘤微环境具有基质高度纤维化、T淋巴细胞浸润缺乏、乏氧等特点,免疫应答呈现高度抑制状态,现有的免疫治疗效果不尽人意。

针对胰腺癌肿瘤微环境高度免疫抑制的特点,研究团队利用“近红外光热+免疫治疗”的协同疗法(简称光热免疫治疗)调控胰腺癌肿瘤微环境,使胰腺癌由免疫学意义上的“冷”肿瘤变为“热”肿瘤。团队选用内源性光敏物质胆绿素(BV)和临床批准胰腺癌用药胸腺五肽(TP5),通过共组装的方式制备出新型的BV/TP5水凝胶,并利用“磁共振+光学双模态成像”的方法来监测联合治疗的效果。

团队首先在体外实验中证实了BV/TP5水凝胶的光热转换能力。在原位胰腺癌动物模型中,BV/TP5水凝胶得益于剪切变稀和自愈合特性,显示出良好的重复可注射性和生物相容性。胰腺癌瘤内注射BV/TP5水凝胶加光热治疗后,瘤体温度在10分钟内可从29.2℃攀升至54.6℃。进一步对比治疗前后的影像监测发现,BV/TP5水凝胶可明显抑制肿瘤的进展,而单一的BV或TP5水凝胶作用则有限。病理结果表明,BV/TP5水凝胶可抑制肝、脾等其他脏器的胰腺癌细胞转移。

团队继续深入研究光热免疫治疗的作用机理。在肿瘤引流淋巴结细胞、脾脏细胞和肿瘤组织细胞三个不同层面的实验中,相较于BV水凝胶组、TP5水凝胶组和空白水凝胶组,BV/TP5水凝胶组可显著提高CD4+、CD8+等免疫细胞活性,有效抑制胰腺癌细胞原位生长,并刺激机体产生免疫应答,抑制远处转移灶的出现。乏氧相关指标结果表明,BV介导的光热效应可有效缓解肿瘤微环境的乏氧情况,可用于协同治疗胰腺癌。

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光热免疫治疗中BV/TP5水凝胶的结构和应用示意图(北京协和医院供图)

研究团队针对胰腺癌高度免疫抑制性的肿瘤微环境特点,研发了新型可注射的BV/TP5水凝胶。创新采用的光热免疫治疗,既可以消融原位肿瘤,也可激活全身性免疫,抑制肿瘤的远处转移和复发,具有良好的生物相容性和安全性,为胰腺癌的治疗提供了创新策略。

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.nantod.2023.101832

 
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