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解锁免疫细胞特殊功能:充当“司机”运送药物,直达肿瘤处杀死癌细胞!

 

 

   免疫细胞作为人体的防御警察,可以帮助我们击杀外来病菌以及变异的细胞,除此之外,它们还被医学家用来治疗多种临床疾病,帮助患者解决病痛折磨。

 

   但是大家知道不,除了上述作用以为,免疫细胞还能充当司机运送抗癌药物直达肿瘤处,对癌细胞进行双重打击。这就是今天徐徐要跟大家分享的TED视频中生物工程师伊丽莎白韦恩关于免疫细胞传递药物的演讲,为大家解锁免疫细胞又一特殊功能!

 

TED:不再需要化疗,利用免疫细胞递送药物杀死癌细胞

 

   在经过了几十年的临床实验研究, 花费了数十亿美元之后,我们仍然没有解决癌症药物递送的问题。癌症患者最常见的治疗就是化疗,但这一方法非常缺乏针对性,虽然杀死了癌症细胞,但也几乎杀死了患者体内的正常细胞。

 

   虽然现在科学家已经开发了更多选择性治疗的药物,但是仍然难以准确地把它们送到肿瘤那里,药物最后也会聚集到其它器官,或者随着尿液流失,白白被浪费掉了。

 

   于是就出现了像伊丽莎白所从事的领域,采用的方法是把这些药物封装起来,使它们在抵达目标前完好无损。 

 

   所以,伊丽莎白想到的是,需要一个更好的药物递送系统。她提议,与其使用纯人工设计,为什么不用天然的呢? 例如帮助人体抵御病菌的免疫细胞。

 

   免疫细胞是我们身体中运行的一种多功能交通工具,巡查疾病的踪迹,并在身体受伤后的仅几分钟内就能抵达伤口。如果免疫细胞本就能够到达我们身体的伤口或患处,为什么不再加一个乘客呢?为什么不用免疫细胞来递送药物去解决我们疾病中的一些大问题呢?

 

      免疫细胞,图源TED  

 

  为了完成这个药物递送的特殊任务,伊丽莎白团队决定递送一种脂质纳米颗粒, 和组成身体的细胞膜用的是同一种材料。

 

伊丽莎白提到的脂质纳米颗粒,图源TED

   

   他们还加入了两个特殊的分子:一个叫内皮细胞选择素e-selectin 可以起到胶水的作用,把纳米颗粒粘在免疫细胞上。第二个叫TRAILTRAIL是一种用来杀死癌症细胞,而对正常细胞不起作用的治疗性药物。

 

     e-selectin TRAIL,图源TED

 

   当科学家把这两种分子放在一起,就有了一个带轮子的猎杀机器 

 

   免疫细胞猎杀机器,图源TED

 

       伊丽莎白的团队在老鼠上进行了测试:先给老鼠注射脂质纳米颗粒,它们几乎立即就粘上了血液中的免疫细胞。

 

       “猎杀机器攻击癌细胞,图源TED

   然后再给老鼠注射了癌细胞来模拟癌细胞扩散到全身的过程。

 

    癌细胞扩散到全身的模拟,图源TED

 

      科学家们观察到了一些非常令人兴奋的现象:被注射的癌细胞中有超过75%死了,或濒临死亡,而对照组(未治疗)的数字只有25%上下的癌细胞死亡。想象一下:这些癌细胞本可以扩散到身体的不同部位,但是在带有纳米颗粒的免疫细胞的作用下,它们几乎死亡殆尽。

 

  左边是治疗组,右边是对照组,图源TED

   

    而且经过查看动物模型,他们还发现了很重要的部分:在接受治疗的动物中,原发肿瘤细胞变小了,血液循环中的癌细胞也更少,并且距离肿瘤较远的器官也很少或完全没有感染癌细胞。

 

未治疗的老鼠与治疗后的老鼠肿瘤对比,图源TED

 

     “ 这个例子里,我们使用了两个分子,内皮细胞选择素和TRAIL,但事实上,你可以使用的药物是无限的。我谈论的是癌症,但疾病出现在哪里,免疫细胞就会赶去哪里。所以该方法有可能被应用于任何疾病。

   想象一下脊柱受损后,使用免疫细胞来递送关键的伤口愈合剂,或使用免疫细胞越过血脑屏障来递送药物,去治疗帕金森症或阿尔兹海默症。这些是最让我对科学感到兴奋的想法。通过我的视角,我看到了如此多的前景和机会。”——伊丽莎白 · 韦恩

 

国内外关于免疫细胞传递药物的研究实验

 

   除了上文TED视频中伊丽莎白提到的研究以外,国内外关于免疫细胞充当司机传递药物的试验也不在少数。这些研究为疾病的治疗提供了新方式。就如上文中伊丽莎白说到的疾病出现在哪里,免疫细胞就会赶去哪里。所以该方法有可能被应用于任何疾病。

      2017年,中国药科大学的张灿教授团队在《科学》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。

 

    2010年,麻省理工学院的一个研究团队设计出一种新的能够传递有效治疗药物的方法,通过该方法将药物绑定在免疫细胞身上来对抗肿瘤。在这个过程中药物只会到达它们预定好的地方,这就大大降低了患者的风险。

 

         图源视觉中国

 

   总结目前关于癌症的治疗,常见的有手术、放化疗等手段,尽管外科手术与放化疗技术能缩小肿瘤的大小,但是由于癌细胞容易残留于转移,疾病复发的概率也很高,而且这三种治疗方式对患者的伤害也是非常大的。

 

   好在现在科学不断进步,医学家正在积极探索有效且伤害小的方式来帮助患者,像之前徐徐经常科普的免疫细胞疗法,以及今天所分享的利用免疫细胞充当司机的作用来传递药物击杀癌细胞。这些医学研究都向我们展示了免疫细胞的潜能,希望在不远的将来,免疫细胞疗法能造福更多患者。而作为普通的我们也可以将自己健康的免疫细胞存储起来,等到将来有需要的时候再回输到体内提高免疫力甚至治疗疾病。

 

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