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MIT研制的抗癌疫苗联合CAR-T疗法可让60%小鼠的肿瘤完全清除

    来源: 作者: 发布时间:2019-07-15 Tag:

在2019年7月12日最新出版的一期《科学》杂志上,来自麻省理工学院(MIT)的科学家们在抗癌领域做出了新的突破。他们开发出的一种“抗癌疫苗”,能够极大提高CAR-T疗法的疗效,让其能对实体肿瘤进行有效攻击。MIT的官方新闻稿指出,在60%的小鼠中,肿瘤被“完全清除”!


MIT研制的抗癌疫苗联合CAR-T疗法可让60%小鼠的肿瘤完全清除


CAR-T疗法是最近兴起的一种细胞疗法。它的原理不难理解——研究人员们从患者的体内分离出“免疫T细胞”,在实验室条件下进行基因改造,让其能攻击癌症。随后,经过大量扩增的改造T细胞会被输回患者体内,治疗癌症。


目前,美国FDA已经批准了两款CAR-T疗法上市,它们也给癌症治疗带来了新的突破。然而,目前这些疗法只能治疗血液癌症。针对肺癌和乳腺癌这样的实体肿瘤,CAR-T疗法就显得无能为力,疗效甚微。


MIT研制的抗癌疫苗联合CAR-T疗法可让60%小鼠的肿瘤完全清除


这是为什么呢?科学家们相信,这是因为实体肿瘤附近有一个“抑制免疫系统”的微环境。免疫T细胞一旦进入这个环境,就会“提不起精神”,无法攻击肿瘤。基于这一理论,这支来自MIT的科研团队决定开发一款疫苗,让T细胞提前进入“激活”状态。这样一来,CAR-T疗法就有望“无视”肿瘤微环境的抑制,从而攻击肿瘤细胞。


“我们假设说,如果能够在淋巴结中就激活这些T细胞,它们就会具有更强大的功能,从而在肿瘤位置抵抗‘抑制’。”本研究的负责人Darrell J. Irvine教授说道。


MIT研制的抗癌疫苗联合CAR-T疗法可让60%小鼠的肿瘤完全清除

▲这款抗癌疫苗的设计示意图


为了实现这一目标,研究人员们对这款疫苗进行了精心的设计。它的一端是能够激活CAR-T细胞的抗原,另一端则是一条长长的“尾巴”,由脂类分子组成。在这条尾巴的帮助下,这种疫苗能够与血液中的白蛋白(albumin)结合。在人体内,白蛋白会顺着血管游遍全身。这种新型的疫苗也会“搭便车”,并在进入淋巴结后发挥功效,激活CAR-T细胞。


在小鼠实验中,这种疫苗的效果堪称“神奇”。首先,研究人员们只给小鼠注射了5万个CAR-T细胞,而没有辅以疫苗。如预期一样,小鼠的血液里几乎检测不到这些细胞的存在。


随后,研究人员们给小鼠使用了2次抗癌疫苗,一次是在CAR-T细胞输注后的第二天,另一次则是在一周后。在这批小鼠里,CAR-T细胞出现了快速激活与扩增!研究人员们发现,在2周后,小鼠体内的所有T细胞中,CAR-T细胞最多可占65%!


MIT研制的抗癌疫苗联合CAR-T疗法可让60%小鼠的肿瘤完全清除

▲抗癌疫苗极大提高了CAR-T疗法的效果。在最高剂量组(绿色),肿瘤体积显著缩小


快速扩增的大量CAR-T细胞就好像一支浩浩荡荡的抗癌大军,在许多小鼠体内将肿瘤“清除得干干净净”(complete elimination)。更可喜的是,这些肿瘤涵盖了多种不同的类型,包括胶质母细胞瘤、乳腺癌、以及黑色素瘤。据分析,抗癌疫苗与CAR-T疗法的组合,能在60%的小鼠中清除肿瘤。而如果只是用CAR-T疗法,就没有这样的效果。


“通过添加疫苗,原先没有疗效的CAR-T疗法能得到扩增,在超过一半的动物体内带来完全缓解!”Irvine教授介绍道。


值得一提的是,就像普通疫苗能带来长久的免疫力那样,抗癌疫苗也能带来长久的抗癌免疫!在治疗的2个多月后,研究人员们重新将相同的癌细胞注射到小鼠体内,观察小鼠是否会对此作出反应。令人欣喜的是,这些癌细胞很快被免疫系统清除,表明这些小鼠对同样的癌细胞已经有了抵抗力。


MIT研制的抗癌疫苗联合CAR-T疗法可让60%小鼠的肿瘤完全清除

▲治疗之后,即便重新注入相同的癌细胞(黑色箭头)和有些许不同的其他癌细胞(红色箭头),小鼠依旧能够全部存活


又过了50天,研究人员们再次给这些小鼠注射了另一批癌细胞。这些癌细胞与最初的癌细胞非常接近,但有着微妙的不同,且没有CAR-T疗法所设计靶向的抗原。没想到,小鼠依旧把新型的癌细胞消灭得干干净净。研究人员们推测,这可能是因为在之前的抗癌过程中,T细胞对另一些肿瘤蛋白产生了记忆,从而产生了一批全新的抗癌卫士。


“如果我们在看似‘治愈’的小鼠体内重新引入肿瘤细胞,小鼠也会把它们全部清除,” Irvine教授补充道:“这个发现令人激动。如果CAR-T细胞只针对一种抗原,那么肿瘤只要发生突变,就会逃脱免疫系统的攻击。为了取得成功,T细胞必须能够攻击许多不同的抗原。如果这种疗法能让全新的T细胞发生‘致敏’,那么肿瘤的免疫逃逸就更难发生。”


需要注意的是,这项研究目前的数据大多来自小鼠,因此在人类患者中的疗效依然有待观望。不过研究人员们也指出,在体外实验里,人类CAR-T细胞同样可以被激活,表明这一策略有望应用于人类病患。研究人员们已经将这一技术许可给了一家生物技术公司,以求快速开展临床试验。


“我期待这一技术能在接下来的1-2年里在患者身上测试。” Irvine教授说道。


关于麻省理工学院


麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology),简称“麻省理工”(MIT),位于美国____州___都市区剑桥市,是世界著名私立研究型大学。 麻省理工学院创立于1861年,在第二次世界大战后,麻省理工学院借由美国国防科技研究需要而迅速崛起。 在二战和冷战期间,麻省理工学院的研究人员对计算机、雷达以及惯性导航系统等科技发展作出了重要贡献。