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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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癌癥光動(dòng)力磁熱協(xié)同治療結(jié)合免疫治療研究獲進(jìn)展

2019-11-04 蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所

【字體：大中小】

語音播報(bào)

　　近些年來，熱療已發(fā)展成為癌癥治療的一種替代或輔助療法。熱療不僅能夠促使癌細(xì)胞的消融，還可以誘導(dǎo)局部血管損傷，增加腫瘤組織的血液灌注，進(jìn)而改善腫瘤內(nèi)部的乏氧狀態(tài)。因此，熱療和光動(dòng)力治療的結(jié)合可能會引起協(xié)同的抗腫瘤反應(yīng)。雖然光動(dòng)力治療與熱療具有毒副作用小等優(yōu)點(diǎn)，但因?yàn)檫x擇性差，僅能作為癌癥局部治療的手段，不能產(chǎn)生全身系統(tǒng)的抗腫瘤反應(yīng)，因而這種聯(lián)合治療方法無法有效地抑制癌癥的轉(zhuǎn)移。

　　免疫檢查點(diǎn)阻斷療法是一種通過激活腫瘤特異性免疫T細(xì)胞來對抗癌癥轉(zhuǎn)移的臨床治療方式，但由于免疫反應(yīng)激活效率的低下，使得該種療法在轉(zhuǎn)移性腫瘤的治療中表現(xiàn)并不理想。

　　有研究表明，光動(dòng)力治療以及熱療可以引發(fā)腫瘤的免疫原性細(xì)胞死亡，誘導(dǎo)增強(qiáng)腫瘤特異性T細(xì)胞的分化和浸潤，因此可以產(chǎn)生強(qiáng)健的抗腫瘤免疫反應(yīng)?？紤]到這些發(fā)現(xiàn)，科研人員認(rèn)為聯(lián)合光動(dòng)力治療和熱療不僅能夠?qū)δ[瘤的原發(fā)灶產(chǎn)生協(xié)同的治療作用，還能夠提高免疫檢查點(diǎn)阻斷療法的效率，增強(qiáng)全身系統(tǒng)的抗腫瘤免疫應(yīng)答，進(jìn)而對轉(zhuǎn)移灶的腫瘤起到有效的抑制作用。

　　為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)綜合治療的策略，中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所董文飛課題組近期開發(fā)了一種Janus型磁介孔二氧化硅納米載藥系統(tǒng)。該納米載藥系統(tǒng)由四氧化三鐵磁球和二硫鍵僑聯(lián)的介孔二氧化硅棒兩部分組成。磁球功能單元具有極好的超順磁性，可用于磁靶向增強(qiáng)的磁熱治療。介孔二氧化硅棒功能單元可高效率地負(fù)載光敏劑Ce6，并在腫瘤微環(huán)境下降解，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了Ce6的氧化還原/pH雙響應(yīng)性釋放，提高了光動(dòng)力治療的效率并降低其毒副作用。同時(shí)，腫瘤細(xì)胞膜被包覆在該納米粒子表面，延長了其血液循環(huán)時(shí)間并提高了其對腫瘤組織的靶向作用。更重要的是，這種非對稱結(jié)構(gòu)的納米粒子，具有各個(gè)功能單元互不干擾的特點(diǎn)，因此，實(shí)現(xiàn)了高效的光動(dòng)力磁熱協(xié)同抗腫瘤作用并產(chǎn)生腫瘤特異性免疫反應(yīng)。當(dāng)與免疫檢查點(diǎn)阻斷劑細(xì)胞毒性T細(xì)胞抗原-4抗體聯(lián)合使用后，產(chǎn)生了更強(qiáng)的全身系統(tǒng)性的抗腫瘤免疫反應(yīng)。因此，不僅原發(fā)灶的腫瘤體積進(jìn)一步減少，轉(zhuǎn)移灶的腫瘤組織也得到了有效的抑制。

　　綜上所述，董文飛團(tuán)隊(duì)證明了這種綜合治療策略可以結(jié)合光動(dòng)力治療、磁熱治療和免疫檢查點(diǎn)阻斷治療，既能消除腫瘤組織、又能抑制癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移抑制，并為實(shí)現(xiàn)這種綜合治療策略，提供了一種高效安全的納米藥劑。

　　該工作發(fā)表在Advanced Science上。

　　論文鏈接

圖1 advanced science封面（未排版）

圖2 制備細(xì)胞包裹的仿生可降解Janus型磁介孔二氧化硅納米載藥系統(tǒng)用于乳腺癌的光動(dòng)力磁熱協(xié)同治療聯(lián)合免疫檢查點(diǎn)阻斷治療

　　圖3 Janus納米載藥系統(tǒng)的腫瘤治療效果。(a)給藥時(shí)間，(b)腫瘤照片，（c）腫瘤重量，(d)腫瘤生長曲線，(e) 肺轉(zhuǎn)移腫瘤的個(gè)數(shù)（f）照片。在聯(lián)合光動(dòng)力治療、磁熱治療和免疫檢查點(diǎn)阻斷治療9天后，收集血清和原發(fā)腫瘤組織，分析(g)轉(zhuǎn)移瘤組織中CD8+T細(xì)胞/CD4+T細(xì)胞比值、(h) CTL含量和 (i) Treg含量。

　　癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移擴(kuò)散對患者而言往往是災(zāi)難性的，常常導(dǎo)致患者的死亡。光動(dòng)力治療(PDT)是一種新型的癌癥治療模式，在各類癌癥微創(chuàng)治療中展現(xiàn)了良好的效果。PDT治療腫瘤的基本原理是系統(tǒng)或局部給予的光敏劑在各組織中的半衰期不同，一段時(shí)間后腫瘤組織中光敏劑濃度明顯高于正常組織，形成光敏劑在腫瘤組織的選擇性滯留。在特定波長激發(fā)光的作用下，同時(shí)在分子氧存在的情況下，產(chǎn)生單線態(tài)氧（singlet oxygen）及其它活性氧類物質(zhì)（reactive oxygenspecies，ROS），導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞壞死和凋亡。然而，由于激光無法穿透腫瘤病灶中心以及腫瘤內(nèi)部乏氧的限制，光動(dòng)力治療不能完全地消滅癌細(xì)胞。
　　近些年來，熱療已發(fā)展成為癌癥治療的一種替代或輔助療法。熱療不僅能夠促使癌細(xì)胞的消融，還可以誘導(dǎo)局部血管損傷，增加腫瘤組織的血液灌注，進(jìn)而改善腫瘤內(nèi)部的乏氧狀態(tài)。因此，熱療和光動(dòng)力治療的結(jié)合可能會引起協(xié)同的抗腫瘤反應(yīng)。雖然光動(dòng)力治療與熱療具有毒副作用小等優(yōu)點(diǎn)，但因?yàn)檫x擇性差，僅能作為癌癥局部治療的手段，不能產(chǎn)生全身系統(tǒng)的抗腫瘤反應(yīng)，因而這種聯(lián)合治療方法無法有效地抑制癌癥的轉(zhuǎn)移。
　　免疫檢查點(diǎn)阻斷療法是一種通過激活腫瘤特異性免疫T細(xì)胞來對抗癌癥轉(zhuǎn)移的臨床治療方式，但由于免疫反應(yīng)激活效率的低下，使得該種療法在轉(zhuǎn)移性腫瘤的治療中表現(xiàn)并不理想。
　　有研究表明，光動(dòng)力治療以及熱療可以引發(fā)腫瘤的免疫原性細(xì)胞死亡，誘導(dǎo)增強(qiáng)腫瘤特異性T細(xì)胞的分化和浸潤，因此可以產(chǎn)生強(qiáng)健的抗腫瘤免疫反應(yīng)。考慮到這些發(fā)現(xiàn)，科研人員認(rèn)為聯(lián)合光動(dòng)力治療和熱療不僅能夠?qū)δ[瘤的原發(fā)灶產(chǎn)生協(xié)同的治療作用，還能夠提高免疫檢查點(diǎn)阻斷療法的效率，增強(qiáng)全身系統(tǒng)的抗腫瘤免疫應(yīng)答，進(jìn)而對轉(zhuǎn)移灶的腫瘤起到有效的抑制作用。
　　為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)綜合治療的策略，中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所董文飛課題組近期開發(fā)了一種Janus型磁介孔二氧化硅納米載藥系統(tǒng)。該納米載藥系統(tǒng)由四氧化三鐵磁球和二硫鍵僑聯(lián)的介孔二氧化硅棒兩部分組成。磁球功能單元具有極好的超順磁性，可用于磁靶向增強(qiáng)的磁熱治療。介孔二氧化硅棒功能單元可高效率地負(fù)載光敏劑Ce6，并在腫瘤微環(huán)境下降解，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了Ce6的氧化還原/pH雙響應(yīng)性釋放，提高了光動(dòng)力治療的效率并降低其毒副作用。同時(shí)，腫瘤細(xì)胞膜被包覆在該納米粒子表面，延長了其血液循環(huán)時(shí)間并提高了其對腫瘤組織的靶向作用。更重要的是，這種非對稱結(jié)構(gòu)的納米粒子，具有各個(gè)功能單元互不干擾的特點(diǎn)，因此，實(shí)現(xiàn)了高效的光動(dòng)力磁熱協(xié)同抗腫瘤作用并產(chǎn)生腫瘤特異性免疫反應(yīng)。當(dāng)與免疫檢查點(diǎn)阻斷劑細(xì)胞毒性T細(xì)胞抗原-4抗體聯(lián)合使用后，產(chǎn)生了更強(qiáng)的全身系統(tǒng)性的抗腫瘤免疫反應(yīng)。因此，不僅原發(fā)灶的腫瘤體積進(jìn)一步減少，轉(zhuǎn)移灶的腫瘤組織也得到了有效的抑制。
　　綜上所述，董文飛團(tuán)隊(duì)證明了這種綜合治療策略可以結(jié)合光動(dòng)力治療、磁熱治療和免疫檢查點(diǎn)阻斷治療，既能消除腫瘤組織、又能抑制癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移抑制，并為實(shí)現(xiàn)這種綜合治療策略，提供了一種高效安全的納米藥劑。
　　該工作發(fā)表在Advanced Science上。
　　論文鏈接
　　圖1 advanced science封面（未排版）
　　圖2 制備細(xì)胞包裹的仿生可降解Janus型磁介孔二氧化硅納米載藥系統(tǒng)用于乳腺癌的光動(dòng)力磁熱協(xié)同治療聯(lián)合免疫檢查點(diǎn)阻斷治療
　　圖3 Janus納米載藥系統(tǒng)的腫瘤治療效果。(a)給藥時(shí)間，(b)腫瘤照片，（c）腫瘤重量，(d)腫瘤生長曲線，(e) 肺轉(zhuǎn)移腫瘤的個(gè)數(shù)（f）照片。在聯(lián)合光動(dòng)力治療、磁熱治療和免疫檢查點(diǎn)阻斷治療9天后，收集血清和原發(fā)腫瘤組織，分析(g)轉(zhuǎn)移瘤組織中CD8+T細(xì)胞/CD4+T細(xì)胞比值、(h) CTL含量和 (i) Treg含量。
　　

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