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纳米药物递送系统：用于肿瘤化学免疫联合治疗的研究进展
nanomicrolett 2020-10-10 16:40
A Review on Nano-Based Drug Delivery System for Cancer Chemoimmunotherapy Weiwei Mu, Qihui Chu, Yongjun Liu, Na Zhang* Nano‑Micro Lett.(2020)12:142 https://doi.org/10.1007/s40820-020-00482-6 本文亮点 1. 本文总结了目前肿瘤免疫治疗的方法。 2. 探讨了肿瘤化学免疫联合治疗的研究现状及应用前景。 3. 讨论和阐述了 纳米药物递送系统用于肿瘤化学免疫治疗 的最新研究进展。 内容简介 化疗免疫联合治疗具有协同治疗机制、减少用药剂量和增强治疗效果等优势，是一种很有潜力的肿瘤治疗方法。然而，两种治疗剂的药代动力学性质和体内分布不同、作用靶点不一致、肿瘤部位的药物比例不可控以及严重的全身副作用等影响协同抗肿瘤效果。纳米药物递送系统因其具有改善药物药动学性质、肿瘤靶向递送能力、肿瘤微环境响应性定点释药等特性，用于化疗免疫治疗剂的递送，有助于获得更优的协同抗肿瘤效果，具有潜在临床应用前景。 山东大学药学院药剂学研究所张娜教授团队回顾并系统总结了纳米药物递送系统应用于肿瘤化学免疫联合治疗的最新研究进展。 免疫治疗是一种通过调节免疫系统而不是专注于肿瘤细胞本身发挥作用的新型治疗手段，是肿瘤治疗的最新有效方法。然而，免疫检查点抑制剂的耐药性、治疗性疫苗的免疫原性弱、脱靶效应、严重的免疫相关不良事件(iRAE)等使某些肿瘤类型或患者的免疫治疗遭遇挑战。 大量的临床前研究证明，化疗可能为免疫治疗提供额外帮助，一些细胞毒性药物可以激发抗肿瘤免疫，如CDK4/6抑制剂能够刺激IFN-III的产生并增强肿瘤抗原提呈。合理的化学免疫联合治疗能够协同提高抗肿瘤效果。 为了确保最佳的化学免疫协同抗肿瘤效果，联用过程中需要注意两种药物的药代动力学性质差异和体内分布不同，肿瘤靶向特异性和肿瘤蓄积不足，肿瘤组织中药物比例不确定，以及严重的全身副作用等问题。纳米药物递送系统(NDDS)可以改善药物在体内的药代动力学行为，增加药物稳定性，实现靶向给药和药物控释，在化学免疫联合治疗领域有着广阔的应用前景。将NDDS应用于化学免疫联合治疗是目前肿瘤治疗的研究热点。本文综述了NDDS应用于肿瘤化学免疫联合治疗的最新研究进展。 图文导读 I 肿瘤免疫治疗 肿瘤免疫包括肿瘤细胞抗原释放、抗原提呈细胞提呈抗原、T细胞启动和激活、T细胞向肿瘤组织迁移和浸润，及细胞毒性T细胞对肿瘤细胞的识别和杀伤等几个关键步骤。每一步骤都有可能成为潜在的治疗靶点。针对这些靶点，目前的肿瘤免疫治疗方法主要包括治疗性抗体、肿瘤疫苗、过继细胞治疗和细胞因子治疗。 II 肿瘤化学免疫联合治疗 肿瘤化学免疫联合治疗是一种很有潜力的提高抗肿瘤疗效的方法。化疗药物可能通过增强肿瘤细胞免疫原性，影响调节T细胞(Treg)、髓源性抑制细胞(MDSCs)和树突状细胞(DCs)等免疫细胞的功能来调节肿瘤免疫。研究表明，适当剂量的化疗药物可以通过上调肿瘤抗原和MHC-I的表达，诱导共刺激分子的表达，下调肿瘤细胞表面的免疫检查点分子表达等途径来增强肿瘤细胞的内源性免疫原性。适当剂量的化疗药物可以调节Treg的抑制作用。例如，玻玛西尼与PD-L1抑制剂联合治疗MMTV-RTTA/Teto-HER2肿瘤小鼠的研究结果表明，两药联用与单药治疗分别比较治疗效果增强，肿瘤体积在第13天缩小~70%。 肿瘤化学免疫联合治疗临床试验也显示出可喜结果。研究表明，CD40抗体联合顺铂/培美曲塞治疗恶性胸膜间皮瘤，有更多的患者出现一过性肿瘤特异性T细胞免疫应答，有三位患者实现长期生存(超过30个月)。卡铂或顺铂与培美曲塞联合派姆单抗的组合已被FDA批准作为转移性、非鳞状非小细胞肺癌患者的一线治疗方案。 然而，也有一些化学免疫联合治疗肿瘤的临床试验效果不理想，患者之间疗效差异大，许多患者免疫反应不佳。因此，需要探索进一步提高化学免疫联合治疗免疫应答效果的新策略。 III 纳米药物递送系统用于肿瘤化学免疫联合治疗 NDDS为提高肿瘤的化学免疫联合治疗效果提供了新途径。目前有几种灵活的方法利用NDDS实现化学免疫联合治疗。如，一种药物可以以游离形式给药，另外一种药物可以通过NDDS给药(Free drug+Nano)，或者两种药物分别由相似或不同的NDDS递送(Nano+Nano)，或者两种药物共包载于同一个纳米载体中(co-encapsulation)。 “Free drug+Nano”策略具有处方灵活可调、给药间隔可控、制备简单、易于工业化放大和临床转化等优点。“Nano+Nano”策略具有配方灵活，给药剂量可调，两种制剂分布相似等优势。我们研究团队针对不同的靶细胞制备了双胞胎样纳米粒(TCN)，分别靶向递送索拉非尼到肿瘤细胞和IMD-0354到巨噬细胞，以增强肿瘤化疗和免疫治疗效果。这两种TCN的体内分布相似，可以实现靶向递送不同药物到不同细胞，从而确保协同抗肿瘤效果。 “co-encapsulation”策略可以控制药物在肿瘤组织中的积聚，保证药物的可控释放，控制多种药物的时空递送。目前，已有各种各样的NDDS应用于化学免疫联合治疗，包括脂质体、聚合物胶束、树枝状大分子、金属和无机纳米粒、纳米凝胶和仿生纳米粒等(图1)。 图1.NDDS“co-encapsulation”策略应用于肿瘤化学免疫联合治疗。 3.1 脂质体 脂质体具有包封率高、靶向性好、毒性低等优点，作为化学免疫联合治疗的载体被广泛研究。亲水性治疗剂可以被包裹在脂质体内，疏水性治疗剂可以被包载于脂质双分子层中，治疗剂也可以通过与脂质之间的电荷相互作用或与脂质分子的化学链接，装载于脂质体内或脂质体表面。如图2，Lu等制备了一种共载多柔比星和IDO-1抑制剂(IND)的脂质体(DOX/IND-liposome)。DOX/IND-liposome通过磷脂与IND偶联自组装，通过主动载药方式装载多柔比星。结果表明，DOX/IND-liposome显著增强抗乳腺癌免疫应答。 图2.脂质体用于肿瘤化学免疫联合治疗。 3.2 聚合物胶束 聚合物胶束具有疏水内核和亲水外壳，具有制备简单、可同时装载多种药物和易于表面修饰的特点。疏水性药物可以被包载于胶束的疏水内核中，亲水性药物可以通过化学偶联来负载。聚合物胶束应用于肿瘤化学免疫联合治疗时，由于其粒径较小，易于随淋巴管渗透至淋巴结内，有利于肿瘤抗原和免疫佐剂的递送。Juan C. Mareque-Rivas等报道了一种Pt(IV)前药物修饰的聚乙二醇化磷脂胶束，胶束包裹氧化铁纳米粒(IONP)后用Poly(I：C)修饰，用于肿瘤化学免疫联合治疗。该胶束明显增强了对肿瘤细胞的杀伤作用(图3)。 图3. 聚合物胶束用于肿瘤化学免疫联合治疗。 3.3 树枝状聚合物 树枝状聚合物如PAMAM，PEI等，具有化学结构明确、单分散、易实现多功能和多价修饰等特点被广泛研究。树枝状大分子的疏水内核可以负载小分子药物，而功能化外周基团可通过化学连接免疫治疗剂，如治疗性抗体等。如图4，He等设计了一种基于PAMAM共载多柔比星和CpG的纳米粒(LMWH/PPD/CpG)，用于转移性黑色素瘤的化疗免疫联合治疗。多柔比星通过pH敏感的腙键连接在PAMAM的末端氨基上。带负电荷的低分子肝素包覆于PAMAM表面形成LMWH/PPD/CpG。LMWH/PPD/CpG明显增强荷黑色素瘤小鼠免疫应答和治疗效果。 图4. 树枝状大分子用于肿瘤化学免疫联合治疗。 3.4 金属/无机纳米粒 金属和无机纳米粒通常具有光热治疗(PTT)和光动力治疗(PDT)效果，载药量高、易于功能化修饰、无免疫原性，既是良好的药物载体又是肿瘤治疗剂。目前许多金属和无机纳米粒已被用于化学免疫联合治疗研究，包括氧化石墨烯类纳米粒、介孔二氧化硅纳米粒、黑磷纳米粒、金纳米粒和铜纳米粒等。Dong等设计多功能CuS纳米粒(FA-CD@PP-CpG)用于CpG和多西他赛共递送，并协同PDT和PTT，获得增强的乳腺癌治疗效果。FA-CD@PP-CpG可以促进CTL浸润，抑制MDSCs，提高4T1-荷瘤小鼠的抗肿瘤效果(图5)。 图5. 金属纳米粒用于肿瘤化学免疫联合治疗。 3.5 纳米凝胶 纳米凝胶是具有纳米尺度的水凝胶支架，具有良好的生物相容性、高含水量以及与各种治疗剂(如小分子药物和生物大分子药物)良好的兼容性，被广泛应用于化学免疫联合治疗研究。通过靶向配体修饰、响应性功能键合成等手段，可以合理设计多功能纳米凝胶用于提升化学免疫联合治疗效果。Yang等报道了一种蜂毒素-RADA32水凝胶装载多柔比星，通过主动调节肿瘤微环境增强化学免疫联合治疗效果。该水凝胶通过控制药物释放、调节固有免疫细胞(如促进DC成熟)和耗竭M2型巨噬细胞增强对黑色素瘤的杀伤作用(图6)。 图6. 纳米凝胶用于肿瘤化学免疫联合治疗。 3.6 仿生纳米载体 仿生纳米载体具有仿天然的结构或形态、表面性质和大小，具有更强的靶向性和良好的生物相容性，可将药物输送到靶细胞或组织。白蛋白、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白、转铁蛋白家族蛋白及其衍生蛋白等制备的仿生纳米粒已被应用于肿瘤化学免疫联合治疗研究。细胞膜仿生纳米粒主要由细胞膜包裹功能纳米粒组成。细胞膜仿生纳米粒上的细胞膜蛋白保持其生物活性，从而使细胞膜仿生纳米粒具有免疫逃逸、延长血液循环时间和肿瘤靶向的能力。不同的细胞膜使仿生纳米粒在肿瘤治疗中具有不同的功能。红细胞膜仿生纳米粒可以提高生物相容性和生物降解性，延长血液循环时间。Zhang等开发了一种红细胞膜包覆纳米粒(NRP+I)，用于多西他赛和IL-2的共递送(图7)。该仿生纳米粒NRP+I具有增强的抗肿瘤免疫效果和药物肿瘤组织深层渗透性能。 图7. 仿生纳米载体用于肿瘤化学免疫联合治疗。 IV 总结与展望 NDDS应用于肿瘤化学免疫联合治疗的研究充满机遇，同时也面临巨大挑战： 1)尽管NDDS在打破肿瘤免疫平衡、清除肿瘤、抑制肿瘤转移等方面具有优势，但肿瘤部位免疫治疗药物蓄积增多可能诱发自身免疫性疾病，增加iRAE的发生。 2)化疗药物和免疫治疗药物通常具有不同的靶细胞，NDDS“co-encapsulation”策略通常难以实现对肿瘤组织中不同细胞的精准递送，这可能会增加药物脱靶效应。因此，合理设计定时定量释药的NDDS，实现不同药物精确靶向至不同细胞，是肿瘤化学免疫联合治疗研究的新方向。 3)由于工艺复杂、难以避免的药物泄露、辅料安全性问题、稳定性差等问题，NDDS的临床转化仍面临较大障碍。设计处方简单、制备工艺成熟、生物相容性好、易于工业生产的NDDS，仍是肿瘤治疗研究中的热点与难点。 作者简介 张娜 本文通讯作者 山东大学 教授 ▍ 主要研究领域 新型纳米药物递送系统，肿瘤化学免疫联合治疗。 ▍ 主要研究成果 教育部新世纪优秀人才，山东大学学科高峰计划药物动力学学科带头人。近年来主持科研课题17项，其中国家级课题9项。已发表研究论文110余篇，其中被SCI收录85篇，2014-2019年连续被爱思唯尔(Elsevier)科学文献出版社评为中国高被引学者。主编参编教材10余部。授权专利18项。 撰稿：原文作者 编辑：《纳微快报》编辑部 关于我们 Nano-Micro Letters《纳微快报》是上海交通大学主办、Springer Nature合作开放获取(open-access)出版的英文学术期刊，主要报道纳米/微米尺度相关的高水平文章(research article, review, communication, commentary, perspective, letter, highlight, news, etc)，包括微纳米材料的合成表征与性能及其在能源、催化、环境、传感、吸波、生物医学等领域的应用研究。已被SCI、EI、SCOPUS、DOAJ、CNKI、CSCD、知网、万方、维普等数据库收录。2019 JCR影响因子：12.264。在物理、材料、纳米三个领域均居Q1区(前15%)。2019 CiteScore：12.9，材料学科领域排名第4 (4/120)。中科院期刊分区：材料科学1区TOP期刊。全文免费下载阅读(http://springer.com/40820)，欢迎关注和投稿。 E-mail： editor@nmletters.org Tel： 021-34207624
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MedComm | Kam W. Leong院士发表用于肿瘤免疫治疗的工程化生物材料的论文
WileyChina 2020-6-9 14:17
​癌症免疫治疗通过激活自身免疫系统而不是癌症本身来对抗疾病，开创了癌症治疗的新时代，为广大患者带来治愈的曙光。然而临床只有少部分患者可以受益, 且过度激活免疫反应导致的副作用等限制了其进一步临床应用 。利用合理设计的工程化生物材料，构建肿瘤局部免疫治疗递药系统，可实现从病灶原位激活抗肿瘤免疫，不仅避免了免疫系统的过度激活带来的相关的毒副作用，而且提高了免疫治疗的效力 。 美国工程院院士，Biomaterials主编，哥伦比亚大学Kam W. Leong教授在Wiley开放获取期刊 MedComm 发表综述文章，系统阐述了利用工程化生物材料设计制备的局部药物递送系统在肿瘤免疫治疗领域的最新进展，未来前景和当前挑战 。本文的第一作者为电子科技大学附属医院（四川省人民医院）蔡璐璐副教授和徐嘉潞博士研究生，通讯作者为哥伦比亚大学Kam W. Leong教授和苏州大学汪超教授。 工程化生物材料的合理设计实现了免疫治疗的局部传递（图1），可调药物释放动力学和释放装置长达数周，并降低药物剂量，提高疗效和癌症免疫治疗的安全性。 目前开发的局部给药系统的工程化生物材料主要包括可植入、可注射和可透皮的材料等 。 可植入的生物材料包括经皮下植入或通过微小手术替换切除的组织，在植入前，材料被功能化修饰或预先加载治疗性的生物因子、化学制剂或细胞。 本文介绍了利用可植入的PLG或介孔二氧化硅生物支架递送GM-CSF、CpG-ODNs和肿瘤相关抗原等制备肿瘤疫苗在癌症免疫治疗中的研究和应用前景。 图1 Schematic of engineered biomaterials for localized delivery of cancer immunotherapy 可注射的局部递药系统主要包括水凝胶、冷冻凝胶、无机支架或其他材料，其具有良好的生物相容性、可降解性，以及体外环境下为液体或类溶胶状态，而在体内环境下可转化为凝胶等特点，特别适合与化疗或放疗的联合使用，来实现肿瘤的综合治疗。 本文介绍了利用温度敏感性（PCLA）、酶敏感性（纤维蛋白）、钙离子敏感性（海藻酸钠）和ROS敏感性（PVA-TSPBA）生物材料来构建原位注射或原位喷涂水凝胶，实现化疗/放疗-免疫联合治疗的相关研究和应用前景。 另外，无痛微针可穿刺皮肤，使药物从微针阵列中逐渐渗透和释放到体循环中，已被广泛用于药物、蛋白质、遗传物质和疫苗的透皮给药系统的开发。文中作者介绍了使用透明质酸或PVA微针贴片经皮给药实现肿瘤免疫治疗的研究和应用前景。 临床上肿瘤治疗常采用联合治疗方案，如免疫疗法联合化疗或放疗等，以提高治疗效果，但系统的联合治疗又通常会带来严重的毒副作用。局部给药有望解决以上问题，而其成功的关键是选择合适的工程化生物材料作为药物递释载体。作者在文中综述了具有代表性的工程生物材料（表1），鉴于这些生物材料的独特特点，基于此开发的创新局部给药系统具有巨大的潜力用于改善癌症免疫治疗，但其仍然面临着的重大挑战，如伴随的急性/慢性炎症反应，FDA的批准等。因此利用工程化生物材料进行肿瘤免疫治疗仍需付出巨大努力，以实现真正的临床应用。 表1. Summary of representative engineering biomaterials in this review 参考文献： Palucka AK, Coussens LM. The basis of oncoimmunology. Cell. 2016;164 (6):1233-1247. Kelly SH, Shores LS, Votaw NL, Collier JH. Biomaterial strategies for generating therapeutic immune responses. Advanced Drug Delivery Reviews. 2017;114:3-18. Cai L, Xu J, Yang Z, et al. Engineered biomaterials for cancer immunotherapy. MedComm. 2020;1–12.https://doi.org/10.1002/mco2.8 Duong HTT, Thambi T, Yin Y, et al. Degradation-regulated architecture of injectable smart hydrogels enhances humoral immune response and potentiates antitumor activity in human lung carcinoma. Biomaterials. 2020;230:119599. 引用本篇论文: Cai L, XuJ, Yang Z, et al. Engineered biomaterials for cancer immunotherapy.MedComm. 2020;1–12. https://doi.org/10.1002/mco2.8 作者简介： Kam W. Leong 美国工程院院士、美国哥伦比亚大学 Kam W. Leong，哥伦比亚大学生物医学工程学Samuel Y. Sheng冠名教授，美国工程院院士，国际生物材料领域顶级期刊 Biomaterials 主编。致力于研究纳米结构生物材料在医学中的应用。发表了约330篇同行评议的研究论文（被引39,000次，h-index=103），拥有50多项发明专利。曾获得控制释放学会的青年研究员研究成就奖、国际纳米医学杂志的杰出科学家奖、生物材料学会的克莱姆森应用研究奖、美国华裔纳米医学和纳米技术学会的终身成就奖。 汪超 苏州大学功能纳米与软物质研究院 汪超，苏州大学功能纳米与软物质研究院教授，主要研究方向为免疫工程领域，针对肿瘤、炎症、衰老、自身免疫病等免疫相关疾病，基于生物材料发展新型免疫治疗策略。在 Sci. Transl. Med.、Nat. Biomed. Eng.、Sci. Adv.、Adv. Mater.、Nano Lett.、ACS Nano、Biomaterials 等知名期刊发表SCI论文90多篇，总引用13,000余次，h-index=57，受邀担任 Frontiers in Pharmacology 杂志客座编辑。入选2018-2019年科睿唯安“全球高被引科学家”名录（材料科学）、江苏省特聘教授、江苏省双创人才等科技奖励。 蔡璐璐 电子科技大学附属医院 蔡璐璐，电子科技大学附属医院(四川省人民医院)，副教授/副研究员，硕士研究生导师。入选四川省学术技术带头人后备人，四川省高层次海外留学人才，任中国医药生物技术协会纳米技术分会委员、四川省国际医学交流促进会生物免疫治疗专委会委员等。研究方向为病灶靶向的微纳药物制剂，先后主持国家自然基金青年基金，四川省科技厅杰出青年基金等课题10余项，在 Adv. Funct. Mater., Nano Res., Drug Discov. Today, Signal Transduct. Tar. 等期刊发表多篇学术论文，其中一篇文章入选ESI高被引1%。 关于MedComm： MedComm 是科研和教育领域的全球领导者——Wiley公司出版发行的全英文生物医学专业期刊（链接： （https://onlinelibrary.wiley.com/journal/26882663 ）。 主编由英国牛津大学 James Henderson Naismith 教授（英国皇家科学院院士、英国皇家爱丁堡科学院院士）和四川大学华西医院生物治疗国家重点实验室 魏于全 教授/中国科学院院士担任，副主编与编委由全球10多个国家的著名科学家构成。 MedComm 是同行评审的在线发表开放获取(OA)期刊，及时出版关于生物医学领域的基础研究与临床研究方面的工作，力争成为生物医学领域中具有国际影响力的高质量SCI学术期刊。本期刊发表论文类型包括综述（Review）、展望（Perspective）、研究论文（Research Article）、致编辑信函（Letter）、研究亮点（Research Highlight）等，对于原创性成果采取“快速通道”模式，帮助作者以最快的速度发表文章， 最快一周可接收，并于2020年至2022年之间免收论文出版费 。此外， 投稿时文章格式不限 ，正式接收发表时再按本杂志要求修改。 MedComm 竭诚欢迎生物医学领域的科研工作者、医生、研究生积极向期刊投稿。
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全国临床肿瘤学大会暨2019年CSCO（厦门）学术年会观察
bingansuan 2019-10-9 19:46
全国临床肿瘤学大会暨2019年CSCO学术年会依旧在厦门召开，个人观察如下： 一、参会人数：参会人数近 3 万人； 二、展商数量：相比于 2018 年有所减少，药厂受4+7 冲击，基因检测服务商受营收及投融资冲击； 三、展商分类：药厂、基因检测服务商、试剂耗材服务商、刊物出版发行商、AI 医疗服务商（零氪、依图、IBM） 四、精准医学赛道（根据个人观察及部分市场数据，略去五百字） ： 头部企业： 腰部企业： 草莽企业： 出局企业： 五、卫星会场次（据不完全统计，举办了 15 场） ： 燃石 2 场 、华大2 场、世和 1 场、求臻医学 1 场、真固生物 1 场、臻和生物 1 场、思路迪 1 场、优迅医学 1 场、海普洛斯 1 场、誉策生物 1 场 、仁东医学 1 场、诺禾致源 1 场、拓普基因 1 场 六、精准厂家动态 ： 1、精准业务自身：由靶向用药延伸至免疫抑制剂用药、肿瘤新生抗原，越来越重视，成为趋势，同时加大该方面的学术产出； 2、切入上游仪器：华大、吉因加、贝瑞、泛生子、博奥均发布自家测序仪； 3、切入上游耗材：艾德、诺禾、燃石、世和、华大均发布报证检测试剂盒； 4、切入中游早筛：燃石（肺癌）、贝瑞（肝癌）、华大（肠癌）等均切入早筛领域； 5、切入下游制药：思路迪切入下游药厂； 6、切入SAAS：燃石打造 LAVA，接入医院HIS，增值服务； 七、精准竞争特点 资本密集、劳动力密集、过度竞争。
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肿瘤免疫治疗：Bi2Se3@AIPH纳米结构NIR光热+光动力联合方案
nanomicrolett 2019-9-9 22:15
SingleNIR Laser-activated Multifunctional Nanoparticles for CascadedPhotothermal and Oxygen-independent Photodynamic Therapy Xiaomin Li, Yang Liu, FeiFu, Mingbo Cheng, Yutong Liu, Licheng Yu, Wei Wang, Yeda Wan and Zhi Yuan* Nano-Micro Lett. (2019) 11: 68 https://doi.org/10.1007/s40820-019-0298-5 ▍ 本文亮点 ▍ 1 制备的Bi2Se3@AIPH纳米粒子在单一近红外光（808nm）照下成功实现了光热/光动力联合治疗。 2 近红外光激发产生的过高热不仅直接杀伤肿瘤细胞，还能促使自由基引发剂释放并产生自由基，同时引发免疫反应，实现免疫治疗。 3 自由基的产生不依赖于氧气，因此，Bi2Se3@AIPH能够有效治疗乏氧肿瘤，同时自由基的存在还能增强免疫治疗效果。 ▍ 内容简介 ▍ 南开大学袁直教授团队 报道了一种简便制备的 多功能纳米粒子shy;—Bi2Se3@AIPH ，该纳米粒子在单一的808 nm激光照射下，能够以级联的方式实现光热治疗和不依赖于氧的光动力治疗以及免疫治疗。李晓敏博士为本论文的第一作者。 该工作 通过一步法 ，将自由基引发剂偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐 (AIPH)和相转变材料月桂酸封装于中空硒化铋纳米粒子 (Bi2Se3NPs)内部，获得具有高光热转换能力的Bi2Se3@AIPH纳米粒子。 荷瘤小鼠尾静脉注射该纳米粒子后，808nm近红外光照射肿瘤区域，激发产生过高热，该过高热一方面直接杀伤肿瘤细胞，另一方面加速AIPH的释放并激发产生毒性自由基，进一步杀伤肿瘤细胞。并且，通过测定免疫治疗标志物肿瘤坏死因子-α (TNF-α)和γ-干扰素 (IFN-γ)水平，发现联合光疗能够引发免疫反应，进一步消除肿瘤细胞。 肿瘤抑制实验结果显示，治疗后肿瘤生长得到了很好的抑制，甚至有的肿瘤完全消失， 肿瘤生长抑制率高达99.6% ，证明了该材料具有非常好的治疗效果和应用价值。并且，该纳米粒子的X射线衰减系数高达37.77 HU·mL/mg，是临床用碘海醇造影剂的2.65倍，显著提高了CT成像能力，能够更清晰地判断肿瘤区域。 / 研究背景 / 光疗，由于其高时空精度和非侵入性等特点，在生物医用领域具有很大的应用前景。然而，据报道，单一光疗（光热治疗或者光动力治疗）的效果往往有限，因此，开发以光疗为基础的联合治疗成为研究者们研究的重点，尤其是充分利用光疗优势的联合光疗（光热和光动力治疗联合）。然而，研究发现联合光疗策略目前仍然有两个问题亟待解决。一方面，光动力和光热治疗所需光源波长不一致，给治疗带来不便，增加治疗费用。另一方面，传统光动力治疗严重依赖治疗区域的氧气浓度，然而大多数肿瘤处于乏氧状态，因此其治疗效果也会大打折扣。 ▍ 图文导读 ▍ ▍ Bi2Se3@AIPH纳米粒子的表征及性能测试 Bi2Se3@AIPH纳米粒子的形貌如图1a。通过对其光热转换性能和自由基产生能力的测定，发现该纳米粒子光热转换效率高达31.8%，且光热稳定性良好。并且，在近红外光照射下，材料升温高于月桂酸熔点时月桂酸融化，促使AIPH释放，加速自由基产生。 图1 Bi2Se3@AIPH纳米粒子的(a) 透射电镜图, (b) 示差扫描量热曲线, (c) 近红外光照射下热成像图及(d) 对应的温度变化曲线, (e) AIPH热响应释放曲线, (f)自由基热裂解产生情况。 ▍ 细胞水平光热性能及自由基产生能力评价 通过热成像和活性氧检测实验，在细胞水平验证了过高热能促使产生毒性自由基进而消耗细胞内还原性物质谷胱甘肽 (GSH)。 图2 (a) 细胞热成像图, (b)自由基及活性含氧衍生物产生情况, (c) 对应的定量数据, (d) GSH消耗情况。 ▍ 生物安全性及细胞杀伤能力评价 多浓度纳米粒子溶血实验证明了该材料具有良好的生物安全性。并且通过MTT和凋亡实验，证明了该材料通过光照激活，无论在有氧还是无氧的条件下都具有很好的细胞杀伤能力，细胞存活率均不超过10% (有氧条件:8.5%；无氧条件:8.0%)。 图3 (a) 溶血实验,(b) 细胞膜破损标志物水平,(c) 细胞毒性,(d) 凋亡图。 ▍ CT成像能力评价 体外CT成像实验结果显示，Bi2Se3@AIPH纳米材料的CT成像能力是临床用碘海醇的2.65倍。体内实验结果也证明了相比临床用造影剂，该纳米材料能显著提高肿瘤区域的CT成像质量，见图4c。 图4 Bi2Se3@AIPH纳米粒子(a) 体外CT成像图及 (b) 对应的HU值, (c)小鼠三维重建CT照片, 插图为小鼠横截面图。临床用碘海醇为对照。 ▍ 肿瘤抑制效果评价及免疫指标测试 通过荷瘤鼠尾静脉注射该纳米粒子后，纳米药物通过EPR效应富集在肿瘤区域，通过单一的808nm激光局部照射肿瘤区域，可实现光热及不依赖于氧气的光动力协同治疗，并且，通过测定血清中免疫相关的细胞因子水平，发现小鼠血清中TNF-α和 IFN-γ均大幅提升，并在治疗期内保持相对高的含量，证明协同光疗后引发了免疫响应，进一步增强了治疗效果。经计算，肿瘤生长抑制率高达99.6%，甚至部分小鼠肿瘤完全消失，且未对正常组织产生伤害。 图4 相对肿瘤体积变化曲线, (b) 治疗14天后离体肿瘤照片, (c, d) 治疗期间血清中细胞因子水平变化:(c) TNF-α; (d)IFN-γ。 作者简介 袁直 南开大学教授，博士生导师 ▍ 主要研究领域 长期从事智能靶向药物传递系统、高选择性吸附分离功能高分子材料等研究。主持国家自然科学基金重点基金等多个项目。 ▍ 主要研究成果 迄今，已在NanoLett, Nano Res, J Control Release,Biomaterials, ACS Appl. Mater. Interfaces, Nanoscale等国际权威期刊上发表SCI论文160余篇。 E-mail:zhiy@nankai.edu.cn 相关阅读 细胞治疗·往期回顾 👇 1 肿瘤诊断焕发“芯”生！微阵列芯片快速分离、多重检测外泌体肿瘤标志物 2 NML研究文章｜“智能快递员”：荧光介孔硅-碳点赋能药物递送 关于我们 Nano-Micro Letters是上海交通大学主办的英文学术期刊，主要报道纳米/微米尺度相关的最新高水平科研成果与评论文章及快讯，在Springer开放获取（open-access）出版。可免费获取全文，欢迎关注和投稿。 E-mail： editorial_office@nmletters.org Tel： 86-21-34207624
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产品基础与商业机会
bingansuan 2019-8-6 19:52
在商业社会里产品是一个联系生产者和消费者之间的纽带。产品除了实体形式之外，也有虚拟形式，甚至服务也是产品的一种形式（服务即产品，Service as a Product）。 商业的本质是产品，营销手段是锦上添花。换言之，即便营销手段再强大，如果产品自身的价值无法满足消费者需求，真正解决其痛点，买卖基本是一锤子买卖，更不用讲口碑营销及复购等。 产品价值分为产品自身价值和消费者感知价值。产品自身价值取决于产品的科学基础以及产品解决的市场痛点/问题，就好比产品这个大厦构筑在什么基础之上。 就科学基础而言，产品有基于硬科学（诸如物理、化学、数学），譬如消费者购买的电脑或手机，更多基于硬科学；还是软科学（诸如生物、医学等），譬如消费者购买的疫苗、药物更多基于软科学。 许多正在发展中的学科，尤其是软科学，人们对表型、疾病背后的发生机制或分子机理了解不多或非常有限。如果不是机制研究完全清晰，而是基于有限了解的基础，开发出来的产品，会存在天然风险或系统性风险，但对于企业或个人来说，如何把握商业机会和系统性风险之间的平衡，看造化。 在历史上，由于不了解机制或了解有限，而匆匆将先锋理论或试验产品化，进而商品化，推出到终端客户眼前，带来的问题不少见。从上世纪八九十年代的基因治疗就可见一斑。 美国遗传学家威廉·安德森（William French Anderson）受到麻省理工学院的理查德·穆里根（Richard Mulligan）在1984年发表的一项研究启发，尝试改造一种莫洛尼鼠白血病病毒（MoMLV）用于基因转移。FDA 于1990年9月14号批准了安德森的申请，这也是第一例获批的人体基因治疗试验。 安德森及其团队选取了两名患有腺苷脱氨酶缺乏症的儿童。这种病是由于腺苷脱氨酶基因突变而失去活性造成，病人表现为几乎完全失去机体免疫力。两名受试者阿善堤·德西尔瓦（Ashanti DeSilva）和辛迪·凯思克（Cindy Kisik）均对治疗产生了良好的反应。安德森因此被称为“基因治疗之父”。 安德森的试验成功迅速点燃了医学界的热情。1990 年代，基因治疗的临床试验在各个国家迅速开展起来。1999 年宾夕法尼亚大学开展了一项针对鸟氨酸氨甲酰基转移酶缺乏症（OTCD，orinthine trascarbamlase deficiency）的临床试验。 这是一种单基因遗传病，患者因OTC基因突变而不能正常代谢蛋白质。通常这种病会导致胎儿致死，但也有少数病人能够存活，但是必须严格控制饮食和每天服用大量药物。 杰西·基辛格（Jesse Gelsinger）是这种疾病患者中的幸运儿，九死一生后活到了 18 岁。当听闻宾大在进行这种病的新疗法临床试验后，他很快签署了知情同意书。医生告知他和他的家人这个试验风险很小，是一种把正常基因转移到肝脏细胞里的新疗法。然而，在接受了这种疗法后，基辛格很快因血氨急剧升高而导致多器官衰竭和昏迷。数天后，他的家人在没有任何希望的情况下决定撤除医院对他的生命支持。 基辛格的生命永远定格在了18岁。 起初，基辛格的家人认为这是一起无法预见的悲剧，并未怪罪研究人员，还发表声明支持医院对该疗法的继续研究。但其后的调查令形势急转直下，这项试验的研究人员被发现同时存在多种违规试验情况。 首先，调查人员发现前期的动物实验中，有两只猴子在治疗过程中死亡了。这些材料在送给美国国立卫生研究院评审的材料中出现了，但在基辛格的知情同意书上却并未展示。 更为严重的是，在基辛格之前的受试者已经出现了严重不良反应，但研究人员也没有告诉基辛格，甚至没有向管理机构报告这一情况。而更让人不能接受的是，事后的调查显示，这远远不是个案，在从1990年开始的多个基因治疗试验中，只有不到6%的不良反应被如实汇报。 进一步的调查显示主持这项研究的詹姆斯·威尔逊（James Wilson）教授实际上是参与这项研究公司的股东，而这个公司正急需通过良好的试验结果去申请专利并融资。威尔逊以宾大教授的身份主持了研究，却并未告诉基辛格等受试者他实际是参与研究的商业公司的利益相关者。 最终，基辛格的家人在悲痛中将威尔逊和其他研究者告上了法庭。美国FDA也对宾大进行了严厉的制裁。然而这一切却换不回基辛格年轻的生命。随后媒体对事件的披露，在美国引起了轩然大波，也引发了人们对基因治疗的担忧和恐惧。 科学家也发现，无论一种疗法在科学上多么站得住脚，如果没有严格的安全监管，也会暴露巨大的问题。 那么只要一切符合安全监管要求，就一定能保证新疗法的安全性？很快，一起新的试验又给科学界上了沉重一课。 1999年开始，英国和法国的科学家们使用类似的病毒载体进行了另一种免疫缺陷遗传病（连锁重症联合免疫缺陷，SCID-X1 ）的治疗试验。这一次，他们决定比安德森更进一步，直接修改产生白细胞的“母亲”——骨髓干细胞。这样能够避免病人多次地输血治疗，因为白细胞的寿命很短，而骨髓干细胞可以源源不断地产生白细胞。 研究人员把经过改造的骨髓干细胞注射给一些患病的婴儿，在经过两年多的观察，研究者们发现受试的病人免疫机能得到了良好的恢复，也没发现严重的副作用。研究者们欢欣鼓舞地把试验结果发表在2002年的《新英格兰医学杂志》上。 然而，研究人员沉浸在成功的喜悦还没几个月，法国的研究中心发现试验中的一位小病人发生了白血病。到了第二年，法国的研究中心又发现了4例白血病。如此集中地发病显然不是偶然现象，科学家经过研究发现MoMLV病毒载体在骨髓干细胞中整合入基因组的位置激活了LMO2基因，而这个基因是已知的白血病诱因。虽然真相大白，但代价是惨重的。 从1990 年第一例基因治疗，到2017年，美国FDA正式批准了两种针对血液疾病的CAR-T疗法，分别是诺华的Kymriah和Kite 制药的Yescarta，以及一种针对眼科遗传病的疗法Luxturna，这中间经历了 27 年的艰难摸索。 1996年，美国国立卫生研究院的顾问委员会曾经指出，人类对基因疗法背后的各种基础机制研究还不透彻，研究人员应当将目光放回实验室和基础研究。 20多年后的今天，我们已经开始摘取一些基础研究的硕果，而人们也认识到基础研究对基因治疗的重要性超过以往任何治疗手段。基因治疗作为一种全新疗法，随着技术的成熟将会为很多不治之症带来希望，也必然会在医学领域大放异彩。 我们用基因治疗的过往案例介绍，窥一斑而知全豹，可以看见一个产品从基础研究、临床试验到产品化，直至最终的商品化，会经历种种磨难、考验和完善。在只有科学基础的坚实支撑下，我们才能不仅仅只是憧憬美好的未来。
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和癌症作斗争（65）免疫治疗前一定要测PD-L1吗？
zhizhongli 2019-3-24 21:22
文 | 菠萝 很多人都知道，用靶向药之前通常需要做基因检测。最典型的就是非小细胞肺癌，患者通常都需要检测EGFR，ALK，ROS1，RET等基因，如果有对应的突变，就会使用对应的靶向药。 最近PD-1类免疫药物大热，很多人自然就有个问题： 使用免疫疗法之前，也需要做基因检测么？大家常说的PD-L1检测又是什么东西？ 今天咱们就聊聊这个，主要以肺癌为例。 （一） 靶向药物之所以推荐基因检测，是因为能预测药物是否起效，有 EGFR 突变患者用 EGFR 靶向药物效果不错，但没有这个突变的，用它效果就不理想。 让患者用最适合自己的药物，临床生物标记物（ Biomarker ）的价值，主要就在于此。 基因检测只是生物标记物的一种，验血时候的各种指标，肿瘤表达的各种蛋白等，也都可以成为生物标记物。 治疗的时候用什么生物标记物，是和每个药物本身特性紧密相关的。 EGFR 基因突变之所以能预测 EGFR 靶向药效果，是因为这个药针对的就是携带 EGFR 突变的细胞。所以，有突变，就有疗效；无突变，就疗效不佳。 但免疫疗法不同， PD-1 类免疫药物针对的是免疫系统，所以起效原理和直接针对癌细胞的靶向药物截然不同，生物标记物也不同。简单测试基因突变对它的意义有限。 肿瘤的 PD-L1 染色是常见的免疫生物标记物之一。 PD-L1 染色，是指用特异的抗体来检测（肿瘤）组织中 PD-L1 蛋白的表达量。它最终在显微镜下呈现的效果是下面这样： PD-L1 蛋白表达是通过褐色展示，染色越深，覆盖的细胞越多，阳性越强。上图中，最左边是一个阴性组织（ PD-L1 染色阳性细胞 1% ），最右边则是强阳性的组织（ PD-L1 染色阳性细胞 50% ）。 目前主流理论认为，部分肿瘤细胞通过高表达 PD-L1 蛋白来结合免疫细胞上的 PD-1 蛋白，从而抑制免疫细胞的攻击。而 PD-1 抑制剂的作用，正是打破这种 PD-L1 和 PD-1 的结合，从而激活免疫细胞，尤其是 T 细胞，完成对肿瘤细胞的攻击。 顺着这种理论，有人猜想，如果肿瘤表达 PD-L1 越多，或许 PD-1 免疫药物效果越好。 在一些临床试验，比如针对黑色素瘤的试验里，确实看到一些苗头。整体而言， PD-L1 表达高的患者，响应免疫疗法的概率更高。 但这是指一个群体，具体落实到个人，情况就很复杂了。 PD-L1 做临床生物标记物依然受到很大争议，主要就是因为它无法准确预测个体疗效。 几乎所有临床试验中，我们都看到了某些PD-L1阴性的患者响应免疫疗法，我们也看到某些PD-L1强阳性的患者，一点效果都没有。 虽然PD-L1阴性的患者整体有效率更低，但一旦起效，疗效就和PD-L1阳性患者差不多。还是在CheckMate 057中，非鳞癌的PD-L1染色阳性患者（肿瘤组织中PD-L1表达水平1%）使用O药的中位持续缓解时间为16个月，而非鳞癌的PD-L1染色阴性的患者，中位持续缓解时间居然是18.3个月。 而对于PD-L1阴性的鳞癌患者疗效也比较明确，Checkmate 017研究随访2年结果，O药治疗与化疗相比死亡风险可降低42%。而对于PD-L1阳性的鳞癌患者，随访2年结果，O药治疗与化疗相比死亡风险显著降低25%。可见无论PD-L1表达状态如何，鳞癌患者都可以从治疗中获益。 所以，我们显然不能因为患者是PD-L1染色阴性，就告诉他/她：“你不能用免疫疗法，因为肯定无效。” 大家对如何对待 PD-L1 这个“免疫生物标记物”，还远远没有达成共识。 （二） PD-L1 之所以作为生物标记物不理想，有技术上的问题，尤其是染色本身问题多多。比如，抗体不同，结果可能不同，样品处理不同，结果也可能不同，等等。 除此之外，更重要还有 PD-L1 自身的生物学原因。最主要的有两点： 第一是 分布不均 。 PD-L1 在肿瘤内部并非均匀分布，同一个肿瘤组织，可能一些部分表达阳性，一些部分表达阴性。这就带来了随机问题，因为取样可能取到阳性表达的部分，也可能取到阴性表达的部分。一块所谓“ PD-L1 阴性”的肿瘤组织，很可能换个地方取样检测，就是阳性的了。 第二是 表达不稳定 。 PD-L1 蛋白表达受到很多分子信号影响，会上下动态变化。一块看似表达低的肿瘤组织，或许第二天表达就高了。 这些都会给判定 PD-L1 是阳性还是阴性带来巨大干扰。 那别的标记物呢？ 除了 PD-L1 ，大家还尝试了很多别的标记物，比如肿瘤突变负荷（ TMB ），免疫指数（ Immune Score ）等。 但到目前为止，还没有一个完美的单独标记物。 免疫系统和肿瘤之间的相互关系错综复杂，受到很多因素影响。最近甚至发现肠道菌群，甚至人的饮食习惯都能影响免疫疗法效果。 所以大家目前倾向于认为，真正要预测免疫疗法效果，可能需要多种标记物的组合，而不会像靶向治疗那样有一个单一标记物。 比如，下面这篇最近刚发表在《科学》上的论文，就探讨了对多个标记物联合使用的可能性。从预测效果来看，比单一标记物要好，但依然不够好。 （三） 说了这么多，目前中国临床治疗中，到底要不要做 PD-L1 检测呢？ 具体情况具体分析，多数时候是不需要的。 第一， 取决于瘤种 。 有些肿瘤疗效和 PD-L1 表达量有一些关联，比如紫外线损伤相关的黑色素瘤，大家可以考虑做，但有些就没那么高，比如经典霍奇金淋巴瘤。它整体表达都比较高，就不用测了。 第二， 取决于一线还是二线 。 在肺癌中，一线单独使用免疫药物可以考虑检测，因为研究发现 PD-L1 强阳性（ 50% ）的患者获益最大。但二线治疗目前不推荐，一方面是有研究发现 PD-L1 阴性患者也能获益，另一方面是因为二线患者有效治疗选择本来就很少，化疗效果也一般，再使用 PD-L1 来做选择意义有限。 第三， 取决于是单独用免疫药，还是联合用药 。 在肺癌的一线临床试验中，如果 PD-1 抑制剂药物一线单独使用， PD-L1 阴性患者几乎不获益，因此做检测很有价值，但免疫药联合化疗用于一线的时候，即使阴性患者也能受益，因此并不需要检测。 第四， 取决于就诊医院 。 虽然说 PD-L1 检测比较快，但涉及 20 步以上的人工操作，中国很多医院病理科还没有建立起稳定的 PD-L1 染色质控系统，因此目前检测意义不大。 第五， 取决于经济情况 。 任何检测，无论 PD-L1 ，肿瘤突变负荷还是免疫指数，都是需要花钱的。而无论 O 药还是 K 药，在中国定价都是世界最低（一个月 2 万左右）。在经济条件允许，而且其它选择都不理想的时候，直接盲试免疫检查点抑制剂药物一段时间看情况，是一个非常现实的选择。 （四） 精准医疗时代，我们希望能把药用在最可能受益的患者身上，因此对能预测疗效的生物标记物研究很重要。 但目前，免疫治疗依然还没有一个统一，且大家认可，效果良好的生物标记物。是否要做 PD-L1 等各种检测，取决于很多因素，除了科学上的考量，还要参考患者疾病进展，整体身体状态，家庭经济情况，等等。 希望能有更好的标记物被发现，也希望更多的免疫治疗方法被验证，惠及更广大的患者群体。 致敬生命！ 参考文献： 1 ： Peripheral and tumorimmune correlates in patients with advanced melanoma treated with nivolumab(anti-PD-1, BMS-936558, ONO-4538) monotherapy or in combination withipilimumab. J Transl Med 2014;12:O8. 2 ： PD-L1 Expression asa Predictive Biomarker in Cancer Immunotherapy. Mol Cancer Ther. 2015Apr;14(4):847-56. 3 ： Pan-tumor genomicbiomarkers for PD-1 checkpoint blockade–based immunotherapy. Science 362, 197(2018) 作者：菠萝，本名李治中，美国杜克大学癌症生物学博士，癌症科普作家。 著有《癌症.真相：医生也在读》 《癌症.新知：科学终结恐慌》 《 深呼吸：菠萝解密肺癌 》 《 她说:菠萝解密乳腺癌 》 ，曾荣获“2015中国好书”， 第十一届文津图书奖。 联系作者： checkpoint_1@126.com 菠萝原创文章，原载于微信公众号菠萝因子（checkpoint_1）欢迎个人分享，未经许可，公共平台或帐号谢绝转载。
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个体化新生抗原癌症疫苗
jhsbj 2019-1-4 13:15
癌症免疫治疗应用研究实际已有将近130年的历史了。癌症免疫领域的先驱者，Dr. William Coley（威廉.柯里）早在1893年就开始采用由化脓性链球菌制备的，称之为“Coley毒素”或“Coley疫苗”的丹毒细菌毒素，反复接种给晚期癌症患者，刺激发热和机体产生免疫反应，能导致一些患者的肿瘤消退。这项开创性早期工作首次提供了接种抗原性物质可能刺激人体免疫系统，达到临床上明显抑制肿瘤增长的直接证据 1,2 。 此后，癌症免疫治疗经历了漫长艰辛的发展，Dr.Coley本人和他的“疫苗”也经历过许多艰难的困境与挫折。百年之后，直到最近几年，癌症免疫治疗领域出现的两个里程碑式的进展：嵌合抗原受体T淋巴细胞（CAR-T）和免疫核查点信号阻断抗体PD-1/PD-L1的创新和临床应用，使得癌症免疫治疗真正走上了台面，成为继手术，化疗和放射治疗之后名副其实的第4种癌症治疗方法，并有希望成为癌症治疗的最重要手段。治疗性癌症疫苗领域经过百年的积淀，最近也获得了重要进展。个体化新生抗原（neoantigen）癌症疫苗的开发和应用，成为癌症免疫治疗的又一条新途径 3 。 近代癌症疫苗的研发也几十年了。迄今为止，仅有个别产品进入临床应用。例如：人乳头状瘤病毒（HPV）疫苗，这种预防性癌症疫苗只是对与病毒感染相关的癌症具有疗效。前列腺癌疫苗Sipuleucel-T是目前唯一得到美国FDA批准进入临床应用的治疗性疫苗，实际上这种疫苗也只能达到边缘性的临床效果 4 。总体而言，与其他免疫疗法比较，尤其是PD-1和T细胞治疗，绝大多数治疗性癌症疫苗并没能证明具有显著的临床疗效。 以往，大多数癌症疫苗多使用肿瘤相关抗原（Tumor associated antigens，TAAs)作为免疫原。这些TAAs本质上是非突变的自身抗原（self-antigens），存在于正常基因组中。TAAs通常在人体正常细胞中以相对低水平表达的状态存在，而在癌症组织中表现为过度表达。接种以TAAs为基础的癌症疫苗的目的，在于激发机体产生针对相应TAAs的免疫反应，主要是激活T细胞，杀灭和清除表达该TAA抗原的癌细胞。 然而TAAs疫苗作为机体正常存在的自身抗原，在临床应用上存在两个主要的问题。首先，由于自身抗原在体内的存在可以造成免疫系统产生中枢性耐受(Central Tolerance)。换句话说，就是免疫系统不把这些自身抗原当作异物处理，因此，不产生强烈的抗肿瘤免疫反应。其次，在某种条件下，如果诱发了针对TAAs的强烈免疫反应，有可能造成自身免疫（autoimmunity）异常。上述因素可能是导致TAAs自身抗原疫苗临床疗效不明显和出现副作用的主要原因。因此一些学者认为，选择和开发基于基因突变产生的癌症特异性抗原疫苗，可能是解决与TAAs有关的中枢耐受和自身免疫问题的重要途径。 癌症新生抗原是体细胞突变的产物，这些癌症特异性抗原可以来自病毒蛋白，基因翻译后的修饰，或体细胞突变（例如：点突变，插入和缺失，开放阅读框架改变等）。癌细胞中普遍存在的基因突变及其产物是健康细胞和正常基因组中所没有的，它们不仅是特异性癌症抗原，而且由于不存在中枢性耐受的基础环境，因此可能具有高度免疫原性，具备了构建癌症疫苗的理想条件。虽然对癌症新生抗原的认识由来已久，直到最近新一代基因测序技术的日益完善，才有可能对大量突变的新生抗原进行识别和鉴定 5 。通过对癌组织全外显子基因测序，结合对人类白细胞抗原（HLA）表位结合亲和力的预测，能够对每个患者的候选癌症新生抗原进行鉴定,评估和选择。逐渐增多的证据显示以突变新生抗原为基础的个体化癌症疫苗具有重要的发展潜力 6 。 新生抗原总体上也可以看作为两类，共有的（shared）和独有的。共有的新生抗原是指某些类型癌症和不同患者间共同存在的突变抗原，而在正常基因组中并不存在。免疫原性高的共有新生抗原有可能筛选用作广谱的治疗性癌症疫苗，用于那些有相同突变基因的患者 7 。大多数新生抗原都是独特的随机突变抗原，在患者与患者之间，肿瘤与肿瘤之间是完全不同的。因此，独有新生抗原制备的癌症疫苗只能特异性地，一对一的针对每个个体患者或肿瘤，从这种意义上来说，这是真正的纯粹的个体化治疗。由于相同类型肿瘤的基因突变可以有广泛的不同，这就构成了癌症个体化免疫治疗必要性的重要基础。个性化癌症疫苗方法也是确保使每个癌症患者产生抗肿瘤免疫反应的最佳方法 8 。 个体化新生抗原癌症疫苗的制备过程已经逐渐系统化。其基本程序主要分3个阶段：1）收集患者的癌症组织和正常组织标本; 2）新生抗原鉴定; 3）疫苗制备（图1）。新生抗原鉴定，首先采用全外显子测序对比癌症和正常组织的基因序列，获得癌组织突变基因数据。利用突变基因编码的新生抗原作为疫苗，要求该抗原必须具有免疫原性，换句话说，选择的抗原接种后要能够引发机体产生抗癌免疫反应。因此，还要经过cDNA芯片或RNA序列（RNA-seq）检测，依照基因表达水平来选择合适的突变新生抗原。最后，采用生物信息学或人工智能算法，预测这些候选抗原与人类白细胞抗原（HLA）的粘附亲和力（Banding affinity），据此进一步将候选抗原排序并最终决定选用哪些新生抗原。 有关癌症新生抗原疫苗的临床应用，最近有两项早期工作的报道。美国波士顿Dana Farber癌症研究所（DFCI）使用合成的长链新生抗原多肽，以Poly IC:LC为免疫佐剂制备疫苗治疗黑色素瘤患者。每例疫苗包含多达20条预测的个体化新生抗原多肽，临床实验结果证明该疫苗使用具有可行性，安全性和免疫原性。疫苗诱导产生的多功能CD4+和CD8+ T细胞，在患者间使用的97条独有新生抗原中，CD4+ T细胞能识别58条（60%）, CD8+ T细胞能识别 15条（16%）。这些T细胞能够对突变抗原和野生型抗原加以区别，并且在某些情况下能直接识别杀死自体肿瘤细胞。6名患者中，4名在接种疫苗后25个月仍未复发，而2名复发患者随后接受PD-1药物治疗，复发肿瘤完全消退，并出现新生抗原特异性T细胞的扩增 13 。这些资料为深入开发个体化疫苗技术，无论是单独接种，联合PD-1或与其他免疫疗法联合使用，提供了证据。 德国研究人员采用RNA为基础的新生抗原疫苗治疗晚期黑色素瘤 14 。合成的mRNA 编码多个新生抗原决定簇（poly-neoepitopes），经淋巴结接种疫苗。免疫接种后在所有治疗的13例患者中均成功诱导了针对多种新生抗原的有效T细胞应答。与Dana Farber研究所的结果类似，尽管预测选择的多为高亲和力的HLA-I型新生抗原，大多数新抗生原诱发的是HLA-II型限制性CD4+ T细胞的应答反应。免疫后随访期，8例患者仍处于无肿瘤复发状态（12/24 月)。5例复发患者中，1例病情进展后，采用PD-1治疗获得完全缓解；1例后期复发患者对疫苗和PD-1治疗均无反应，最终死亡。复发肿瘤标本检查分析显示，该患者出现β2微球蛋白双位基因缺失可能是导致后期对免疫治疗缺乏反应的原因；其余3例患者，均有程度不同的针对新生抗原的免疫反应存在。这些结果也证明mRNA新生抗原个体化癌症疫苗同样具有重要的发展潜力。 像许多新概念刚刚出现一样，往往存在不同的观点和评价。许多学者认为突变新生抗原个体化癌症疫苗是继CAR-T和PD-1之后，肿瘤免疫治疗又一个里程碑式的进展。也有学者认为新生抗原是很早就有的名词，而且，以往也包括了那些病毒和原癌基因编码的非突变型新生抗原，只是由于现在概念限定于癌细胞出现的随机性基因突变，使之引起越来越多的特别关注。这些学者也认为突变型新生抗原是否比非突变型新生抗原更具有免疫原性，还需要大量工作加以证实。虽然突变新生抗原概念出现和作为个体化免疫治疗新方式迅速进入临床试验，但是，至少其制作工艺属于劳动密集型个人定制的方式，目前可能是一种昂贵的疗法。因此，在疫苗开发中没必要去竞争，或取代那些传统研发的基于非突变共有新生抗原的癌症疫苗，后者是可以广泛适用，现成产品，具有成本效益，价格便宜的非个体化癌症疫苗 15 。目前，在大量突变新生抗原中筛选有明显疗效的片段仍然是较高难度的工作。此外，如何对付疫苗接种后癌细胞出现的新型突变导致的抗原逃逸，以及如何保证所有癌细胞都存在疫苗选择的特异性突变，以避免免疫逃逸，都可能是新生抗原疫苗将要面对的挑战。 从Dr. Coley 开始的癌症免疫治疗，到现在的百年变迁。CAR-T，PD-1乃至个体化突变新生抗原癌症疫苗的出现，终于迎来了癌症免疫治疗的春天。考虑到CAR-T在实体肿瘤中面临的瓶颈和PD-1药物只在大约20%左右的癌症患者中有持久疗效，说明当今癌症免疫的机理许多还不十分清楚。因此，癌症免疫治疗的春天只是刚刚开始。 （发表在《张江科技评论》2018年第6期） 1. Coley, W B. The treatment of malignant tumors by repeated inoculations of erysipelas. With a report of ten original cases. 1893. Clin Orthop Relat Res 1991, 262, 3–11 2. Coley ，W B. The Treatment of Malignant Disease by the Injection of Toxins of Erysipelas. Br Med J. 1897, 1(1888): 625 3. Yarchoan M, Johnson BA, Lutz ER, Laheru DA, Jaffee EM. Targeting neoantigens to augment antitumour immunity. Nat Rev Cancer 2017, 17:209–22. 4. 阎影.治疗前列腺癌的癌症疫苗(Sipuleucel-T). 新浪博客http://blog.sina.com.cn/s/blog_8079e9f50102v710.html 5. Fritsch EF, Rajasagi M, Ott PA, Brusic V, Hacohen N and Wu CJ et al. HLA-binding properties of tumor neoepitopes in humans. Cancer Immunol Res. 2014 ，2, 522–529. 6. Hu Z, Ott P A, Wu CJ. Towards personalized, tumour-specific, therapeutic vaccines for cancer. Nature Rev Immunol. 2018,18:168-182 7. Capietto AH, Jhunjhunwala S, Delamarre L. Characterizing neoantigens for personalized cancer immunotherapy. Curr Opin Immunol. 2017,46:58–65. 8. Schumacher TN, Schreiber RD. Neoantigens in cancer immunotherapy. Science. 2015,348:69–74. 9. Giannakis M, Mu X J, Shukla SA, et al. Genomic correlates of immune-cell infiltrates in colorectal carcinoma. Cell Res. 2016, 15:857–865. 10. van Rooij N, van Buuren MM, Philips D, et al. Tumor exome analysis reveals neoantigen- specific Tcell reactivity in an ipilimumab responsive melanoma. J Clin Oncol. 2013, 31 ：e439–e442. 11. Tran, Ahmadzadeh M, Lu YC, Gros A. et al. Immunogenicity of somatic mutations in human gastrointestinal cancers. Science 2015, 350:1387–1390. 12. Matsushita H, Vesely MD, Koboldt DC. et al. Cancer exome analysis reveals a Tcell- dependent mechanism of cancer immunoediting. Nature 2012,482: 400–404 . 13. Ott PA, Hu Z, Keskin DB, Shukla SA, Sun J. et al. An immunogenic personal neoantigen vaccine for patients with melanoma. Nature 2017, 547 (7662):217-221 14. Sahin U, Derhovanessian E, Miller M, et al. Personalized RNA mutanome vaccines mobilize poly-specific therapeutic immunity against cancer. Nature. 2017, 547:222–6. 15. Finn OJ and Hans-Georg Rammensee H-G. Is It Possible to Develop Cancer Vaccines to Neoantigens, What Are the Major Challenges, and How Can These Be Overcome? Neoantigens: Nothing New in Spite of the Name. Cold Spring Harb Perspect Biol 2018;10:a028829. 个体化新生抗原癌症疫苗.pdf
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[转载]科学家发现抗感冒分子
fqng1008 2018-6-8 11:42
\0 感冒病毒传播发展迅速，不仅缺乏强效的治疗措施，也一直面临着病毒耐药性的困境。最新数据显示，引发感冒的病毒至少有200种变异，其罪魁祸首“鼻病毒”有160多种不同的血清型。英国《自然化学》杂志近日刊登一项新研究称，科学家已经找到可以阻止普通感冒病毒的小分子，这一发现有望使感冒治疗实现历史性的突破。 为攻克感冒病毒的抗药性难题，英国帝国理工学院的专家力图开发一种不针对病毒本身的治疗思路。他们筛选能干扰“N-肉豆蔻酰基转移酶”功能的化合物(感冒病毒通过这种酶构建外壳)，发现了协同作用极好的两种分子。随后，他们将两种分子最佳优势整合，并成功研发了一种被称为“IMP-1088”的全新分子。人体细胞初步实验结果表明，这种分子能完全阻断多个感冒毒株，甚至可以抗击脊髓灰质炎病毒和口蹄疫病毒等相关病毒，且不会产生副作用。 研究人员指出，感冒新疗法的独特优势是，新研发分子的作用在于可关闭病毒发作所需人体细胞中的一种普通蛋白质，而非针对病毒本身，因此感冒病毒很难产生耐药性。
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和癌症作斗争（60）免疫组合疗法在肾癌中取得重大突破！
热度 4 zhizhongli 2018-4-1 22:13
文|菠萝 （一） 这两天，《新英格兰医学杂志》公布了期待已久的免疫疗法一线治疗肾癌的数据，结果振奋人心。免疫药物组合（Nivolumab + Ipilimumab）在试验中完爆目前的标准疗法：靶向药物Sunitinib。 Sunitinib也是近几年才上市的肾癌新药，现在免疫组合疗法很可挑战它的地位，成为很多肾癌患者的首选。 这是个大型临床试验，超过1千人参与！ 用了两个免疫药物，PD1抑制剂Nivolumab （也叫Opdivo，俗称O药），和CTLA4抑制剂Ipilimumab （也叫Yervoy，俗称Y药），它俩作用机理不同，但都是通过激活患者体内免疫系统来对抗癌症。 值得一提的是，这次的试验设计很有意思，分为两个阶段，患者是先联合使用两种药物（诱导期），经过四轮之后，再停掉Yervoy而单用Opdivo（维持期）。为啥这样？主要原因之一是Yervoy的副作用比较强，以往研究发现，长期使用可能弊大于利。 （二） 根据生物学特征和临床指标，晚期肾癌可以分为低危，中危，高危三种群体，有75%患者都属于中危或高危。在目前的标准疗法下，这个群体预后并不理想。 现在好消息来了，免疫疗法对中危或高危患者帮助尤其大！ 在试验中，免疫疗法组肿瘤显著缩小比例高达42%，而标准的靶向药物只有27%。而且免疫组里面甚至有9%患者监测肿瘤消失。整体来看，免疫疗法的疾病控制率（肿瘤缩小+肿瘤稳定）比例达到了72%。 最重要的是，免疫疗法第一次显著提高了这群患者的生存期！ 12个月生存比例，免疫疗法组80%，标准治疗组72%，18个月的时候，免疫疗法组依然有75%，而标准治疗组降到60%。 整体而言，对于中危和高危肾癌患者，用免疫药物后，死亡概率下降了近40%！ 以往多数药物，通常只能让肿瘤缩小，提高患者生活质量，但是并不能显著地延长患者生命。 但是这次，免疫疗法被临床试验证明，可以让患者活得更久！ （三） 大家可能还会有很多问题。 比如：已经广泛转移的患者能受益么？ 能。 这次入组很多中危和高危患者，多数都已经全身转移。很多有肺转移，肝转移，骨转移或淋巴结转移。临床结果显示，无论哪里转移，使用免疫药物都能获益，都能活得更久。 再比如：PD-L1表达低的患者能受益么？ 能，但是表达量高的受益更大。 统计显示，无论肿瘤组织PD-L1蛋白表达量如何，整体都能获益。但如果PD-L1表达量高（1%细胞表达），那么免疫疗法效果更好。在PD-L1表达高的患者中，58%用免疫疗法后肿瘤会明显缩小，但如果用靶向药物的话，比例只有22%。两组中位无进展生存差别巨大，免疫疗法是22.8个月，而靶向药只有5.9个月。 因此，如果患者属于中危或高危型，而且有超过1%的细胞表达PD-L1，那么应该优先考虑免疫药物。 反过来，如果属于低危，或肿瘤PD-L1表达量低，那么两种疗法都可以考虑，有时靶向药物会更适合。 根据肿瘤特性来选择不同的药物，就是所谓的精准治疗。 （四） 之所以说免疫疗法完胜，是因为它不仅效果更好，而且患者生存质量也更高。 对于肾癌患者，有一个国际上常用的“生活质量调查问卷”，叫FKSI-19。通过让患者定期回答问题，能测评大家的生活质量变化。如下图所示，通过100多周的连续检测发现，使用免疫疗法的患者整体生活质量指数明显胜出。 Sunitinib是多靶点的靶向药物，有些副作用比较明显，有时甚至会影响患者坚持用药，包括血小板减少，手足综合症，高血压等等。这些问题免疫疗法几乎没有。当然，免疫疗法也有自己的显著风险，有时甚至能致命，大家不可盲目乱试。 （五） PD1抑制剂不是广谱神药，不会对所有癌症都有效，但肾癌一直是响应比较好的类型。这次试验再次证明了这一点。把免疫疗法移到一线治疗，能避免患者一开始就使用副作用强的化疗或靶向药物，提高生活质量。 O药+Y药不是唯一给肾癌治疗带来新希望的组合。最近罗氏制药的组合：免疫药物Tecentriq（俗称T药）+贝伐单抗，也在晚期肾癌中取得了良好效果。可以预见，包含PD1/PD-L1类免疫药物为主的组合疗法，会成为未来晚期肾癌的主流治疗方式。 除了进口的O药，Y药，T药，国内也有不少公司在开发免疫药物。不管哪一个，我们希望更多免疫药物能早日进入中国市场，惠及患者。 免疫药物起效后经常有持续性，患者可能长期存活，甚至被临床治愈，成为“超级幸存者”。无论是黑色素瘤，肺癌，还是淋巴瘤，都出现了这样的情况。最早一批使用免疫疗法的黑色素瘤患者中，已经有人活了15年左右，体内完全检测不到癌细胞。要知道，这些人当年都是癌细胞全身转移，无药可治情况下才尝试免疫疗法的。 这次，免疫组合疗法到底能让多少肾癌患者成为“超级幸存者”呢？ 我们拭目以待。 参考文献： 1: Nivolumab plus Ipilimumab versusSunitinib in Advanced Renal-Cell Carcinoma. N Engl J Med. 2018 Mar 21. 2: Pazopanibversus sunitinib in metastatic renal-cell carcinoma. N Engl J Med 2013;369:722-31. 3 ： Systemic therapy formetastatic renal-cell carcinoma. N Engl J Med 2017;376:354-66. 4 ： Nivolumab plusipilimumab as first-line treatment for advanced non-small-cell lung cancer(CheckMate 012): results of an open-label, phase 1, multicohort study. LancetOncol 2017;18:31-41. 作者：菠萝，本名李治中，美国杜克大学癌症生物学博士，癌症科普作家。著有《癌症.真相：医生也在读》 《癌症.新知：科学终结恐慌》 ，荣获“2015中国好书”，第十一届文津图书奖。联系作者： checkpoint_1@126.com 菠萝原创文章，原载于微信公众号菠萝因子（checkpoint_1）欢迎个人分享，未经许可，公共平台或帐号谢绝转载。
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肿瘤免疫治疗不稀奇，120年前就有了！
热度 8 SNPs 2018-2-5 05:29
肿瘤免疫治疗正在全球范围热起来，checkpoint inhibitor，CAR-T，细胞疗法等如火如荼。我一直以为免疫治疗是最近几年的事情。直到读了一本Stephen Hall写的书，才知道肿瘤免疫治疗早在120年前就开始了，而且有效率不比现在差，在20%以上！ 这本书是Michael Lotze教授用快递送给我的，在扉页上他提醒我“那些对历史无知的人终将会重蹈覆辙”： Lotze教授 的提醒很及时，这本书虽然是二十年前写的，可是今天读起来还是醍醐灌顶。不了解历史，你很可能自以为红红火火地干着一番创新的大事业，而实际上却是在重复着他人的成败。免疫治疗也不例外。 没有历史，创新很容易；对历史无知，创新也不可能。 书的故事从20年前在NIH的一个“成功”手术开始，在1993年，当时的一个先进的免疫治疗方案是把生肿瘤的器官（肝脏）从体循环隔离出来（建立体外循环）然后在在手术台上向器官里面灌肿瘤坏死因子，一小时后灌洗干净，从新建立器官循环。对这个治疗反应敏感的病人可以在手术台上眼看着肿瘤消失！这可以解释为什么在美国很多最先涉及肿瘤免疫治疗的是外科医生。 书里面的一个发生在120年前的主要故事是则像好莱坞大片一样精彩：有爱情，死亡，金钱，和争权夺利的勾心斗角。故事的主角是纽约著名的William Coley医生： 而他的绝活就是以毒攻毒，用细菌来攻击肿瘤，尤其是针对骨肉瘤。著名的 Coley's toxin 就是两种细菌的混合液，直接注射到肿瘤部位。上图是一个典型病人术前，手术后，和手术多年后随访的照片。经Coley医生亲手的治疗的一百多例病人成功率在20%-40%。 Coley获得了洛克菲勒家族的大力支持，因为小洛克菲勒的一个“小妹妹”因为骨肉瘤不治早夭了，她的主治医师就是Coley。年轻的Coley 医生的工资是同龄人的十多倍。 Coley毒素最后没有获得推广的主要原因就是别人不能重复出他的成功。根据书里介绍，没有重复出来临床数据的原因有很多，比如毒素的制备没有标准化（浓度，有效成分），治疗的步骤也没有标准化（剂量，治疗间隔时间）。Coley毒素被攻击他的人认为是伪科学，因为他的理论根据（肿瘤是病原体感染引起的）不靠谱。而今天看来以毒素治疗有很多 理论根据 ： 促使Coley毒素退出历史舞台的更重要的原因不是天时，而是“人和”。Coley的反对者，James Ewing是当时最著名的病理学家，也是放射疗法的倡导者： 外科医生和病理科医生的争执是个“历史遗留问题”。因为病理科医生被认为是“医生的医生”，具有绝对的权威，所以临床医生常常是有口难辩。虽然放疗，化疗等后来的“先进疗法”从来没有达到过Coley毒素的疗效水平，毒素还是没有能被“平反”。 因为毒素治疗需要隔离病房，治疗时间也很长，需要医院和医生承担很多风险，所以很少有医院和医生愿意参与。相反，放疗，化疗等治疗方案，即使疗效不显著，推广起来也很快，因为医生只要开单就可以了。 书里面还介绍了干扰素，白介素等的研发过程和进入临床的过程。我觉得，凡是对免疫治疗感兴趣的，不管是科研人员，临床医生，创业者，还是投资者，都应该读读这本书。我还在吸收营养的过程中。 我的一个体会是，临床经常会走在基础科研的前面，因为病人的需求永远是迫切的。临床上有效的东西，不都是当时的科学知识能够解释清楚的。中医也是如此，有效的东西不一定讲得清楚，不知其所以然也没什么了不起。还有，要保持清醒的头脑，不要人云亦云，也不要遗憾没有赶上风头错过机会，因为机会还有很多，冷静思考，才能找到属于自己的机会。 免疫治疗，听上去是一个新生事物，其实是历史的一个弃儿。知道了这段历史，能让我另眼看待今天的弄潮儿，不被忽悠，少走弯路。
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