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适合爆发:爆炸性癌症病毒如何改变游戏规则

图像:显示病毒在血液中运输的数字插图。图片来源:Annie Cavanagh。许可证:CC-BY-NC-4.0。

您在半夜里从噩梦中醒来。

在噩梦中,您正站在一个从地板到天花板完全充满气球的房间里。有红色,紫色,黄色和绿色。

有人告诉您只能炸开绿色和紫色的气球。爆红色或黄色会造成灾难性的后果。

您有一把刀,用来弹出看到的几个绿色的刀,但是每次弹出一个时,它的位置都会出现另外两个。

您很想将刀伸出来,然后开始随机弹出气球,但是您知道会击中红色和黄色气球。谁知道那会发生什么呢?

解决癌症

试图应对复杂的癌症可能有点像这场噩梦。如果绿色和紫色气球是癌细胞,而黄色和红色气球是健康细胞,则要确保只弹出会造成伤害的气球。

您不能求助于全面攻击,因为您对所造成的伤害没有足够的选择性。

针对靶向和量身定制疗法的困境是现代癌症研究人员的关注重点。该ICR最近进行的1000名多名癌症患者的调查,其发现超过三分之一的存活癌症患者已收到针对先进国家的药物治疗或免疫疗法

在积极的化学疗法曾经是最好的治疗方法的地方,它们无差别的毒性不再被接受,患者需要更友好,更聪明的治疗方法。

当前标准

免疫检查点抑制剂是一种对杀死细胞具有选择性的疗法。ICR参与了有关黑色素瘤(英国第五常见癌症)的免疫检查点抑制剂的一些开创性研究。

每天每一分钟,您的免疫系统都在抵御入侵者的侵害,这些侵害者是从空气中,从那个狡猾的三明治中进入的,或是从进入剪纸的灰尘中进入的。

免疫系统能够将异物识别为入侵者,消除问题,警告系统的其余部分是否存在,记住问题并为下次出现时做好防御准备。

但是癌细胞发出的信号告诉免疫系统远离免疫系统,远离肿瘤。如果免疫系统无法识别癌症,就不会发动攻击。

这就是免疫检查点抑制剂的来龙去脉(在此障碍中是一个障碍),而双重阴性意味着您的免疫系统有效地去除了眼罩,可以看到癌细胞并对其起作用。

这些疗法已被证明非常成功,但只有某些患者可以做出反应。那些表现最好的人的肿瘤在免疫学上是“热”的,他们在肿瘤附近有许多免疫细胞,一旦进行治疗,它们便准备采取行动。

但是这些疗法不起作用的患者呢?

气球爆裂

输入溶瘤病毒。这些病毒来自希腊语的“ onco”(质量或癌症)和“ leuin”(破裂),其作用与锡上所说的完全一样,即破裂的癌细胞。

溶瘤病毒可以与免疫检查点抑制剂结合使用,将免疫细胞吸引到肿瘤上,这只是它们有用的一种方式。

ICR生物癌症疗法教授,皇家马斯登NHS基金会信托基金会临床肿瘤顾问教授Kevin Harrington教授对这些病毒进行了研究,他的团队正在研究这种病毒可以杀死癌细胞但还能激发免疫力的方法。系统发挥作用来对抗肿瘤。

他最近发表了一篇关于癌症治疗中溶瘤病毒疗法优化的评论,该评论发表在《自然评论药物发现》上。

溶瘤病毒是卓越的多方面抗癌药:它们可以通过裂解过程直接杀死癌细胞;它们可以被改造成表达直接杀死肿瘤细胞的基因,或者发出红旗来警告免疫系统肿瘤的存在。它们可以通过改变免疫检查点的表达以及吸引和激活免疫细胞来增加癌症中的“免疫热”。

病毒是由DNA或密切相关的分子RNA组成,并带有少量蛋白涂层和/或脂质外涂层。病毒依靠感染活细胞来复制自身。

当您感染普通感冒之类的病毒时,它会入侵您的细胞,并接管细胞的机器以复制自身。

完成此操作后,细胞会爆炸,释放出数千个病毒拷贝,并且循环再次开始。

但是爆发还有另一种效果-它会提醒您的免疫系统某些错误的事实。

想想我们早些时候的噩梦气球房。想象一下,您需要瞄准的绿色和紫色气球在群集中一起找到,当您将它们弹出时,五彩纸屑就会溢出。在溶瘤病毒能爆气球这些,但对红色和黄色的没有影响。

如果您想听到爆裂声,并且在房间的角落看到五彩纸屑,那将带给您一个相当不错的主意,您将需要在接下来的爆破目标中对准目标。提醒免疫系统没有什么不同。

因此,溶瘤病毒能够将免疫系统吸引到癌细胞中进行攻击。但是,当它们与免疫检查点抑制剂疗法结合使用时,它们还有另一种帮助方式。

肿瘤细胞依赖于产生一种称为PD-1的蛋白质,该蛋白质与另一种称为PD-L1的分子结合以躲避免疫系统。这些就是免疫检查点抑制剂的作用。

溶瘤病毒鼓励癌细胞产生更多这类物质,这意味着免疫检查点抑制剂疗法的着陆点甚至更多。

对于肿瘤对免疫检查点抑制剂产生抗药性的患者来说,这是改变游戏规则的方法-病毒可以通过告诉癌细胞使药物作用的更多分子来逆转这种抗药性。

我们了解到溶瘤病毒可能是与免疫检查点抑制剂组合使用的特别有吸引力的合作伙伴,并可能使我们增加受益于免疫疗法的患者数量。

所有这些作用机制共同意味着,溶瘤病毒在癌症治疗方面具有巨大的潜力-它们不仅可以自己抗击癌症,还可以鼓励免疫系统与之抗争,并增强其他癌症治疗的性能一路上。

玩DNA

另一个优点是病毒很小并且易于操纵。

科学家可以对病毒的DNA或RNA进行工程改造,并从其他地方添加基因。他们可以改变病毒的表面,使其更容易进入癌细胞内部。

他们还可以添加称为microRNA的东西。DNA是脱氧核糖核酸,而RNA只是核糖核酸。DNA具有腺嘌呤(A),胞嘧啶(C),胸腺嘧啶(T)和鸟嘌呤(G)碱基-RNA用尿嘧啶(U)碱基替代胸腺嘧啶。

MicroRNA分子是RNA的短链,不编码任何东西-表示它们不产生任何蛋白质。但是他们所能做的就是有点像您插入房屋插座中的塑料塞一样,以防止婴儿将手指伸入其中。

例如,具有序列AUGCGA的microRNA分子能够结合到另一个DNA分子的相应序列上。

当DNA的双螺旋解开并且细胞准备好要制造蛋白质时,DNA链必须完全可被细胞成分所利用,以便它们可以沿着分子移动,读取DNA序列并制造蛋白质。

DNA代码被“读取”并转录成称为信使RNA的分子。这种信使RNA需要安全地到达细胞的核糖体-一种工厂,在该工厂中,指令被解码并通过称为翻译的过程转变为蛋白质。

但是,如果微RNA分子在有机会到达核糖体之前就拦截了信使RNA分子,那么它的作用就像是安全塞。说明无法再翻译,并且不产生蛋白质。

科学家能够改造溶瘤病毒,使其包含可被这些microRNA分子(特别是在正常健康细胞中发现的microRNA)作用的序列。当他们这样做时,健康细胞中的microRNA会关闭病毒的蛋白质生产,因此该病毒很难在正常细胞中生存。

另一方面,癌细胞不包含与病毒序列匹配的microRNA分子,因此病毒可以在这些细胞内自由繁殖。这样可以最大程度地减少对健康细胞造成的损害,并最大程度地提高病毒在肿瘤细胞中的作用。

定位和定制

现代靶向癌症治疗的最前沿是CAR-T细胞治疗或嵌合抗原受体T细胞。通过从患者体内收集免疫细胞,对其进行改造以发现并靶向患者肿瘤表面上的特定分子,然后将其重新施用于患者,从而创建了这种疗法。

这听起来像科幻小说,但目前已用于某些类型的癌症。

溶瘤病毒也可能有助于改善它。有时,即使改造了患者的T细胞来发现肿瘤,由于肿瘤的微环境(即围绕肿瘤的组织),他们也无法到达肿瘤。

一些肿瘤具有所谓的细胞外基质,细胞和胶原蛋白以及其他分子的网络,这些分子起着屏蔽作用,阻止免疫细胞靠近癌症,无论它们的特异性如何。这在胰腺癌中尤其严重。

对溶瘤病毒进行工程改造以使其含有能够通过这种细胞外基质爆炸的基因,这是可以用来帮助治疗顽固性癌症的另一种方法。它们可以帮助突破肿瘤形成的防御系统,并使靶向治疗成为对抗癌症的入门途径。

与所有现代癌症疗法一样,理想的情况是根据具体情况接受每个患者和每种癌症。关于溶瘤病毒,有许多工作要做,但它们抱有巨大希望。

到目前为止,只有一种溶瘤病毒已被批准在美国和欧洲使用,talimogene laherparepvec或T-VEC。这是一种1型单纯疱疹病毒,经过修饰可以在肿瘤细胞后转移。根据OPTiM III期试验的数据,它仅被批准用于晚期黑色素瘤。

ICR和Royal Marsden参与了I,II和III期临床试验,在T-VEC的开发中发挥了核心作用。凯文·哈灵顿(Kevin Harrington)教授还应邀参加了EMA和NICE的听证会,该听证会促使T-VEC在欧洲获得批准,并通过NHS获得了资助。

他们可能会大大有利于使目前服务不足的大量患者受益,这些患者的癌症需要推动对诸如免疫检查点抑制之类的尖端疗法做出反应。

因此,也许我们早先关于一个充满气球的房间的噩梦并不需要那么大的挑战。溶瘤病毒能帮助我们已经调整工具,在我们的处置应对癌症细胞,并在招募免疫系统来帮助一起过。

如果您被引导穿破正确的气球并伸出援手,那么噩梦般的场景似乎并不那么可怕。

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