美国莱斯大学开创的新型免疫疗法可在今年开启人体临床试验。
被称作“药物工厂”的微珠，其中包含能够产生白介素-2 的改造细胞。图片来源：Jeff Fitlow/Rice University
来源 Rice University
原作 Jade Boyd
翻译 周阳
编辑 魏潇
美国菜斯大学的生物工程师已经证明，他们可以在最短 6 天内根除小鼠的睌期卵巢癌和结直肠癌，该疗法有望在今年晚些时候进行人体临床试验。
研究人员使用针头大小的可植入“药物工厂”——药物生产珠（drug-producing beads）来连续输送高剂量的白介素-2（IL-2），这是一种激活白细胞以对抗癌症的促炎细胞因子。这种微珠通过微创手术进行植入，每一颗都含有被包裹在保护壳内、被设计成可以产生白介素-2的细胞。
论文已经在《科学进展》（Science Advances）发表，公布了动物实验结果。该研究由Omid Veiseh、Amanda Nash和其他来自莱斯大学、美国得克萨斯大学MD安德森癌症中心（University of Texas MD Anderson Cancer Center）和弗吉尼亚大学（University of Virginia）等机构的同事共同完成。
莱斯大学的生物工程助理教授 Omid Veiseh 带领实验室发现了这种治疗方法。他表示，人体临床试验最早可能在今年秋天开始，因为他的团队的一个关键设计标准是尽快帮助癌症患者。该团队只选择了以前被证明对人体安全的成分，并且已经在多项测试中证明了这种新疗法的安全性。
Veiseh 说：“动物只接受了一次给药，但'药物工厂’每天都在持续生产白介素-2，直到癌症被消灭。一旦我们确定了正确的剂量，也就是我们需要的'药物工厂’数量，卵巢癌肿瘤被 100% 根除了，还有 8 只结直肠癌动物中的 7 只身上的肿瘤也被消灭了。
研究人员将药物生产珠放置在了肿瘤组织旁边和腹膜内。腹膜是一种支撑肠道、卵巢和其他腹部器官的囊状内膜。这样放置能将白介素-2 聚集在肿瘤内部，并限制了白介素-2 在其他部位的暴露。
“免疫治疗领域的一个主要挑战是在增强肿瘤炎症和抗肿瘤免疫反应的同时，避免细胞因子和其他促炎药物的系统性副作用，”该研究的合著者，MD 安德森癌症中心的妇科肿瘤学和生殖医学教授 Amir Jazaeri 博士说。“在这项研究中，我们证明了“药物工厂”可以在一些小鼠模型中局部管理白介素-2 并根除肿瘤，这是非常令人兴奋的。这为临床试验提供了强有力的理论基础。
白介素-2 是一种细胞因子，是免疫系统用来识别和对抗疾病的蛋白质。使用白介素-2 治疗癌症是美国 FDA 批准的一种治疗方法，但 Veiseh 研究小组的研究生、该研究的第一作者 Amanda Nash 说，“药物工厂”能比现有的白介素-2 治疗方案引起更强的免疫反应，因为这些药物直接向肿瘤输送了更高浓度的蛋白质。
纳什说：“如果你通过静脉泵（IV Pump）注射同样浓度的蛋白质，它将是剧毒的。有了“药物工厂”，我们在身体其他远离肿瘤的部位观察到的浓度，实际上比患者必须忍受的静脉治疗带来的浓度要低。高浓度的白介素-2 只存在于肿瘤部位。”
Nash 表示，这项研究中使用的整体方案可用于治疗胰腺癌、肝癌、肺癌和其他器官的癌症。她说，“药物工厂”可以被放置在肿瘤旁边，以及围绕这些器官和其他器官的内膜内。如果需要一种不同的细胞因子来靶向一种特定形式的癌症，这些药物生产珠可以装载经过改造的细胞，制造免疫治疗化合物。
药物生产珠的外壳保护产生细胞因子的细胞不受免疫攻击。这些外壳是由会被免疫系统识别为外来物体、但不会造成直接威胁的材料制成的，Veiseh 的实验室在设计中利用了这种材料。
“我们发现外壳导致的异物反应在 30 天内安全而有力地阻断了细胞因子从胶囊向外的流动，”他说，“我们还证明了，如果临床需要，我们可以安全地进行第二疗程的治疗。
由 Veiseh 联合创立的公司 Avenge Bio 已经从莱斯大学获得了这种细胞因子工厂技术的许可。
原文链接：
https://news.rice.edu/news/2022/drug-factory-implants-eliminate-ovarian-colorectal-cancer-mice
【标题】Clinically translatable cytokine delivery platform for eradication of intraperitoneal tumors
【期刊】Science Advances
【作者】AMANDA M. NASH, MARIA I. JARVIS, SAMIRA AGHLARA-FOTOVAT [...] OMID VEISEH
【时间】2 Mar 2022
【DOI】10.1126/sciadv.abm1032
【摘要】Proinflammatory cytokines have been approved by the Food and Drug Administration for the treatment of metastatic melanoma and renal carcinoma. However, effective cytokine therapy requires high-dose infusions that can result in antidrug antibodies and/or systemic side effects that limit long-term benefits. To overcome these limitations, we developed a clinically translatable cytokine delivery platform composed of polymer-encapsulated human ARPE-19 (RPE) cells that produce natural cytokines. Tumor-adjacent administration of these capsules demonstrated predictable dose modulation with spatial and temporal control and enabled peritoneal cancer immunotherapy without systemic toxicities. Interleukin-2 (IL2)–producing cytokine factory treatment eradicated peritoneal tumors in ovarian and colorectal mouse models. Furthermore, computational pharmacokinetic modeling predicts clinical translatability to humans. Notably, this platform elicited T cell responses in NHPs, consistent with reported biomarkers of treatment efficacy without toxicity. Combined, our findings demonstrate the safety and efficacy of IL2 cytokine factories in preclinical animal models and provide rationale for future clinical testing in humans.
【链接】
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abm1032
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