▲黑色素增强癌症免疫治疗技术的透皮贴剂。
研究人员基于早期老鼠模型实验，已经研发出一种黑色素增强癌症免疫治疗技术。该技术可用作疫苗，通过透皮贴剂以及施加近红外线有效使用。该研究发表在“Science Immunology”期刊上。
美国北卡罗莱纳州立大学和北卡罗莱纳大学教堂山分校联合生物医学工程项目的副教授,也是本研究联合作者Zhen Gu说：“黑色素是一种天然色素，可以有效吸收阳光能量并转化为热量。我们证明在黑色素瘤中大量发现的黑色素，实际上可以用来治疗黑色素瘤。我们通过在治疗性皮肤贴片上照射近红外（IR）来实现这一点，提升了抗癌全身性免疫反应。
本研究主笔同时也是联合生物医学工程学计划在读博士Yanqi Ye 说：“皮肤中有许多免疫细胞，我们的基本思路就是训练人体的免疫系统，以有效应对黑色素瘤细胞，既预防肿瘤的产生，也帮助身体抵抗已经存在的肿瘤。 ”
这项新技术将由破裂的黑色素瘤细胞制作而成的裂解物填充入一组微针中，之后将针嵌在聚合物透皮贴片上，裂解物本身无害且不活跃。但是，当贴片应用于皮肤这个人体最大的免疫器官时，便会触发免疫反应，让免疫系统“记住”黑色素瘤裂解物。如果它再次遇到黑色素瘤，会更快更有效地触发免疫反应。
▲黑色素瘤的流行率及研究主要发现。图片来源: Carla Schaffer / AAAS
由于黑色素瘤含有大量的黑色素，裂解物填充的微针颜色暗沉、吸光性强。研究人员利用这一特点，将红外光照射到透皮贴片上。然后，光线被微针中的黑色素大量吸收，从而迅速提高贴片所在皮肤区域的温度。局部炎热导致皮肤发热，促进微针释放裂解物，有效吸引和激活免疫细胞。 升高的温度也有助于局部增加的血液和淋巴流动，促进免疫细胞的移动。逐渐增强的免疫反应放大了身体对裂解物的记忆力和反应能力，更好地防止黑素瘤入侵。
为了测试贴片作为疫苗的潜力，研究人员使用三组小鼠：一组获得裂解物贴片并暴露于近红外光；一组得到了裂解物贴片，但没有暴露在红外光下；一组得到了一个空贴片。三组小鼠都施用贴片5天，10天后给小鼠注射活性黑素瘤细胞。在一个月内，所有贴空白贴片的老鼠都死于黑色素瘤。贴裂解物贴片并没有照射近红外光的老鼠，只得到少量的保护，13％得以存活。贴裂解物贴片并照射近红外光的老鼠中，87％没有肿瘤，同时都存活超过两个月之久。
▲黑色素肿瘤疫苗贴片的作用示意图。图片来源：Ye et al., Sci. Immunol. 2, eaan5692 (2017)
为了进一步测试贴片的治疗特性，研究人员进行了类似的实验。这次实验中选取已经在身体两侧各长有肿瘤的老鼠。贴片被贴在他们身体左侧的肿瘤上。贴有贴片并受近红外线照射的老鼠身体两侧的肿瘤体积均明显减小，同时左边的肿瘤收缩得更多。贴有贴片不接受近红外线照射的老鼠，限制了肿瘤（尤其是左侧贴片区域）的增长，但没能根除掉。
该研究的联名作者，也是北卡罗来纳大学医学院教授Gianpietro Dotti说：“这表明这项技术有助于对癌症转移和原发肿瘤进行靶向治疗。
随后，研究人员用另外两种癌症——乳腺癌和第二种黑色素瘤——来进行类似的实验。为了增强吸光性，研究人员还在裂解液中添加了黑色素。结果与第一种黑色素瘤的结果相似:贴裂解物并照射近红外光的方法最具抗癌性。
▲混合疫苗诱导了免疫原性危险信号，即细胞核（蓝色）附近的热休克蛋白（HSP 70，绿色）的表达。图片来源: Ye et al., Sci. Immunol. 2, eaan5692 (2017)
GU表示：“实验结果令人鼓舞，但实验还处于早期。下一步将其应用于大型动物研究，以进一步评估该技术的安全性和有效性。虽然实验成本估算为时尚早，但这种治疗方法可以广泛推广，费用在可承受范围之内。”
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编译：Tracy 编辑：张梦
来源：https://medicalxpress.com
