人工淋巴结用于治疗小鼠癌症

发布时间：2024-07-16 16:10:25 栏目：精选知识

导读 约翰霍普金斯医学院的科学家表示，根据一项针对小鼠和人类细胞的新研究，他们已经开发出一种具有治疗癌症潜力的人工淋巴结。新开发的淋巴结...

约翰霍普金斯医学院的科学家表示，根据一项针对小鼠和人类细胞的新研究，他们已经开发出一种具有治疗癌症潜力的人工淋巴结。新开发的淋巴结是一种充满免疫系统成分的囊，被植入皮下，旨在充当学习中心和刺激器，教导免疫系统 T 细胞识别和杀死癌细胞。



实验的详细信息最近在网上和 6 月 6 日的《先进材料》杂志上发表。

淋巴结是遍布全身的微小腺体，主要分布在颈部、腋窝和腹股沟，是哺乳动物(包括老鼠和人类)免疫系统的一部分。它们的数量多达数百个，因此身体某一部位的免疫细胞无需长途跋涉就能向免疫系统发出即将来临的危险警报。

“它们是免疫系统的战斗细胞 T 细胞的着陆点，处于休眠状态，等待被激活以对抗感染或其他异常细胞，”这项研究的第一作者、目前是麻省总医院博士后研究员的 Natalie Livingston 博士说。“因为癌症可以诱使 T 细胞保持休眠状态，所以人工淋巴结的设计是为了通知和激活与淋巴结一起注射的 T 细胞。”

为了制造人工淋巴结，科学家们使用了透明质酸，这是一种常用于化妆品和乳液的保湿物质，天然存在于人体的皮肤和关节中。

由于其特性，透明质酸经常用于可生物降解的材料，例如用于植入或贴在身体上的伤口愈合贴片。透明质酸还具有其他特性，例如，它可以通过细胞表面受体与 T 细胞连接。

由医学博士、哲学博士 Jonathan Schneck领导的约翰霍普金斯大学科学家于 2019 年发表了一项研究，表明透明质酸可以促进 T 细胞活化。

在目前的研究中，约翰霍普金斯大学的研究小组使用透明质酸作为新淋巴结的支架或基础，并添加了 MHC(主要组织相容性复合体)或 HLA(人类组织相容性抗原)分子，以激活 T 细胞和其他免疫系统成分。然后，他们还添加了癌细胞常见的分子和抗原，以“教导” T 细胞寻找什么。

利文斯顿说：“通过向人工淋巴结添加不同的抗体，我们能够控制 T 细胞被激活去寻找什么。”

最终的人工淋巴结大小约为 150 微米，约为人类头发宽度的两倍。它足够小，可以留在皮下;又足够大，可以避免被血液冲走。

施内克是约翰霍普金斯大学医学院病理学、医学和肿瘤学教授，约翰霍普金斯转化免疫工程中心主任，也是细胞工程研究所、金梅尔癌症中心和纳米生物技术研究所的成员，他表示：“与 CAR-T 等其他细胞疗法相比，这种方法的优势在于制造步骤更少。”

目前的细胞疗法需要从患者体内提取 T 细胞，在体外对其进行操控以识别特定类型的癌症，然后将其注射回患者体内。“在我们的方法中，我们将 T 细胞与人工淋巴结一起注射，T 细胞在体内的人工淋巴结中得到准备和训练。然后，T 细胞可以前往任何地方摧毁癌细胞，”领导该研究团队的 Schneck 和约翰霍普金斯大学纳米生物技术研究所所长Hai-Quan Mao 博士说道。

利文斯顿、施内克和研究小组在植入黑色素瘤或结肠癌的小鼠身上测试了人工淋巴结。肿瘤植入六天后，小鼠接受了人工淋巴结和 T 细胞注射。

约翰霍普金斯大学的研究小组将这些小鼠与仅接受人工淋巴结的小鼠、仅接受 T 细胞(未被人工淋巴结激活)的小鼠以及接受 T 细胞与一类名为抗 PD-1 的免疫治疗药物联合治疗的小鼠进行了比较。

九天后，接受人工淋巴结、T 细胞和抗 PD-1 药物治疗的黑色素瘤和结肠癌小鼠的存活率最高(七只小鼠中有三只在 33 天内仍然活着)，而其他组小鼠的存活率仅为 26 天左右。这组小鼠的癌症生长速度也是最慢的。与其他组小鼠相比，它们的癌症体积增加一倍所需的时间要长 5 到 10 天。

科学家还发现，人工淋巴结吸引了其他免疫细胞的涌入，并充当“免疫活性微环境”，有助于进一步刺激免疫系统。当将 T 细胞与人工淋巴结一起注射到小鼠体内时，T 细胞数量增加了 9 倍。

利文斯顿表示，人工淋巴结方法不同于癌症疫苗，癌症疫苗通常会激活树突状细胞，树突状细胞是免疫系统的一个组成部分，可以教会 T 细胞寻找什么。癌症患者通常会产生功能失调的树突状细胞，而人工淋巴结会跳过树突状细胞，直接激活 T 细胞。

研究小组计划开展额外的实验室研究，向淋巴结添加更多的免疫信号分子，并将更多宿主的免疫细胞招募到人工淋巴结环境中。

“我们将材料科学和免疫学学科融合在一起，创造了一种潜在的治疗方法，形成了自己的免疫学群落——一种活体药物，”施内克说。

研究人员已经为涉及其研究中描述的技术申请了专利。