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马光辉/魏炜等开发工程化细胞外囊泡治疗胶质母细胞瘤

2022.3.18

　　通过交叉科学研究，提出并发展生物医学前沿新技术，是提高重大疾病治疗效果的重要手段。胶质瘤是发病率和死亡率最高的中枢神经系统肿瘤，其中胶质母细胞瘤（GBM）是最恶性的肿瘤，也被称为“癌中之王”。临床上治疗GBM以外科手术为主，同时辅助放化疗，但是效果非常有限；以手术和替莫唑胺联合治疗为例，5年生存率小于5%。因此，亟需开发新型高效的GBM治疗策略。

　　GMB治疗棘手的原因主要有三方面。首先，血脑屏障（BBB）的存在阻止了药物进入中枢神经系统，需要发展更有效的药物递送策略；其次，单一化疗药物的使用易导致耐药性的产生，需要联合新的肿瘤杀伤手段；另外，GBM具有复杂的肿瘤微环境，对其快速生长和向周围组织的浸润起到重要作用，在治疗的过程中不容忽视。

　　近日，中科院过程工程所生化工程国家重点实验室魏炜研究员、马光辉院士、深圳市第二人民医院李维平教授，作为共同通讯作者在 Signal Transduction and Targeted Therapy 期刊发表了题为：Exploration and functionalization of M1-macrophage extracellular vesicles for effective accumulation in glioblastoma and strong synergistic therapeutic effects 的研究论文。

　　该研究基于工程化细胞外囊泡发展了“免疫调控-化学动力-乏氧激活”多级联动的治疗新策略，为胶质母细胞瘤的治疗带来了新思路。

　　针对胶质母细胞瘤治疗难题，过程工程所生化工程国家重点实验室基于具有定向趋化能力的巨噬细胞的细胞外囊泡（EVs）和工程化的设计，提出了“免疫调控-化学动力-乏氧激活”多级联动的治疗新策略，并联合深圳市第二人民医院交叉合作，进行了个体化创新药物制剂的研发。

　　研究团队首先基于胶质瘤患者的临床样本和小鼠模型进行了免疫组化的研究，发现胶质瘤恶性程度越高，肿瘤组织中浸润的M2型巨噬细胞/M1型巨噬细胞的比例也相应更高，并且这些巨噬细胞大多来源于外周血。在此基础上，研究团队提出了以M1巨噬细胞EVs作为载体，一方面可以利用M1巨噬细胞的趋化特性在GBM部位大量蓄积，另一方面可以通过调控巨噬细胞表型实现GBM微环境的免疫调控。

　　研究团队进一步在M1EVs的细胞膜和内腔差异化装载了化学激发分子对（CPPO和Ce6）以及乏氧药物（AQ4N），以此将肿瘤微环境调控、化学激发动力学及肿瘤乏氧治疗合理有序地集成于M1EVs递送系统中。上述仿生剂型（CCA-M1EVs）静脉注射后，M1EVs可以携带上述组分穿过BBB进入GBM病灶，进而实现多级联动治疗：M1EVs调控免疫微环境产生大量过氧化氢，从而激发CPPO和Ce6生成自由基（ROS），同时该反应消耗氧气激活细胞毒性药物AQ4N。借助上述作用的协同，在小鼠原位胶质瘤模型和患者来源的（PDX）模型上显着抑制了疾病的进程，大幅延长了生存期。

胶质母细胞瘤细胞外囊泡

生物世界

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马光辉/魏炜等开发工程化细胞外囊泡治疗胶质母细胞瘤

周锦帆