BioTechniques：纳米颗粒让免疫治疗更高效
长期以来，研究人员和临床医生都希望利用人体自身的免疫系统来对付癌症。不过，肿瘤是由自身的细胞组成的，这意味着加强免疫反应也会对正常细胞不利。在这一期的《BioTechniques》上，Sarah Webb介绍了激活T细胞的纳米科学策略。
激活T细胞
目前，许多癌症靶向疗法是基于抗体的，比如赫赛汀（Herceptin）适用于Her2阳性的乳腺癌。在过去几年，新一类的免疫治疗方法，检查点抑制剂，也广泛应用于临床。这些疗法针对的是肿瘤细胞关闭T细胞应答的通路。
尽管这是一个具里程碑意义的发现，但检查点抑制剂只适合一小部分患者。这些药物不是激活特定反应的T细胞，而是解除阻止T细胞攻击肿瘤的刹车系统。因此，为了从药物中获益，患者本身的的T细胞要激活。这意味着研究人员需要将检查点抑制剂与激发T细胞反应的其他免疫疗法相结合。纳米技术就有望激活T细胞。
文章介绍了芝加哥大学的化学家Wenbin Lin。二十多年来，他一直在研究纳米颗粒。他们的想法是用纳米颗粒将有毒性的化疗药物直接送到肿瘤细胞，然后利用光来激活这些药物的杀伤能力。最近，团队的研究重点在免疫系统以及激活T细胞。他认为，这个想法是把“所谓的冷肿瘤变为热肿瘤”。
他们所用的纳米颗粒由锌和焦磷酸盐组成，这些离子晶体核心被光敏脂质所包围，其在被照射之前是无毒的。在一项研究中，他们利用这些纳米颗粒灌注带有乳腺癌肿瘤的小鼠，并照射肿瘤以引发细胞死亡。这个过程产生了免疫应答，当与检查点抑制剂结合时，可以预防转移并大大消除未照射的远端肿瘤。
改造T细胞
激活T细胞的另一条路线是进行直接重编程和改造。在过继细胞疗法中，医生从患者血液中收集T细胞，然后开展遗传改造，以产生针对靶点的嵌合抗原受体（CAR）。接着他们在实验室中扩增这些细胞，并注射到患者体内。尽管这是一项革命性技术，但价格相当昂贵（每次治疗约需40万美元），也存在可能致命的副作用。
为此，Fred Hutchinson癌症研究中心的科学家Matthias Stephan开始运用纳米技术来降低T细胞改造的成本。他的研究团队设计出一种纳米颗粒，将包含白血病关键抗原和piggyBac转座子元件的DNA封装在脂质体外壳内。当他们将这些药物注入小鼠时，纳米颗粒移动到淋巴结，并释放出内含物，让新基因融入T细胞。10只小鼠中的7只表现出肿瘤的彻底清除，与外部重编程的治疗方法几乎相当。
尽管这种策略不大可能与全方位的CAR T细胞疗法具有相同的效果，但Stephan表示，他们的主要目标是开发出化疗以外、可以立即实施的治疗方案。对于CAR T细胞治疗，T细胞重编程和扩增的过程通常需要几个星期。Stephan的纳米颗粒疗法则可以在诊断当天立即进行。此外，医生也可以定期注入纳米颗粒，以增强免疫力。
此外，其他研究人员也正在利用纳米技术来开发癌症疫苗，或探索更多的免疫通路，以便找到新型的治疗靶点。过去，人们担心纳米颗粒的免疫原性，以及这些疗法可能带来的副作用。尽管材料科学与医学的联姻都避不开这些问题，但这两个领域之间正在建立更多的桥梁。
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