新型的双重磁性纳米粒子，旨在降低免疫系统的癌症防御能力

约翰霍普金斯大学的科学家创造了一种纳米颗粒，其携带两种能够同时切断癌细胞防御性质的不同抗体，同时在小鼠中开启强大的抗癌免疫反应。研究人员报告说，使用微小的双重责任“免疫开关”进行的实验发现，它能够显着减缓小鼠黑色素瘤和结肠癌的生长，甚至可以消除试验动物的肿瘤。

调查人员说，6月7日在ACS纳米网上发表的调查结果可能会导致提高癌症患者免疫治疗的有效性和承诺。

医学博士Jonathan P. Schneck说：“免疫治疗具有重大的潜力，但仍有改进的空间。约翰霍普金斯大学医学院细胞工程研究所的病理学教授，约翰霍普金斯金梅尔癌症中心的成员。“这里的改进是首次使纳米颗粒与复合肿瘤微环境中的多种细胞同时相互作用，从而大大提高其有效性。”

Schneck和研究共同领导人Alyssa K. Kosmides是他实验室的研究生，他解释说，旨在刺激患者免疫系统抗病的几种癌症治疗已经被美国食品和药物管理局批准，包括三个被称为检查点抑制剂。这些药物有助于克服癌细胞通过使用抗体关闭肿瘤细胞表面上的蛋白质来避开人免疫系统的能力，从而将其免于免疫细胞的隐藏。

然而，他们指出，检查点抑制剂仅在相对有限数量的患者和迄今为止少数癌症中起作用。随访研究显示，针对黑素瘤，膀胱癌，霍奇金淋巴瘤和非小细胞肺癌的总体反应率约为30％，完全缓解率为根除患者的肿瘤，低至5％。

但是，将高度足够有效的剂量的多种形式的免疫治疗结合可能会导致严重甚至威胁生命的副作用。

对于他们的研究，约翰·霍普金斯大学的研究人员将人造纳米颗粒的两种不同的免疫治疗策略与直接比人类头发的直径小1000倍的方法相结合，类似于已经在一些癌症治疗中使用的药物递送平台，包括化疗如Doxil，Abraxane和Myocet 。

Kosmides解释说，纳米颗粒比免费药物具有明显的优势，例如它们的“增强的渗透性和保留效应”，这使得纳米尺寸颗粒比肿瘤细胞更容易被健康细胞吸收。此外，每个颗粒可以一次容纳数十种抗体，这显着提高了抗体的局部浓度。她说，这使它们更有效，并减少副作用的机会。

施奈克说：“纳米颗粒为您带来更多的泡沫。”

研究人员使用直径约为100纳米的顺磁铁颗粒，在其上放置了两种不同的抗体：一种阻断一种称为程序性死亡配体1（PD-L1）的蛋白质，这种癌细胞用于免疫细胞的自身免疫; 另一种刺激T细胞，一种抗击癌症的免疫细胞。通过结合这两个功能，施耐克解释说，目标是有效地切断肿瘤的免疫抑制能力，同时切断免疫系统的攻击能力。

在注射小鼠黑素瘤细胞的小鼠中，其在几天内生长成肿瘤，随后接受“免疫开关”颗粒的小鼠与接受对照治疗或未治疗的那些相比，显着延迟了肿瘤生长和更长的存活。

具体来说，免疫开关处理的小鼠的肿瘤比未接受治疗的动物小了近75％，而可溶性抗体只能使肿瘤生长减少约25％。30天后，一半的免疫开关处理的小鼠仍然存活，而所有未经治疗的小鼠在第22天死亡。

Schneck说：“双功能免疫开关颗粒比纳米颗粒混合物明显更有效，每种纳米颗粒只能靶向一种蛋白质，并以协同方式起作用，但我们还不知道为什么。“这可能是免疫开关颗粒的成功来自于将T细胞及其靶向的肿瘤细胞接近。

研究人员说，他们在结肠癌的小鼠模型中发现了更为显着的结果。在这些实验中，约一半的小鼠完全消退肿瘤，约70％可以被认为是长期幸存者，生活超过55天。

寻找免疫开关颗粒的正面效应背后的机制，进一步的实验表明，这些颗粒似乎使癌细胞和免疫细胞更容易地对抗它们，提供了甚至不可能的协同作用，即使在单独的颗粒上使用相同的两种抗体。Schneck和Kosmides说，免疫开关颗粒也比可溶性抗体保留在肿瘤细胞中更长的时间，为他们提供更多的工作时间。

研究人员补充说，他们计划通过寻找更有效的抗体组合来包括在平台上来改进免疫开关颗粒。由于颗粒是磁性的，它们还计划通过使用磁体引导颗粒并将其保持在肿瘤部位来测试结果是否可以得到改善。

参加这项研究的其他约翰·霍普金斯大学的研究人员包括John-William Sidhom，Andrew Frasier和Catherine A. Bessell。

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