胰臟癌突破？凝膠狀放射性植入物在小鼠體內消除了它

杜克大學的生物醫學工程師已經證明了最有效的治療方法 胰腺癌 曾經記錄在小鼠模型中。雖然大多數小鼠試驗認為簡單地停止生長就已經成功，但新療法完全消除了多種模型類型（包括那些被認為最難治療的模型）80% 小鼠中的腫瘤。

此方法將傳統化療藥物與照射腫瘤的新方法結合。該治療不是從穿過健康組織的外部光束傳遞輻射，而是將放射性碘 131 直接植入凝膠狀儲庫內的腫瘤中，該儲庫可保護健康組織，並在輻射消失後被身體吸收。

研究結果於 10 月 19 日在線發表在《自然生物醫學工程》雜誌上。

「我們對臨床前模型的1100 多種治療方法進行了深入研究，但從未發現腫瘤像我們的那樣縮小和消失的結果，」傑夫·沙爾(Jeff Schaal) 說，他在攻讀博士學位期間在實驗室進行了這項研究。 阿舒托什·奇爾科蒂杜克大學生物醫學工程傑出教授艾倫‧卡加諾夫 (Alan L. Kaganov)。 “當其他文獻說我們所看到的事情並沒有發生時，我們就知道我們發現了一些非常有趣的東西。”

儘管胰臟癌僅佔所有癌症病例的 3.2%，但它是癌症相關死亡的第三大原因。這是一種非常難以治療的疾病，因為它的腫瘤往往會產生侵襲性基因突變，使其對許多藥物產生抗藥性，而且通常診斷得很晚，此時它已經擴散到身體的其他部位。

目前領先的治療方法結合了化療和針對腫瘤的放射束，化療使處於繁殖階段的細胞在較長時間內容易受到放射線的影響。然而，除非輻射到達腫瘤達到一定閾值，否則這種方法是無效的。儘管最近在輻射束整形和瞄準方面取得了進展，但在不冒嚴重副作用的情況下很難達到這個閾值。

研究人員嘗試的另一種方法是將鈦包覆的放射性樣本直接植入腫瘤內。但由於鈦可以阻擋除伽馬射線以外的所有輻射，這些輻射會在腫瘤之外傳播很遠，因此它只能在體內停留很短一段時間，然後對周圍組織的損害就會開始破壞其目的。

Schaal 說：「目前還沒有治療胰腺癌的好方法。」Schaal 現任北卡羅來納州達勒姆生物技術新創公司Cereius, Inc. 的研究總監，致力於透過不同的技術方案將靶向放射性核素療法商業化。

為了解決這些問題，Schaal 決定嘗試一種類似的植入方法，使用由類彈性蛋白多肽(ELP) 製成的物質，這種多肽是結合在一起的合成氨基酸鏈，形成具有定制特性的凝膠狀物質。由於 ELP 是 Chilkoti 實驗室的重點，因此他能夠與同事合作設計出非常適合該任務的傳輸系統。

ELP在室溫下以液態存在，但在溫暖的人體內形成穩定的凝膠狀物質。當 ELP 與放射性元素一起注射到腫瘤中時，ELP 會形成一個包裹放射性原子的小庫。在這種情況下，研究人員決定使用碘131，一種碘的放射性同位素，因為數十年來醫生們已將其廣泛用於醫療治療，其生物學效應已廣為人知。

ELP 儲存庫包裹著碘 131，防止其洩漏到體內。碘 131 發射 β 輻射，該輻射穿透生物凝膠並將幾乎所有能量沉積到腫瘤中，而不會到達周圍組織。隨著時間的推移，ELP 庫會降解為其組成氨基酸並被人體吸收，但在此之前，碘 131 已衰變成無害形式的氙。

「β 輻射也提高了 ELP 生物凝膠的穩定性，」Schaal 說。 “這有助於延長儲存庫的使用壽命，並且只有在輻射耗盡後才會損壞。”

在這篇新論文中，Schaal 和他在 Chilkoti 實驗室的合作者測試了這種新療法與常用化療藥物紫杉醇的配合，以治療各種胰腺癌小鼠模型。他們選擇胰臟癌是因為胰臟癌因其難以治療而臭名昭著，希望證明他們的放射性腫瘤植入物與化療能產生相對較短的放射束療法無法產生的協同效應。

研究人員在患有皮膚下癌症的小鼠身上測試了他們的方法，這些癌症是由胰腺癌中已知的幾種不同突變引起的。他們還在胰臟內患有腫瘤的小鼠身上進行了測試，而胰臟腫瘤的治療難度要大得多。

總體而言，所有模型的測試反應率為 100%，四分之三的模型中的腫瘤在約 80% 的時間內完全消除。測試還顯示，除了單獨化療引起的副作用外，沒有立即明顯的副作用。

「我們認為持續的輻射使藥物與其作用的相互作用比外部束療法更強烈，」沙爾說。 “這讓我們認為，對於許多其他癌症，這種方法實際上可能比外照射療法更有效。”

然而，該方法仍處於早期臨床前階段，短期內不會可供人類使用。研究人員表示，他們的下一步是大型動物試驗，他們需要證明該技術可以利用醫生已經接受過培訓的現有臨床工具和內視鏡技術準確地完成。如果成功，他們將尋求在人體中進行一期臨床試驗。

「我的實驗室近20 年來一直致力於開發新的癌症治療方法，就其潛在影響而言，這項工作可能是我們所做的最令人興奮的工作，因為晚期胰腺癌無法治療，而且總是致命的， 」奇爾科蒂說。 “胰腺癌患者應該得到比目前更好的治療選擇，我堅定地致力於將其一直帶入臨床。”

這項研究得到了美國國立衛生研究院 (5R01EB000188) 和美國國家癌症研究所 (R35CA197616) 的支持。

引用：“透過生物聚合物結合的131I 庫進行近距離治療與奈米顆粒紫杉醇協同治療難治性胰腺腫瘤”，Jeffrey L. Schaal、Jayanta Bhattacharyya、Jeremy Brownstein、Kyle C. Strickland、Garrett Kelly、Soumen Saha、 Joshua Milligan、Samagya Banskota、李星海、Wenge Liu、David G. Kirsch、Michael R Zalutsky 和 Ashutosh Chilkoti。自然生物醫學工程，2022。

關聯： https://www.nature.com/articles/s41551-022-00949-4

杜克圖像

原文來源： WRAL 技術線