杜克大学：开发抗癌新工具

2022年11月7日

杜克大学的研究人员正在创造更精确的方法来阻止肿瘤

几十年来，医学癌症治疗通常意味着单独或组合的化疗、放疗或手术。但事情正在迅速变化。如今，免疫疗法和靶向疗法等新方法正在出现，还有更多方法正在研究和开发中。在许多情况下，新疗法更有效，副作用更少。

“对于癌症研究和癌症发现来说，这是一个激动人心的时刻，”病理学教授、药理学和癌症生物学系临时系主任兼基础科学副院长 Colin Duckett 博士说。

“我们正在进入这个时代，我们拥有一套可以用来治疗癌症的新工具。”
-科林·达克特博士

杜克癌症研究所 (DCI) 和整个医学院的研究人员正在帮助创建这些新工具，并得到来自各个学科的专家的知识和经验的推动。

事实上，癌症研究一直是 DCI 的一项基于团队的努力。

“DCI 是在十年前专门创建的，旨在打破学科之间的障碍，促进合作研究和多学科互动，”DCI 执行董事 Michael Kastan 医学博士、哲学博士、药理学和癌症生物学杰出教授 Michael Kastan 说道。

杜克科学与技术 (DST) 计划更是火上浇油，该计划旨在促进和支持合作研究，以解决包括癌症在内的一些世界上最紧迫的问题。

新工具虽然多种多样，但都代表了个性化癌症医学的进步。根据患者肿瘤的遗传特征选择靶向治疗。一些免疫疗法进一步实现个性化，通过操纵患者自身的免疫细胞来单独针对该个体制定治疗方法。

为了使治疗与患者相匹配，由杜克大学领导的多学科杜克分子肿瘤委员会 约翰·斯特里克勒，医学博士，HS'11，和 马修·麦金尼，MD'06, HS'06-'09, HS'10-'13，帮助提供者根据肿瘤的基因测序确定晚期癌症患者的最佳实践、新批准的治疗方法或临床试验。

“在精准癌症医学中——在正确的时间为正确的患者提供正确的治疗——所有这些都结合在一起，靶向治疗、免疫治疗，甚至标准化疗，所有这些都是精准癌症医学的一部分。”
-迈克尔·卡斯坦，医学博士、哲学博士

免疫疗法

免疫疗法旨在利用免疫系统的力量来对抗癌症。这可能意味着激活免疫系统，为疲惫的免疫细胞注入能量，或者通过引导免疫细胞找到癌细胞或消除癌症的“好人”伪装来帮助它们找到癌细胞。

杜克大学癌症免疫治疗中心通过识别有前景的基础科学发现并建立团队将这些想法转化为治疗来支持这些努力。

“有这么多世界一流的基础研究科学家在这里做出发现……”
-斯科特·安东尼娅，医学博士、哲学博士

“……这些发现有可能转化为免疫治疗策略，”医学教授兼该中心创始主任斯科特·安东尼娅（Scott Antonia）博士说。 “这就是促使我来到杜克大学的原因，因为有很好的机会与基础科学家互动，开发新的免疫疗法并将其投入临床。”

安东尼娅相信免疫疗法有可能彻底改变癌症治疗，但要实现其承诺还有更多工作要做。 “原理的证明已经存在，”他说，“但仍然只有相对一小部分人能够长期生存。如果我们能够磨练免疫治疗方法，那就是我们最好的机会。”

该中心推动的最令人兴奋的免疫治疗工作包括去除患者自身的 T 细胞（一种淋巴细胞），在实验室中对其进行操作，使其更有效地对抗肿瘤，然后将它们注射回患者体内。

T 细胞可以在实验室中以多种不同的方式进行操作。在一种称为 CAR T 细胞疗法的方法中，T 细胞经过改造，添加了与患者肿瘤结合的合成抗体片段，有效地将 T 细胞直接靶向肿瘤细胞。

在另一种称为肿瘤浸润淋巴细胞 (TIL) 过继性细胞疗法的方法中，提取已经成功进入肿瘤的患者 T 细胞子集，然后使其大量生长，然后返回患者体内。 Antonia 和他的同事最近发表了一篇论文，展示了 TIL 扩增在肺癌中的有效性。 “我们现在正在做准备工作，以开发使用这种方法治疗脑肿瘤的临床试验，我们的目的是将其扩展到许多其他癌症，”他说。

Antonia 指出，杜克大学在 CAR T 细胞疗法和 TIL 疗法方面的创新之所以成为可能，是因为与一系列学科的科学家合作，其中包括抗体专家，例如 巴顿·海恩斯，医学博士，HS'73-'75杜克大学人类疫苗研究所的弗雷德里克·M·哈内斯 (Frederic M. Hanes) 医学教授和医学与外科副教授威尔顿·威廉姆斯 (Wilton Williams) 博士，以及杜克大学人类疫苗研究所 (John W. Strohbehn) 生物医学工程杰出教授查尔斯·格斯巴赫 (Charles Gersbach) 博士等生物医学工程师普拉特工程学院。

此外，此类细胞疗法的临床试验需要特殊的设施来设计或扩增细胞，这些设施由杜克大学马库斯细胞治疗中心提供，该中心由医学博士、Jerome S. Harris 杰出儿科教授 Joanne Kurtzberg 和 Beth 领导。 Shaz，医学博士、工商管理硕士、病理学教授。“这是一次非常富有成效的合作，凸显了杜克大学在开发免疫治疗策略方面的独特地位，”安东尼娅说。

靶向治疗

靶向治疗利用肿瘤的弱点：例如基因突变。好处是该治疗仅杀死癌细胞而不杀死健康细胞。前提是了解特定肿瘤的遗传学和生物学，这不是一项简单的任务。

特鲁迪奥利弗，博士'05作为杜克大学科学技术学者加入药理学和癌症生物学系，研究癌症发展和肿瘤亚型的生物学，特别是鳞状细胞肺癌和小细胞肺癌。

“即使在小细胞肺癌中，也有一些亚型的表现彼此不同，”她说。她发现的一些治疗方法正在进行临床试验

“我们的工作表明，当你针对这些子集定制治疗方法时，你可以改变结果。”
-特鲁迪·奥利弗，博士'05

她发现的一些治疗方法正在进行临床试验。

Sandeep Dave 医学博士、Wellcome 杰出医学教授正在领导一个雄心勃勃的项目，分析 100 多种不同类型血癌的基因组学。他的项目将简化血癌的诊断并发现潜在的治疗目标。

他说：“所有癌症都是由基因改变引起的，这些基因改变使癌症能够以牺牲宿主为代价生存和发展。” “这些基因改变是一把双刃剑——它们允许这些癌细胞生长，但另一方面它们确实带来了我们可以利用的特定弱点。”

戴夫说，他在计算机科学、遗传学和肿瘤学方面的背景在设计这个使用庞大数据集的项目时为他提供了帮助。

“我们已经在工具开发和方法方面完成了繁重的工作，这些技术已经成熟，可以应用于所有其他类型的癌症。”
-桑迪普·戴夫，医学博士

癌症差异

癌症差异是由多种因素复杂的相互作用造成的，包括获得医疗保健和其他资源、制度障碍、结构性种族主义和生物学（例如与血统相关的遗传学）。例如，一些遗传生物因素和社会因素导致许多类型癌症的差异。

“癌症治疗正在接近这种个性化空间，患者不再接受一刀切的治疗模式。”
-Tammara Watts，医学博士、哲学博士

DCI 头颈外科与传播科学副教授、公平、多样性和包容性副主任 Tammara Watts 博士表示：“种族和民族之间的结果差异变得越来越明显。” 。 “一个非常广泛的假设是，与遗传血统相关的变化可能在我们每天在癌症患者身上看到的不同临床结果中发挥关键作用。”

例如，即使在控制医疗保健机会、教育和社会经济地位等因素的情况下，与自我认定的黑人患者相比，自我认定患有与人乳头状瘤病毒（HPV）相关的喉癌的白人患者的预后更好。

Watts 正在与 DCI 的生物信息学专家合作，试图找出两组之间基因表达的显着差异。

“我正在努力找出可能对基于种族和族裔的弱势患者产生影响的差异，”她说。 “但可能会出现一些差异，这可能有助于为广大患者设计有针对性的治疗方法。”

这是因为针对黑人中可能更常见的特定基因表达的针对性治疗将帮助所有具有该表达的患者，无论种族或民族。

Watts 并不是唯一在 DCI 进行癌症差异研究的人。 Tomi Akinyemiju 博士是人口健康科学副教授，他利用流行病学来研究导致多种癌症差异的生物因素和社会因素。

詹妮弗·弗里德曼博士，医学副教授， 丹尼尔·乔治，MD'92医学教授史蒂文·帕蒂尔诺 (Steven Patierno) 和 DCI 副主任史蒂文·帕蒂尔诺 (Steven Patierno) 博士正在研究为什么自认为是黑人的患者前列腺癌、乳腺癌和肺癌往往更具侵袭性和致命性的分子基础。 Patierno 20 多年来一直是癌症差异研究领域的全国领导者，领导着由国家癌症研究所资助的杜克癌症差异 SPORE（卓越研究专业计划）。 SPORE 拨款支持这些研究人员以及 DCI 的其他研究乳腺癌、肺癌、胃癌和头颈癌的团队。

“令我印象深刻的一件事是，[癌症差异研究] 是 DCI 内部的高度优先事项，”2019 年加入该学院的瓦茨说。“这些团体积极参与和合作，并提出将推动变革的问题。与血统相关的预后较差的患者。”

风险、检测、拦截

比治愈癌症更好的是完全避免癌症。

DCI 人口健康科学副教授 Meira Epplein 博士和 凯瑟琳·加曼，MD'02，MHS'02，HS'02-'06，HS'09医学副教授正在寻求通过改善幽门螺杆菌的检测和治疗来降低胃癌的发病率，幽门螺杆菌可能引发一系列导致胃癌的连锁反应。埃普林和加曼也得到了杜克大学癌症差异孢子赠款的资助，他们希望他们的工作能够减少差异，因为幽门螺杆菌感染和胃癌在非裔美国人中比白人更常见。

当预防癌症不成功时，下一个最好的办法就是及早发现和治疗。癌症护理中一个相对较新的概念是“拦截”，这意味着在癌症开始时甚至在癌症开始之前就发现它。

“重点是防止其发展为全面的恶性肿瘤，”帕蒂尔诺说。 “换句话来说，阻止癌症越过它自己的目标线。”

帕蒂尔诺设想，未来患有癌前病变或早期癌症的患者可以服用药物来阻止癌症发展而不杀死细胞，换句话说，这是一种非细胞毒性治疗，与标准化疗不同。