凝胶状放射性肿瘤植入物清除小鼠胰腺癌

杜克大学的生物医学工程师在小鼠模型中证明了迄今为止最有效的胰腺癌治疗方法。虽然大多数小鼠试验认为仅仅阻止生长就是成功的，但新的治疗方法在几种模型类型的80%小鼠中完全消除了肿瘤，包括那些被认为最难治疗的小鼠。

这种方法将传统的化疗药物与照射肿瘤的新方法结合起来。这种疗法不是通过外部光束将辐射穿过健康组织，而是将放射性碘-131直接植入一个凝胶状的储存库中，该储存库保护健康组织，并在辐射消失后被人体吸收。

研究结果发表在10月19日的杂志上自然生物医学工程．

“我们深入研究了1100多种临床前模型的治疗方法，从未发现肿瘤像我们的那样缩小和消失的结果，”杰夫·沙尔(Jeff Schaal)说，他在杜克大学生物医学工程艾伦·l·卡加诺夫(Alan L. Kaganov)杰出教授阿休托什·奇尔科蒂(Ashutosh Chilkoti)的实验室读博士期间进行了这项研究。“当其他文献说我们所看到的并没有发生时，我们就知道我们发现了一些非常有趣的东西。”

尽管只占总数的3.2%癌症情况下,胰腺癌是癌症相关死亡的第三大原因这是一种非常难以治疗的疾病，因为它的肿瘤往往会发展成侵袭性的基因突变这使得它对许多药物都有抗药性，而且通常很晚才被诊断出来，那时它已经扩散到身体的其他部位了。

目前领先的治疗方法是将化疗与针对肿瘤的一束辐射结合起来，化疗使细胞处于繁殖阶段，在较长时间内容易受到辐射。然而，这种方法是无效的，除非一定的辐射阈值到达肿瘤。尽管最近在塑造和瞄准辐射束方面取得了进展，但要达到这一阈值却有严重副作用的风险是非常困难的。

研究人员尝试的另一种方法是直接在肿瘤内植入钛包裹的放射性样本。但是，由于钛能阻挡除伽马射线以外的所有辐射，而伽马射线会传播到肿瘤外很远的地方，所以钛只能在体内停留很短一段时间，之后周围组织的损伤就会开始破坏它的作用。

“目前还没有治疗胰腺癌的好方法，”Schaal说，他现在是Cereius公司的研究主管，Cereius是北卡罗来纳州达勒姆的一家生物技术初创公司，致力于通过不同的技术方案将靶向放射性核素疗法商业化。

为了避开这些问题，Schaal决定尝试一种类似的植入方法，使用一种由弹性多肽(ELPs)制成的物质，ELPs是一种合成氨基酸链结合在一起，形成具有定制性能的凝胶状物质。由于elp是Chilkoti实验室的一个重点，他能够与同事一起设计一个非常适合这项任务的传递系统。

elp在室温下以液态存在，但在较温暖的人体内形成稳定的凝胶状物质。当elp和放射性元素一起被注射到肿瘤中时，elp就会形成一个包裹着放射性原子的小仓库。在这种情况下，研究人员决定使用碘-131，碘的放射性同位素，因为医生已经在医疗中广泛使用了几十年，其生物效应也很清楚。

ELP储存室将碘-131包裹起来，防止它泄漏到体内。碘-131放射出β辐射，它能穿透生物凝胶，并将几乎所有能量都储存在肿瘤中，而不到达周围组织。随着时间的推移，ELP库降解成它的组成氨基酸并被身体吸收-但在此之前不会碘- 131已经衰变成一种无害的氙。

Schaal说:“beta辐射也提高了ELP生物凝胶的稳定性。”“这有助于储存更长的时间，只有在辐射消耗完后才会分解。”

在这篇新论文中，Schaal和他在Chilkoti实验室的合作者测试了这种新的治疗方法紫杉醇这是一种常用的化疗药物，用于治疗各种小鼠胰腺癌模型。他们选择胰腺癌是因为其难以治疗的恶名，希望表明他们的放射性肿瘤植入物与化疗产生协同效应，而相对短时间的放射束治疗则没有。

研究人员在老鼠身上测试了他们的方法，这些老鼠皮肤下的癌症是由已知发生在胰腺癌中的几种不同突变造成的。他们还在胰腺内有肿瘤的小鼠身上进行了测试，这种肿瘤更难治疗。

总的来说，这些测试在所有模型中都有100%的缓解率，在四分之三的模型中，大约80%的时间肿瘤被完全消除。测试还显示，除了单纯化疗引起的副作用外，没有立即出现明显的副作用。

“我们认为常数辐射与外部束疗法相比，这种药物可以更强烈地与其作用相互作用。”Schaal说。“这让我们认为，对于许多其他癌症，这种方法实际上可能比外部束疗法效果更好。”

然而，这种方法仍处于早期临床前阶段，短期内不会用于人类。研究人员说，他们的下一步是进行大型动物试验，在那里他们需要证明这项技术可以用现有的临床工具和医生已经接受过培训的内窥镜技术准确地完成。如果成功，他们将在人类身上进行第一阶段临床试验。

Chilkoti说:“我的实验室近20年来一直致力于开发新的癌症治疗方法，就其潜在影响而言，这项工作可能是我们所做的最令人兴奋的工作，因为晚期胰腺癌是不可能治疗的，而且总是致命的。”“胰腺癌患者应该得到比目前更好的治疗选择，我坚定地致力于将其一直带入临床。”