在临床前研究中,将胶质母细胞瘤冷却至室温可延长生存期
![Conceptual model of a translational device to deliver cytostatic hypothermia for GBM. Representative diagram of a patient with GBM implanted with an envisioned cytostatic hypothermia system with zoomed inset of device (right). The envisioned system consists of an intracranial device consisting of a multiprobe array in conjunction with a cooling Peltier plate and a water block. An implanted, nonlocal, nonmagnetic pump facilitates water flow through tunneled, subcutaneous tubing to carry heat away from the hot side of the Peltier plate and distribute it to the surrounding skin via the tubing and a subcutaneous heat sink. Inset shows a slice of the cranial cavity after tumor resection with a hypothetical cytostatic hypothermia device and the remaining nonresectable tumor cells. A multiprobe array is envisioned to facilitate homogeneous cooling at the site of possible tumor recurrence. Credit: Science Advances (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abq4882 在临床前研究中,将胶质母细胞瘤冷却至室温可延长生存期](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2022/cooling-glioblastoma-t.jpg)
一项新的临床前研究最近在科学的进步这项研究由埃默里大学和德克萨斯大学西南分校(UTSW)的研究人员领导,他们在杜克大学时就开始了这项研究。研究表明,将脑肿瘤冷却到室温可能会延长多形性胶质母细胞瘤(GBM)患者的生存期。
多形性胶质母细胞瘤(GBM)作为一种预后恶劣的癌症一直存在。尽管有标准的护理治疗,这种类型的脑肿瘤患者的中位生存期很差,只有15到18个月。平均而言,只有不到7%的人在确诊后存活5年。预后是具有挑战性的,因为即使是目前最有效的治疗也不能防止GBM复发。
加入日益增长的潜在的、新颖的治疗方法(如控制电场和温度)的行列,是一个在20世纪40年代首次尝试低温冷冻脑肿瘤的复兴概念。虽然冷冻肿瘤可以去除病变组织,但是零度以下的温度也会伤害周围的健康组织
但是,德克萨斯大学西南分校的Syed Faaiz Enam博士和埃默里大学的Ravi V. Bellamkonda博士领导的一项研究发现,“细胞静止性低温”能够在不伤害周围健康组织的情况下局部持续地冷却脑肿瘤,能够延长患有脑肿瘤的大鼠的生存时间。
伊纳姆目前是德克萨斯大学西南医学中心的神经内科住院医生和科学家,此前是杜克大学普拉特工程学院的博士后研究员。贝兰康达目前是埃默里大学负责学术事务的教务长和执行副校长,也是埃默里大学温希普癌症研究所的研究员。2021年,他从杜克大学(Duke University)来到埃默里大学,担任普拉特工程学院(Pratt School of Engineering)院长。
研究小组制造了低温设备,并将其植入仍能进食、生长和自由活动的大鼠体内。那些把他们的设备打开的人,也就是说,有他们的脑部肿瘤冷却到室温存活了至少两倍的时间。令人鼓舞的是,那些肿瘤达到“细胞静止”温度(即肿瘤停止生长的温度)的大鼠在整个研究期间都存活了下来。
Bellamkonda解释说,这项工作证明了这一点肿瘤细胞在室温(68-77华氏度)停止生长,而正常体温为98.6华氏度。体温过低(冷却)似乎减缓了多个细胞的进程,这可能是肿瘤停止生长的原因;这也可以防止对化疗或免疫治疗产生耐药性,这是癌症领域的一个重大问题。
正在进行的研究的下一步将是设计一个更大尺寸设备的原型,并在其他动物和人类身上进行试验。
伊纳姆相信它能起作用。“因为温度是一种基本的物理性质,所有的化学和细胞反应都依赖于它,”他说,“这种效应在其他类型的肿瘤和其他物种中也会出现。”他补充说:“结果并不局限于老鼠。它应该也适用于人类。基础物理学广泛地影响着生物学。”
作者设想了这项研究的几个潜在结果:患者可能会永久植入这种设备,“它可以阻止剩余的肿瘤细胞。”或者他们“可能只在一段时间内需要这种设备,因为肿瘤可能对长时间的低温有选择性地敏感。”第三种可能是将该设备与化疗或免疫疗法结合使用——正如研究文章所讨论的那样。在这种情况下,Bellamkonda说:“低温可以保留剩下的肿瘤细胞处于困境,所以它们不会进化出耐药性。”
细胞静止性低温可能被证明是对抗GBM的有力武器,GBM是一种最致命的癌症形式,也可以是其他肿瘤。
“在某种程度上,这是一个新的领域,”伊纳姆说。“我们尝试了很多不同的方法来杀死癌症。然而,当我们这样做时,它会变得更强,它会进化。这是对我们治疗癌症方法的重新思考。我们非但没有杀死它,反而阻止了它的生长。这为我们尝试不同的疗法赢得了时间,直到我们找到针对任何特定患者的治愈方法。”