抗癌治疗新突破这位通籍科学家研发智能凝

近年来,肿瘤免疫疗法在癌症治疗上取得了历史性的进展,诸多新药研发公司也正在开发免疫疗法组合,提高疗效。

昨日(22日),《科学》子刊《ScienceTranslationalMedicine》(《科学·转化医学》)在线刊登了华人学者、通籍科学家顾臻教授团队的一项新研究——他们开发出了一种新型凝胶药剂,能在肿瘤部位依次释放化疗小分子药物和肿瘤免疫疗法大分子抗体,起到抑制肿瘤生长的效果。

▲这款水凝胶能根据生物环境,释放包裹在内的药物(图片来源:顾臻教授团队)

  

这一材料的主要成分是水凝胶,是一种由聚合物形成的网络结构。其中,我们可以装入多种药物分子。值得一提的是,由这支团队研发的水凝胶具有“智能性”。它能根据生物体中的环境不同,做出相应的变化,比如调控降解的行为,控制药物的释放。

“在体内,生物相容的聚合物(聚乙烯醇)以及对应交联物混合在一起后,能很快地形成凝胶,”这项研究的共同第一作者王金强博士说道:“其中的一款成分能被细胞代谢的自然化学产物ROS(活性氧类)给切断。”由于肿瘤发育和生长伴随着较高浓度的ROS,因此研究团队期望在肿瘤附近,高浓度的ROS能让凝胶分解,同时帮助释放出包裹在内的药物分子。

▲定点注射后,这款材料不但能释放抗癌药物,还能让肿瘤“更为显眼”(图片来源:顾臻教授团队)

具体说来,研究人员们将化疗药物吉西他滨(gemcitabine)和一款抗PD-L1抗体一道包裹在了这款凝胶内。当这些凝胶被注射入肿瘤病灶处后,就会在ROS的影响下逐渐降解,同时先释放出分子量较小的吉西他滨,再释放出PD-L1抗体,起到先化疗、再免疫治疗的效果。更有意思的是,这款凝胶自身的特性还能够让肿瘤看起来“更为显眼”,引起免疫系统的注意,帮助免疫细胞在病灶处会合,从而提高免疫疗法的效果。

“具有细胞毒性的化疗会首先杀死一些癌细胞,从而增加肿瘤对免疫检查点抑制剂的敏感度,这会进一步提高免疫检查点抑制剂疗法的效果,”该论文的共同作者GianpietroDotti教授说道:“与此同时,当水凝胶降解后,肿瘤内的ROS水平会下降,也会帮助抑制肿瘤生长。”

这支科研团队在动物模型中测试了这款凝胶药剂的潜力。在B16F10黑色素瘤与4T1乳腺癌模型中,这款创新药物递送技术能有效让肿瘤微环境对治疗更为敏感。当药物从中释放后,肿瘤体积也显著减小。除了缩小肿瘤体积外,这款材料还能有效防止肿瘤复发——研究人员们在肿瘤的手术切除部位加入了这款水凝胶。后续结果表明,癌症的复发得到了明显的抑制。

“我们结合肿瘤生物学、免疫治疗药物以及化疗药物,开发出了这样一款简单的局部注射、联合给药的新方法。它能够有效地抑制癌症发展,并可降低系统给药的副作用,”该研究的通讯作者顾臻教授说道:“在启动人体试验前,我们还有很多工作要做。但我们认为这款疗法很有潜力。”

按计划,顾臻团队将进一步优化药物的剂量,并寻找到最佳的治疗频率。同时,顾臻教授表示会系统评估这款凝胶药剂的医用安全性,由此带来更多的潜在临床新疗法。

那么接下来,

日报君(zgntrb)要隆重介绍的是:

顾臻教授是咱们南通海门人!

走近顾臻教授

顾臻,年出生于南通海门,先后在海门市实验小学、海门中学就读。年进入南京大学化学化工学院化学系,年保送至高分子科学与工程系读硕士,年在加利福尼亚大学洛杉矶分校(UCLA)化工与生物分子工程系获得博士学位,同年获聘于麻省理工学院化工系/Koch癌症复合研究中心、哈佛大学医学院。年到美国北卡罗莱纳大学任教。

近年来,他在国际权威学术刊物发表论文近70篇,申请专利30多项,多次被《时代周刊》、《华盛顿邮报》及《路透社》等媒体报道。年,他被《麻省理工学院科技评论》(MITTechnologyReview)杂志评为“年TR35全球杰出青年创新人物”。

△年11月,在全球新兴技术峰会EmTech上,顾臻作为“年TR35全球杰出青年创新人物”代表作主题演讲。

成绩斐然的人生履历背后,

是一次又一次轰动世界的技术发明。

日报君(zgntrb)罗列了几项,

一起来看顾臻教授开“脑洞”▽

人造细胞自主调控血糖

为糖尿病患者带来希望

年10月,顾臻教授与其团队公布了一项新研究的成果。

他们开发出了一种人造细胞,能在血糖水平升高时,自动将胰岛素释放到血液中。这一开创性的研究在线发表在了顶尖学术期刊《自然·化学生物学》(《NatureChemicalBiology》)上。

▲冷冻扫描电镜下的人造细胞结构

顾臻教授与他的同事们提出,用人造细胞来模拟胰岛β细胞的功能。在体外实验中,该人造细胞对葡萄糖水平的变化有着快速反应。

为了进一步评估它的潜力,研究人员们将人造细胞注射入了缺乏胰岛β细胞,并展现出糖尿病症状的小鼠体内。“在一个小时内,高血糖的小鼠恢复了正常血糖水平,并能保持长达5天。”顾臻教授说道。

“减肥贴片”

让燃烧脂肪如此简单

年9月,顾臻教授团队开发了一款全新的减肥贴片。这张贴片一厘米见方,上头密布“微针”(microneedle)。这些微针每一根的直径都只有微米。在如此细微的结构上,科学家们进一步植入了纳米颗粒——它们的尺寸是纳米,相当于人头发丝的1/。

“这些纳米颗粒能有效地包含药物,并缓慢将其释放到附近的组织中,而不是快速将药物送到全身。”顾臻教授介绍道。

△减肥贴片的设计思路

在小鼠实验中,这款减肥贴片的有效性得到了验证。科学家们使用了肥胖的小鼠作为模型。在小鼠的腹部左右对称的地方,研究人员各贴了一张贴片,其中一侧是含有药物的减肥贴片,另一侧是不含药物的对照贴片。每三天,这些贴片就会进行更新。研究者发现,在高脂食物喂养四周后,使用了减肥贴片的小鼠避免了体重增加。更显著的是,减肥贴片处理的一侧脂肪减少了20%!这证实了贴片在脂肪燃烧上的效果。

“巧借”血小板

让PD-L1抗体直达肿瘤

年1月,发表在《自然》新子刊上的一项研究中,顾臻教授带来的研究小组发表了一项免疫疗法新成果。

研究发现,帮助伤口血液凝结的血小板,可用于将PD-L1抗体输送至术后肿瘤部位。动物试验结果表明,这一新疗法通过降低癌症再生和转移风险,显著延长了手术后的总体生存。

顾臻教授说:“我们发现由血小板激活产生的一种衍生微粒促进了抗体在手术部位从激活的血小板中释放出来。此外,聚集的血小板还能够吸引和促进手术部位的免疫细胞。”

顾臻教授表示,这将会成为治疗多种癌症的更广泛的技术。

高大上的科技背后,

是顾臻教授团队的不懈努力。

不过日报君(zgntrb)可没想到,

“学神”级别的顾臻竟是从小“玩”到大的?!

来看他自己怎么说?

顾臻是一个有创意的人。事实上,顾臻的“创新”思维能力在小时候就已经初露端倪。小学四年级就因“注射器式方便牙刷”的发明获得小学生发明比赛一等奖,高中毕业时更是凭借“双储液管式安全输液器”的发明拿到“江苏省青少年发明创造大赛一等奖”并获得高考20分的加分。“从小很喜欢玩火玩水,而且我父母对我也是放养式管理,我妈还会随我买酒精灯、烧杯试管让我玩。”提起当年自由“玩乐”的日子,顾臻显得格外兴奋。

△初中时期的顾臻

进入南大以后,顾臻也依然“玩性不改”。“我大一寒假回家做了一些小实验发现,微波炉产生的微波能很快把一些化学离子反应的产物沉淀下来,加速分离。那我就想自来水上是不是也可以用类似的装置,这样就有可能把水中的矿物质很快地聚集在水龙头前,就能把水的硬度降下来了。”寒假上来,顾臻用这个研究参加了“南京大学基础学科论坛小论文比赛”,并获得一等奖。

“脑子比较活,我老说他头比较大。”顾臻本科时同班同学、现南大化院陈露洪老师回忆起这个老同学时感慨。“他聪明肯定聪明,还刻苦钻研,真的非常努力。我印象特别深刻的就是他大夏天穿着白背心坐在寝室里看书,那时候宿舍连风扇都没有……”顾臻在大学时成绩一直名列前茅,照陈老师的话说就是,“他是一直走在大家前面的人,始终把自己保持在学术的最前沿”。

“科学家”这三个字,

放在顾臻的身上是妥妥的了。

除此以外,

“创业者”、“好老师”、“好儿子”、“好丈夫”…

也是他身上的闪亮标签。

用心诠释“最受学生欢迎的老师”

在科研的路上,顾臻并非自学成才,他的成长与许多老师的培养和鼓励密切相关。

年,顾臻也成为了一名教师,开始在美国北卡大学任教。通过历年学生对顾臻的评价我们发现,顾臻深受学生的喜爱,“Guisthebest”、“Guismyfavoriteteacher”等几乎是所有学生共同的心声。

△顾臻与执教《生物医学仪器测量分析》本科生合影

谈及优异的教学考核成绩,顾臻表示,想成为受学生喜爱的老师其实并不难,“首先要很熟悉自己的教学内容,精心备课。”顾臻表示,“会有意安插一些笑点准备包袱,定时释放出来,让学生在笑声中掌握知识点,加深印象。”

“第二要尊重学生,尽管科研忙、教学任务重,但对于学生的问题,最好第一时间回复,我一般都在一个小时内回复学生的e-mail。”

第三点,顾臻提出要从学生的角度出发,了解学生对课堂的期待,想方设法在高效课堂的同时,积极与学生互动。

第四,就是要积极鼓励学生创新。要积极地把自己的科研渗透到课堂中,把前沿的科技穿插其中,调动学生的创新热情。而对于学生的想法、点子,顾臻总是大加赞赏,积极鼓励他们去做。

行走在路上的创业者

据顾臻介绍,他目前已成立了两家创业公司,一家在美国刚刚注册,围绕治疗糖尿病和癌症的新型制剂的开发,正在着手团队建设,已经获得了广泛的







































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