在多个模型中，内部放疗和化疗相结合可溶解 80% 小鼠的肿瘤。杜克大学生物医学工程师已经证明了迄今为止在小鼠模型中记录的最有效的胰腺癌治疗方法。虽然大多数小鼠试验认为仅仅停止生长就是成功的，但新疗法在许多模型类型的 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。
在多个模型中，内部放疗和化疗相结合可溶解 80% 小鼠的肿瘤。
杜克大学生物医学工程师已经证明了迄今为止在小鼠模型中记录的最有效的胰腺癌治疗方法。虽然大多数小鼠试验认为仅仅停止生长就是成功的，但新疗法在许多模型类型的 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。
该方法将传统化疗药物与照射肿瘤的新方法相结合。该疗法将放射性碘 131 直接植入肿瘤内的凝胶状储库中，该储库可保护健康组织，一旦辐射减弱就会被人体吸收，这与通过健康组织的外部光束进行辐射相反。
该研究最近发表在《自然生物医学工程》杂志上。
这种新方法将传统化疗药物与一种新的肿瘤照射方法相结合
“我们对临床前模型的 1100 多种治疗方法进行了深入研究，但从未发现肿瘤像我们那样缩小和消失的结果，”Jeff Schaal 说，他在博士期间进行了这项研究。在杜克大学 Alan L. Kaganov 生物医学工程杰出教授 Ashutosh Chilkoti 的实验室中。“当其他文献都说我们所看到的并没有发生时，我们就知道我们有一些非常有趣的事情。”
胰腺癌是癌症相关死亡的第三大原因，但仅占所有癌症病例的 3.2%。它的治疗非常困难，因为它的肿瘤往往具有侵袭性基因突变，使其对许多药物产生耐药性，而且一旦扩散到身体的其他部位，通常很晚才被发现。
目前领先的治疗方法是将化疗与针对肿瘤的辐射束相结合，化疗使处于生殖阶段的细胞长时间易受辐射影响。然而，这种方法在一定水平的辐射到达肿瘤之前是无效的。此外，尽管最近在辐射束整形和靶向方面取得了突破，但在不冒严重副作用风险的情况下达到该阈值还是非常具有挑战性的。
研究人员尝试的另一种方法是将包裹在钛中的放射性样本直接植入肿瘤内。但是由于钛阻挡了除伽马射线以外的所有辐射，伽马射线可以远距离传播到肿瘤之外，因此它只能在体内停留很短的时间，然后对周围组织的损害开始破坏其目的。
“目前还没有治疗胰腺癌的好方法，”Schaal 说，他现在是 Cereius, Inc. 的研究主管，Cereius, Inc. 是北卡罗来纳州达勒姆市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，使用一种由弹性蛋白样多肽 (ELP) 制成的物质，这些合成氨基酸链结合在一起形成具有定制特性的凝胶状物质。由于 ELP 是 Chilkoti 实验室的重点，他能够与同事一起设计一个非常适合这项任务的交付系统。
ELPs 在室温下以液态存在，但在温暖的人体中形成稳定的凝胶状物质。当将 ELP 与放射性元素一起注射到肿瘤中时，ELP 会形成一个包裹放射性原子的小仓库。在这种情况下，研究人员决定使用碘的放射性同位素碘 131，因为几十年来医生已将其广泛用于医学治疗，其生物学效应也广为人知。
ELP 储库包裹着碘 131 并防止其泄漏到体内。碘 131 发出 β 辐射，它穿透生物凝胶并将其几乎所有能量沉积到肿瘤中，而不会到达周围组织。随着时间的推移，ELP 储库会降解成其组成氨基酸并被人体吸收——但在碘 131 衰变成无害形式的氙之前不会。
“β 辐射还提高了 ELP 生物凝胶的稳定性，”Schaal 说。“这有助于仓库持续更长时间，并且只有在辐射耗尽后才会分解。”
在这篇新论文中，Schaal 和他在 Chilkoti 实验室的合作者测试了与紫杉醇（一种常用的化疗药物）协同治疗胰腺癌的各种小鼠模型的新疗法。他们之所以选择胰腺癌，是因为胰腺癌因难以治疗而声名狼藉，希望表明他们的放射性肿瘤植入物与化疗产生了协同效应，而相对短命的放射束疗法则没有。
研究人员在小鼠身上测试了他们的方法，这些小鼠的皮肤下有癌症，这些癌症是由胰腺癌中已知发生的几种不同突变引起的。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，测试中所有模型的响应率为 100%，在大约 80% 的时间内，四分之三的模型中的肿瘤被完全消除。测试还显示，除了仅由化疗引起的副作用外，没有立即出现明显的副作用。
Schaal 说：“我们认为持续的辐射使药物与其作用的相互作用比外照射疗法所允许的更强烈。” “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照射疗法更有效。”
然而，该方法仍处于早期临床前阶段，短期内不会供人类使用。研究人员表示，他们的下一步是大型动物试验，他们需要证明该技术可以使用医生已经接受过培训的现有临床工具和内窥镜技术准确地完成。如果成功，他们将着眼于对人体进行 1 期临床试验。
“近 20 年来，我的实验室一直致力于开发新的癌症治疗方法，这项工作就其潜在影响而言可能是我们所做的最令人兴奋的工作，因为晚期胰腺癌无法治疗并且总是致命的， ”奇尔科蒂说。“胰腺癌患者应该得到比目前更好的治疗选择，我坚定地致力于将这一点带入临床。”
参考：“通过生物聚合物结合的 131I 储库进行的近距离放射治疗与纳米颗粒紫杉醇在治疗耐药的胰腺肿瘤中协同作用”，作者：Jeffrey L. Schaal、Jayanta Bhattacharyya、Jeremy Brownstein、Kyle C. Strickland、Garrett Kelly、Soumen Saha、Joshua Milligan、Samagya Banskota、Xinghai Li、Wenge Liu、David G. Kirsch、Michael R. Zalutsky 和 Ashutosh Chilkoti，2022 年 10 月 19 日，自然生物医学工程。
DOI: 10.1038/s41551-022-00949-4
该研究由美国国立卫生研究院和美国国家癌症研究所资助。