杜克大学医学院科学家近期进行了一项研究,他们利用镰状血红细胞病(一种致命性血液紊乱症)的特性成功研发出一种方式,可利用畸形的红细胞对肿瘤发起攻击。这项研究于1月9日被发表在《公共图书馆期刊》网页版上。研究中,科学家们成功利用镰状血红细胞靶向作用于受试小鼠体内缺氧的肿瘤,并有效抑制住了肿瘤周围血管的生长。
高级研究员、杜克大学肿瘤微循环实验室主任Mark W. Dewhirst博士介绍称:“对于那些对现有化疗和放疗产生明显抗性的缺氧实体瘤来说,镰状血红细胞可对其进行强有力的攻击。这一方式有望成为抗击肿瘤的潜在疗法,造福患者。”
首席研究员David S. Terman博士介绍说:“对具有遗传障碍的人群可构成危害的镰状细胞可被转化为攻击癌症的武器。我们这种方式可用于治疗乳腺癌、前列腺癌以及很多其他类型的对现有疗法产生抗性的实体瘤。”
镰状血红细胞通常与一种致命性疾病有联系,被称为镰状细胞病,患者血红细胞的形状会出现异常而呈现新月形或镰刀形。与健康血红细胞在血管内顺滑流动不同,镰状血红细胞会被卡在血管内,不仅会引起血管阻塞,产生疼痛感,而且会对血管组织造成损害。
在一项由美国**卫生研究院资助的以乳腺癌小鼠为试验模型的研究中,研究人员给小鼠注射了荧光染色的镰状细胞,并在特殊的小室内对这些细胞进行实时的跟踪观察。注射5分钟后,这些畸形的血红细胞开始粘附在缺氧肿瘤周围的血管内。半小时过后,镰状细胞在血管内形成了凝块,开始阻塞这些供给肿瘤生长的微小血管。
Dewhirst博士称由于肿瘤受缺氧刺激而分泌出大量的粘附分子,所以镰状细胞会像胶带一样粘附到缺氧肿瘤上。而健康细胞不会分泌这些粘附分子,因此不必担心这些镰状细胞会粘附到正常细胞上。
Terman博士表示:“与正常血红细胞不同,我们发现镰状血红细胞对缺氧肿瘤具有非常强的自然吸引力,从而很容易对肿瘤血管进行粘附、聚集和阻塞。一旦肿瘤内出现成群的镰状细胞,当这些细胞死亡之后,它们就会沉淀形成有毒的铁渣,从而诱发肿瘤死亡。”
为了增强这种因果效应,研究人员在镰状细胞内加入了锌化合物(单独使用锌原卟啉或把它与阿霉素联合起来使用),这样能加大肿瘤和周围血管的氧化应激反应,从而大大延缓肿瘤的生长,使肿瘤处于惰性的时长增加到普通血红细胞作用下的四倍。此外,受试小鼠对这种镰状细胞疗法没有产生急性中毒的情况。
Terman博士表示:“与直接针对缺氧肿瘤细胞的药物疗法相反,这种方式利用镰状细胞的固有特性诱导肿瘤出现损伤,并对肿瘤生长所需的微环境产生破坏作用。未来我们还将进行更多研究,为临床试验铺平道路。”