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未來可以根治癌癥的五項新技術

日本就醫網 2019-07-01 19:14:25發布

隨著日益增長的癌癥發病率,有限的醫療預算與巨額的腫瘤治療開支是一個矛盾點,尋求腫瘤治療的新技術成為解決這一問題的關鍵。事實上,腫瘤的治療成本在全球范圍內都是遠高出其他疾病。根據畢馬威中國報告,全球腫瘤治療費用在2015至2020年期間將增長53%,除非治療方法發生徹底改變,這種漲幅將保持到2030年及后續年份。

▲圖片來源:畢馬威中國

據畢馬威中國的預測,下面五種新技術使得2030年出現腫瘤根治性療法成為可能。

1.個體化癌癥疫苗

癌癥疫苗是近年來興起的一種全新的免疫療法。美國NIH將腫瘤疫苗定義為一系列生物修飾物,通過激活患者體內免疫系統的能力來控制感染和抵御疾病。根據定義,腫瘤疫苗可以分為兩大類:一是預防型疫苗,原理類似小兒麻痹癥疫苗,主要用于健康群體的預防;二是治療型疫苗,可以通過強化患者的免疫系統來抵抗腫瘤,直接對抗腫瘤細胞。

目前,FDA批準的腫瘤疫苗包括可以幫助預防宮頸癌等癌癥的人乳頭瘤病毒(HPV)疫苗,以及治療前列腺癌的治療性疫苗。此外,許多腫瘤疫苗正在臨床研究階段,如德國BioNTech公司基于信使RNA的兩款腫瘤疫苗,正在臨床試驗中用于治療黑色素瘤和乳腺癌。據不完全統計,美國目前已有20多個腫瘤疫苗正處于3期臨床研究。

由于不同患者的癌細胞基因突變有差異,產生的特異性抗原各有不同。在此基礎上定制個體化疫苗,可以更好的實現精準醫療。隨著生產技術的革新,癌癥疫苗有望真正成為一類變革癌癥治療格局的個體化療法。目前,個體化癌癥疫苗的種類較多,類型包括病毒載體、長多肽、改造細菌、RNA、DNA質粒,以及載有抗原的樹突狀細胞等。

與此同時,越來越多的企業開始布局這一領域。去年7月,癌癥個體化疫苗新銳Neon Therapeutics登陸納斯達克市場。這家公司曾先后就其在研癌癥疫苗NEO-PV-01與百時美施貴寶(BMS)、默沙東(MSD)達成合作,探索癌癥疫苗與抗PD-1療法聯合治療癌癥的效果。

今年以來,癌癥疫苗頻頻傳來利好消息。定制癌癥疫苗上榜2019年“全球十大突破性技術”(10 Breakthrough Technologies 2019)。另有多項研究取得積極成果,包括黑色素瘤、肺癌乳腺癌、前列腺癌疫苗等。值得一提的是,今年4月《自然·醫學》上刊登了一篇關于抗癌疫苗的重磅研究論文。研究顯示,在抗癌疫苗的治療下,11名惰性非霍奇金淋巴瘤(iNHLs)患者中有8名取得了病情緩解,其中完全緩解的患者有2名。1名達到完全緩解的患者,無進展生存期已經接近4年。

2.CRISPR-Cas9基因編輯系統

基因編輯技術能夠對特定DNA片段進行修改,目前最流行的就是CRISPR-Cas9技術。這項技術使得人類可以通過基因編輯調整免疫系統,甚至可以讓身體發生特定變化。比如利用基因編輯修改CCR5或CXCR4的基因,使得HIV找不到對應的受體,從而無法對人體CD4+ T細胞發動進攻。

盡管基因編輯應用于胚胎的做法受到了社會的強烈譴責,大家的共識是CRISPR-Cas9不應在當下用于人類生殖系的編輯。但這并不影響這項技術在醫學研究中的應用。根據《科學》雜志,CRISPR-Cas技術提供了一種修改、調控和觀察基因組的便捷、而且具備很強適應性的工具,這項技術的多樣性、模塊性和高效性正在掀起一場生物技術革命。

根據ClinicalTrials.gov上的登記情況,一項使用TALEN和CRISPR/Cas9基因編輯技術治療HPV相關惡性腫瘤的臨床研究正在進行。此外,CRISPR用于HIV感染的血液系統惡性腫瘤、多種間皮素陽性實體瘤、轉移性胃腸道上皮癌等不同癌腫的臨床研究共計有20余項。

今年1月,聚焦基因編輯療法的Vertex公司與德國默克達成合作,Vertex獲得兩款DNA依賴性蛋白激酶(DNA-PK)抑制劑以及一款臨床前化合物的研發許可,在基因編輯領域用于治療6種特定遺傳病適應癥。此前,該公司先后與專注于基因編輯療法開發的CRISPR Therapeutics公司和張鋒博士創建的Arbor Biotechnologies達成合作協議。

基因編輯技術在中國也得到了快速發展。去年,博雅輯因在廣州啟用基因編輯治療基地,并計劃在今年將首個基因編輯技術治療β-地中海貧血的產品ET-01推上臨床。專注于開發CRISPR基因編輯技術平臺的蘇州克睿基因宣布完成1700萬美元A輪融資。另一家將最新的基因編輯技術來獲取可用于人體移植的安全有效的異種細胞、組織和器官,并用于異種器官移植的創新型生物科技公司啟函生物,也宣布完成780萬美元A輪融資。

3.溶瘤病毒

溶瘤病毒指的是一類能夠有效感染并消滅癌細胞的病毒。當癌細胞在病毒的感染下破裂死亡時,新生成的病毒顆粒會被釋放,進一步感染周圍的癌細胞。從機理上看,它不僅能對腫瘤進行直接殺傷,還有望刺激人體的免疫反應,增強抗腫瘤效果。目前,溶瘤病毒已廣泛運用于各種癌癥的臨床試驗中。

2015年,FDA批準了一種遺傳工程病毒talimogenelaherparepvec(T-VEC)治療晚期黑色素瘤。另外幾款基于腺病毒、牛痘病毒、單純孢疹病毒、逆轉錄病毒等載體的溶瘤病毒產品已在臨床3期階段,預計不久將會迎來一系列產品上市。這些進展讓人們開始相信,溶瘤病毒的時代可能來到了。

在中國,武漢濱會生物科技股份有限公司生物創新園分公司正在開展一項開放標簽、劑量遞增1期臨床試驗,利用重組人GM-CSF溶瘤II型單純皰疹病毒(OH2)瘤內注射治療晚期實體瘤。北京奧源和力生物技術有限公司正在進行使用重組人GM-CSF單純皰疹病毒(OrienX010),瘤內注射治療標準方案失敗的Ⅳ期M1c惡性黑色素瘤肝轉移的開放標簽1期臨床試驗。

近年來,頻繁的并購也體現了行業對溶瘤病毒市場的看好。尤其是去年5月,強生斥巨資收購一直致力于開發溶瘤病毒免疫療法的BeneVir。此前,BMS與Psioxus Therapeutics達成癌癥溶瘤病毒療法合作協議,默沙東以3.94億美元收購Viralytics,這些交易背后是大型制藥企業對于溶瘤病毒的深度布局。毫無疑問,溶瘤病毒的前方充滿機遇。

4.液體活檢

針對癌癥的液體活檢(liquid biopsy)技術近年來被用于指導對癌癥患者的個體化醫療。理論上,液體活檢能夠以非侵入性的方式,準確迅速地確定患者攜帶腫瘤的分子特征,從而指導醫生選擇更有效的抗癌療法。一方面它可以延長患者的壽命,另一方面,它可以幫助醫生和患者避免使用療效不佳的昂貴療法,從而降低治療成本。

以非小細胞肺癌(NSCLC)為例,醫療指南認為,如果患者的腫瘤在EGFR、ALK、ROS1、BRAF、RET、MET和ERBB2這七種基因中出現變異,那么他們應該使用相應的靶向療法進行治療。采用組織活檢檢測這些基因變異,不僅是個耗時耗力的過程,也會給患者帶來身體上的疼痛。Guardant Health公司開發了一款Guardant360血檢,這是一種通過檢測血液中的無細胞DNA(cfDNA)來幫助癌癥患者選擇最佳治療方法的液體活檢。

今年1月,OncoCyte公司宣布其用于檢測肺癌的DetermaVu液體活檢測試在關鍵性研發驗證研究中獲得積極結果。這一檢測在試驗中表現出90%的靈敏度和75%的特異性,預計這一液體活檢將在今年下半年獲批上市。此前,臺灣林口長庚紀念醫院的研究人員發現,檢測血液中循環腫瘤細胞(circulating tumor cells,CTCs)的液體活檢方法能夠以84%~88%的準確性發現早期結直腸癌。

液體活檢在腫瘤學方面的應用日益增多。不斷有科學家探索液態活檢在胰腺癌、白血病、乳腺癌、膀胱癌等不同癌癥中的應用價值。與此同時,利用機器深度學習的方法,以更高的靈敏度和特異性去探測循環腫瘤細胞,一定程度上也為液態活檢在腫瘤治療中助力。未來,這項技術有望推廣到更廣泛的疾病領域。

5.3D打印技術

不久前,來自以色列特拉維夫大學的一支科研團隊用人類的脂肪組織,通過一系列操作,成功3D打印出了一顆具有細胞、血管、心室和心房的“人造心臟”。實際上,3D打印技術在醫療器械中的應用并不陌生。這種醫療器械更符合個人的自然身體結構,能夠更容易被身體接受,同時提高患者的舒適度和器械的功能表現。目前,3D打印最顯著的應用包括外假肢、頭部/骨科移植體、個體化氣道支架等領域。

2014年,中美兩國的研究人員合作開展了一個科研項目,以纖維蛋白做支架,外面包裹上一層宮頸癌細胞,進而用3D打印技術造出一個仿生腫瘤。此后,通過3D打印腫瘤幫助患者診斷和治療的研究越來越多見。3D打印腫瘤可以提供一個更逼真的研究環境,用以測試各種類型的抗癌藥物,并讓研究人員更為直觀地看到藥效。

歐特克(Autodesk)遺傳工程師Andrew Hessel曾提出過一個新的抗癌方法:根據每個人的DNA用3D打印制作個體化溶瘤病毒,注入人體對癌細胞進行精確打擊。據了解,Hessel已成功制作了第一個3D打印病毒。

2015年,一家由美國和以色列合辦的工作室Milestone研發了一款3D打印口腔癌檢測套件,它的核心設備是用于定位癌變病灶的照明裝置。醫生只需將裝置插入患者口腔,即可檢查出異常部位,這大大提高了口腔癌的早期確診率。

去年,加拿大安大略理工大學的研究人員使用3D打印技術取代了大部分狗的癌癥顱骨,幫助狗擺脫癌癥。一只9歲的臘腸犬Patches在接受3D打印的鈦顱骨帽后,成功擺脫了腦腫瘤。

我們期待,在這5項技術的助力之下,我們能夠早日迎來治愈癌癥的創新療法。

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