免疫疗法的未来 从地球到太空的癌症药物革命 KellyOnTech

癌症被誉为“众病之王”,全球每年有数百万人饱受各种类型的癌症之苦。以世界卫生组织公布的2023年的数据为例。按发病率计算,中国十大癌症与全球相比略有不同,其中肺癌、结直肠癌和甲状腺癌占据前三大癌症类型。

图片来源:世界卫生组织 (WHO)2023年数据 KellyOnTech
图片来源:世界卫生组织 (WHO)2023年数据

全球新晋药王是什么

2023年一款叫做 Keytruda(可瑞达)或者帕博利珠单抗的药物以250亿美元的销售额,成为全球新晋药王。Keytruda 由制药公司默克 (Merck & Co.),(在美国和加拿大以外称为MSD(Merck Sharp & Dohme))默沙东开发。

Keytruda 是一种免疫疗法药物,在 2014 年首次获得美国食品药品管理局 (FDA) 批准,用于治疗晚期黑色素瘤,此后又被批准用于治疗多种其他类型的癌症。

这期聊聊目前癌症治疗领域最火热的研究领域–免疫疗法。

免疫疗法治疗思路

免疫疗法是一种很有前景的抗癌新方法。现在常用的癌症治疗方法像化疗和靶向治疗都是把肿瘤当成敌人。免疫治疗则是开启了一个新的时代。人体每七分钟就会产生一个癌细胞。之所以大多数人都没有得癌症,是免疫环境帮我们清除了它们。免疫疗法的理念就是调动人体自身的力量来调整免疫状态,使我们更好地对抗癌症。它的原理不是针对敌人的弱点,而是致力于调整自身的土壤,让机体回归正常。

CAR-T 细胞疗法

免疫疗法的治疗思路之一是CAR-T细胞疗法。它通过利用患者自己的免疫系统来对抗癌细胞。

  1. 采集T细胞:首先,从患者的血液中提取T细胞,这是一种白细胞,通常在人体内起到抵抗感染和疾病的作用。
  2. 改造T细胞:接下来,科学家在实验室中对这些T细胞进行基因改造。通过加入一种称为嵌合抗原受体(CAR)的特殊受体,这些T细胞能够更有效地识别和攻击癌细胞。
  3. 扩增T细胞:经过改造后,科学家在实验室中大量培育这些改造后的CAR-T细胞,以确保有足够数量来对抗癌症。
  4. 回输T细胞:最后,这些改造后的CAR-T细胞被输回患者体内。它们会在体内寻找并攻击癌细胞。

CAR-T 细胞疗法的优势在于它可以靶向特定的癌细胞。比如,Keytruda 通过阻断一种免疫细胞 T 细胞表面的一种名为 PD-1(程序性死亡受体-1)的蛋白质起作用。这种作用有助于免疫系统更有效地识别和攻击癌细胞。

图片来源:Keytruda. KellyOnTech
图片来源:Keytruda.

但是CAR-T也可能会引起一些副作用。在治疗过程中,CAR-T细胞会大量杀死癌细胞,同时释放出大量的信号分子(称为细胞因子)。这可能会引起发烧、疲劳、低血压等症状,有时还可能比较严重。另外,有些患者在治疗后会出现神经系统的副作用,比如头痛、意识模糊、记忆力下降,甚至有时说话或行动困难。

自然杀伤 (Natural Killer) 细胞疗法

免疫疗法还有一种思路呢,是利用人体免疫系统中的自然杀伤细胞(Natural Killer Cell,简称NK细胞)来对抗癌症的治疗方法。

自然杀伤细胞是一种天然存在于人体内的白细胞,主要功能是识别并杀死异常的细胞,比如被病毒感染的细胞或癌细胞。之所以被称为“自然杀伤”细胞,因为它们可以在没有任何预先激活的情况下直接攻击这些异常细胞。

在NK细胞免疫疗法中,医生会从患者或健康捐赠者的血液中分离出NK细胞。然后,这些NK细胞在实验室中进行扩增和激活,使它们更强大并具有更高的杀伤能力。增强后的自然杀伤细胞细胞细胞被输回患者体内。这些细胞在体内会寻找并直接攻击癌细胞,帮助控制或消除肿瘤。

增强后的NK细胞疗法的优点在于它可以靶向和摧毁多种类型的癌细胞,同时对健康细胞的损伤较小,副作用较少。这种疗法还在研究和开发中。

为什么要在太空研发和制药

目前免疫疗法的药物只能通过静脉点滴注射,给病人带来了漫长的痛苦。如果提高药物浓度,就能将药物注射到皮下,减轻痛苦。要做到这一点的关键是蛋白质结晶技术。

我们目前使用2D 细胞阵列进行药物研发,而 2D 细胞阵列并不是身体反应的很好模型。3D 细胞培养可以更好地了解身体对药物的反应。在地球上这样做,受到地心引力的限制,3D 培养物在排列的过程中由于受到地心引力影响,会沉淀,被重力压扁。如果整个结晶的过程在太空中完成,这些细胞会更自由地形成更好的结构,详见文末视频中美国航空航天局NASA的实验演示。

图片来源:NASA KellyOnTech
图片来源:NASA

在太空环境中进行药物生产)虽然有很多潜在的优点,但也存在一些挑战,包括:

  • 高昂的成本:太空制药需要在国际空间站或其他太空设施上进行,这涉及将原材料、设备和人员送入太空的高额费用。发射和维护成本非常高,可能不适合大规模的药物生产。
  • 复杂的物流和运输:将药物或原材料从地球送到太空,再将制成的药物送回地球,涉及复杂的物流和运输问题。运输过程中的风险也很高,包括可能的损坏或污染。
  • 技术挑战:太空中的微重力环境会影响生产设备的操作和药物生产过程的稳定性。这需要专门设计的设备和技术,以适应太空的特殊条件。
  • 法规和监管挑战:太空制药涉及的跨国界合作和特殊环境,给药物的监管和批准带来了额外的挑战。不同国家的药品监管标准可能不同,在太空制药中如何统一标准并确保合规是一个复杂的问题。

尽管有这些挑战,太空制药仍然是一个有前景的领域,尤其是在研究和开发新药物的过程中。未来,随着技术的进步和成本的降低,太空制药可能会变得更加可行和广泛应用。

视频版

KellyOnTech wisdom quote 2024.08.26
KellyOnTech wisdom quote 2024.08.26

“树大招风风撼树, 人为名高名丧人。” 《西游记》吴承恩

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