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讓細菌潛入缺氧腫瘤:工程化益生菌在小鼠胰臟癌內遞送IL-2
研究團隊把偏向活化抗癌免疫細胞的IL-2變體裝進長雙歧桿菌,使藥物在腫瘤內局部釋放;小鼠試驗顯示可增強多種治療,但距人體應用仍有安全與生物控制關卡。
胰臟癌不只難以讓藥物深入,也擅長把免疫攻擊拒於門外。芝加哥大學團隊如今嘗試把這兩項弱點連在一起:利用偏好低氧環境的工程化細菌進入腫瘤,再就地製造能喚醒抗癌免疫細胞的訊號分子。這套名為BifidoSumIL-2的活體療法在小鼠中抑制胰臟腫瘤,並提高化療、放療及免疫治療的效果。
研究人員改造長雙歧桿菌(Bifidobacterium longum),使其分泌經調整的介白素-2變體SumIL-2。一般IL-2能促進T細胞和自然殺手細胞增殖,卻也可能活化抑制免疫反應的調節型T細胞;全身高劑量使用還可能帶來嚴重毒性。SumIL-2的設計重點,是讓訊號較偏向效應型T細胞,而非調節型T細胞。
細菌則扮演運送與局部生產的平台。長雙歧桿菌是厭氧菌,經全身性注射後,可在氧氣稀少的腫瘤區域累積;氧氣較充足的健康組織不利其生長,因而有望縮小IL-2暴露範圍。不過,這種腫瘤選擇性目前只在動物實驗中獲得支持,尚不能等同於人體內的精準定位。
研究同時使用皮下與原位胰管腺癌小鼠模型;後者把腫瘤建立在胰臟內,較能保留相關解剖與免疫環境。BifidoSumIL-2治療後,腫瘤內效應型與調節型T細胞的比例向抗腫瘤方向移動,CD8陽性T細胞及自然殺手細胞活性增加,具免疫抑制作用的髓系細胞則減少,並伴隨腫瘤生長放緩。
這項策略更值得檢驗的地方,在於它能否替既有療法鬆動胰臟癌的免疫屏障。研究中的BifidoSumIL-2分別與吉西他濱、放射治療及抗PD-L1檢查點抑制劑搭配,腫瘤控制與小鼠存活均優於相應的單一療法。結果支持不同治療機制可以互補,但尚不足以判定哪一組合最適合臨床,也不能由小鼠存活直接推論患者效益。
活菌藥物進入人體前還有不同於一般蛋白質藥物的問題:細菌會在何處停留、能否被可靠清除、長期或重複給藥是否造成感染與非預期免疫反應,以及療效能維持多久,都需要進一步研究。團隊也提出口服遞送的可能性,但本研究採全身性注射,兩種途徑不能視為已具相同效果。
這項成果仍是前臨床證據,沒有任何人體安全性或療效資料。芝加哥大學已就相關技術提出臨時專利申請;下一步除了擴大毒理、菌株穩定性與生物安全評估,還必須建立可控制活菌製劑品質及體內行為的製造與監管框架。