【纳米技术快讯】圣路易斯华盛顿大学医学院（Washington University School of Medicine in St. Louis）研究人员与西北大学（Northwestern University）合作者开发出一种非侵入式疗法，用于治疗最具侵袭性和致命性的脑癌之一。该技术利用纳米材料精密构建的结构，通过鼻滴将强效抗癌药物递送至大脑。这种新型递送方式比同类在研疗法侵入性更低，在小鼠实验中通过增强大脑免疫反应有效治疗了胶质母细胞瘤。研究成果发表于《美国国家科学院院刊》（"cGAS-激动型球形核酸重编程胶质母细胞瘤免疫微环境并促进抗肿瘤免疫"）。
华盛顿大学医学院研究人员开发出一种经鼻递送的非侵入式药物，成功清除了小鼠体内的致命脑肿瘤。该药物基于球形核酸纳米材料（图中红色标记），可沿神经通路（图中绿色标记）从鼻腔直达大脑，触发消除肿瘤的免疫反应。（图片：Alexander Stegh）
胶质母细胞瘤由脑部星形胶质细胞（astrocytes）形成，是最常见的脑癌类型，在美国影响约每10万人中有3人。该肿瘤通常进展迅猛且几乎必然致命，目前尚无根治方法，部分原因在于药物难以有效递送至大脑。
"我们旨在改变这一现状，开发能激活免疫反应攻击胶质母细胞瘤的非侵入式疗法，"华盛顿大学医学院泰勒家族神经外科系（Taylor Family Department of Neurosurgery）教授兼研究副主任、本研究共同通讯作者Alexander H. Stegh博士表示。Stegh同时担任巴恩斯犹太医院（Barnes-Jewish Hospital）与华盛顿大学医学院西曼癌症中心（Siteman Cancer Center）脑肿瘤中心研究主任。"本研究证实，精密设计的球形核酸纳米结构能安全有效地激活大脑内强大免疫通路，这重新定义了难治性肿瘤的癌症免疫治疗实现路径。"
冷肿瘤的免疫激活
胶质母细胞瘤被称为"冷肿瘤"，因其无法像易用免疫疗法治疗的"热肿瘤"那样引发自然免疫反应。研究人员通过激活细胞内STING通路（刺激干扰素基因的刺激因子，stimulator of interferon genes）来激发抗肿瘤免疫反应。当细胞检测到外源DNA时，STING通路被触发并启动免疫系统应对威胁。
既往研究表明，激活胶质母细胞瘤STING通路的药物可使免疫系统更好对抗癌症。但此类药物在体内易快速分解，必须直接注射入肿瘤才能生效。由于需反复给药维持疗效，传统疗法依赖高侵入性的颅内注射操作。
"我们希望避免患者在病重时承受反复穿刺，我认为球形核酸平台能实现非侵入式药物递送，"本研究第一作者、Stegh实验室博士后研究员Akanksha Mahajan博士表示。
为突破此瓶颈，Stegh团队与西北大学国际纳米技术研究所（International Institute for Nanotechnology）所长、化学系Rathmann讲席教授Chad A. Mirkin博士（本研究共同通讯作者）合作。Mirkin发明的球形核酸是一类将DNA/RNA密集排列在纳米颗粒核心的结构，其治疗效力显著优于标准递送方法。
研究团队制备了新型金核球形核酸，其表面嵌有短DNA片段，可特异性激活胶质母细胞瘤中特定免疫细胞的STING通路。为将药物递送至大脑，团队选择鼻腔作为给药途径。
鼻腔给药曾被探索用于脑部靶向治疗，但此前尚无利用此途径递送纳米药物激活脑癌免疫反应的先例。
"这是我们首次证明，通过鼻腔向大脑递送纳米药物能增强胶质母细胞瘤的免疫细胞活性，"Mahajan表示。
研究团队验证了该技术能选择性将药物递送至大脑并精准作用于目标细胞。为追踪药物路径，他们在球形核酸上标记近红外可视分子。实验发现，当将纳米药物以滴剂形式给予胶质母细胞瘤小鼠时，药物沿面部肌肉连接大脑的主要神经通路迁移。
药物在大脑引发的免疫反应集中于特定免疫细胞，尤其是肿瘤内部细胞，并在淋巴结触发有益反应。药物未扩散至身体其他部位，避免了潜在副作用。
对肿瘤内外免疫细胞的检测显示，该疗法成功激活STING通路，使免疫系统具备抗肿瘤能力。当与激活T淋巴细胞（另一类免疫细胞）的药物联用时，新疗法仅需一至两剂即可清除肿瘤并建立长期防复发免疫。综合效果远超现有STING激活免疫疗法。
Stegh强调，单靠激活STING通路无法治愈胶质母细胞瘤，需联合其他治疗手段。因为肿瘤存在多种机制阻断STING通路本应激活的免疫反应。其团队正致力于在纳米结构中整合多重免疫激活功能，使单一疗法可同时靶向多个治疗位点。
"该方法为胶质母细胞瘤及其他免疫抵抗型癌症提供了更安全有效的治疗希望，标志着向临床应用迈出关键一步，"Stegh表示。
消息来源：华盛顿大学圣路易斯分校（注：内容经编辑以符合风格与长度要求）
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