近日，普渡大學(xué)的研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種新型的癌癥治療方法，利用修改過(guò)的微RNA（miR-34a）來(lái)阻止癌細(xì)胞的分裂。在小鼠的臨床前測(cè)試中，使用完全修改的、針對(duì)腫瘤的miR-34a治療在21天的評(píng)估期內(nèi)停止了腫瘤的生長(zhǎng)，并在某些動(dòng)物中完全治愈。相比之下，未經(jīng)治療的腫瘤在同一時(shí)間內(nèi)增長(zhǎng)了三倍。這種miRNA構(gòu)建物對(duì)免疫系統(tǒng)也是不可見(jiàn)的，通常情況下，免疫系統(tǒng)會(huì)攻擊體內(nèi)引入的雙鏈RNA。

研究負(fù)責(zé)人安德烈亞·卡辛斯基（Andrea Kasinski），普渡大學(xué)生物科學(xué)威廉和帕蒂·米勒副教授告訴GEN，如果可以成功完成所需的廣泛的療效、毒性和藥理學(xué)研究，臨床試驗(yàn)有可能在兩年內(nèi)開(kāi)始。最初的臨床重點(diǎn)將放在三陰性乳腺癌（TNBC）和非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）上。

卡辛斯基和她的同事在《Oncogene》雜志上發(fā)表了他們?cè)谛∈笱芯恐械陌l(fā)現(xiàn)，題為“第一類具有卓越穩(wěn)定性、活性和抗腫瘤效力的全修飾miR-34a”，他們?cè)谄渲锌偨Y(jié)道：“這些結(jié)果有望重新激發(fā)miR-34a作為抗癌藥物的活力，為臨床測(cè)試提供了有力的理由。”卡辛斯基進(jìn)一步表示：“毫無(wú)疑問(wèn)，RNA治療領(lǐng)域正在迅速擴(kuò)展。我們發(fā)表的工作有望徹底改變這個(gè)領(lǐng)域。”

微RNA是一種短小的非編碼RNA，具有同時(shí)下調(diào)多個(gè)基因的獨(dú)特能力，因此miRNA基于的治療可能成為治療各種疾病的有前途的工具。在腫瘤抑制劑miRNA中，最具臨床意義的之一就是miRNA-34a，它調(diào)控著多條癌癥途徑，控制細(xì)胞增殖、遷移和侵襲、抗凋亡和免疫逃逸，研究人員指出。

miRNA-34a有效地像汽車的剎車一樣，停止了細(xì)胞分裂，卡辛斯基說(shuō)。但是，雖然健康細(xì)胞中富含miRNA-34a，但在許多癌細(xì)胞中，其存在量大大減少。研究人員進(jìn)一步指出：“毫無(wú)疑問(wèn)，大量的癌癥患者將受益于miR-34a的替代。”然而，要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，必須克服miR-34a穩(wěn)定性差、非特異性遞送和遞送相關(guān)毒性等挑戰(zhàn)。

遞送的特異性和無(wú)毒性的挑戰(zhàn)，以及RNAs的穩(wěn)定性差，導(dǎo)致需要高劑量和頻繁的給藥，這一直是開(kāi)發(fā)治療性miRNA-34a候選藥物的主要障礙，卡辛斯基進(jìn)一步指出：“2013年啟動(dòng)的第一項(xiàng)使用微RNA的臨床試驗(yàn)導(dǎo)致了與遞送載體相關(guān)的嚴(yán)重免疫相關(guān)毒性事件，高劑量需要看到效果，和/或未修飾的微RNA可能引發(fā)免疫反應(yīng)。”

研究團(tuán)隊(duì)花費(fèi)了十年的時(shí)間來(lái)克服這些關(guān)鍵挑戰(zhàn)，卡辛斯基補(bǔ)充說(shuō)。為了確保修改過(guò)的miRNA-34a被傳送到癌細(xì)胞，團(tuán)隊(duì)將雙鏈RNA附著到維生素葉酸的分子上。我們體內(nèi)所有細(xì)胞的表面都有葉酸受體，它們會(huì)結(jié)合葉酸并將其吸引到細(xì)胞內(nèi)，但許多癌癥細(xì)胞（如乳腺癌、肺癌、卵巢癌和宮頸癌）的細(xì)胞表面上的葉酸受體遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于健康細(xì)胞。科學(xué)家在論文中解釋說(shuō)：“我們使用了葉酸-miRNA遞送策略，允許miRNA特異性地遞送到過(guò)度表達(dá)葉酸受體（FR）的腫瘤，而無(wú)需將miRNA包裝在載體內(nèi)。”這種方法消除了“非特異性、通常具有毒性且龐大的遞送載體”，卡辛斯基向GEN進(jìn)一步解釋說(shuō)：“我們是第一組使用配體介導(dǎo)的遞送方法來(lái)遞送微RNA的團(tuán)隊(duì)。”

為了提高治療的持久性，團(tuán)隊(duì)通過(guò)在RNA鏈的長(zhǎng)度上添加幾個(gè)小的原子團(tuán)簇來(lái)穩(wěn)定了miRNA-34a。團(tuán)隊(duì)的修改是基于FDA批準(zhǔn)的用于類似的短干擾RNA的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的。小鼠模型中的實(shí)驗(yàn)顯示，完全修改的miRNA-34a在引入后至少可以持續(xù)120小時(shí)。

“第二個(gè)障礙，涉及完全修改miRNA，還大大降低了治療的成本，但也有望提高患者的依從性，提高生活質(zhì)量，并減少或消除免疫原性，”卡辛斯基進(jìn)一步解釋道：“完全修改的miRNA的穩(wěn)定性>400倍于未修改或部分修改的版本。這增加了治療的持續(xù)時(shí)間，減少了給藥的頻率。較少的劑量將對(duì)患者有重大好處，使他們可以更多時(shí)間與家人在一起。這也將轉(zhuǎn)化為成本節(jié)省，因?yàn)樾枰闹委煾佟！?/p>

在他們的研究報(bào)告中，團(tuán)隊(duì)展示了葉酸偶聯(lián)的FM-miR-34a（FM-FolamiR-34a）可以穿透腫瘤的密集組織并結(jié)合到細(xì)胞表面的葉酸受體上，然后被內(nèi)化到囊泡中。一旦進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，miRNA-34a會(huì)逃脫囊泡，并起到減緩細(xì)胞分裂的作用。卡辛斯基補(bǔ)充說(shuō)：“使用這種方法可以以比用于失敗的臨床試驗(yàn)的載體低10-100倍的劑量特異性遞送到預(yù)期的細(xì)胞。”這種方法可以顯著降低給藥劑量，有助于降低潛在的毒性（盡管我們尚未確定毒性劑量），隨著療法的進(jìn)展，這也將降低成本，因?yàn)樾枰闹委煾佟！?/p>

使用葉酸靶向而不是封裝有多重組分的復(fù)雜納米粒子有多重好處，她進(jìn)一步告訴GEN。葉酸是人類體內(nèi)的天然物質(zhì)，這有助于避免使用復(fù)雜的納米粒子可能會(huì)導(dǎo)致的潛在毒性。“…最近FDA批準(zhǔn)了由共同作者菲利普·洛（Philip Low）博士開(kāi)發(fā)的葉酸偶聯(lián)成像試劑，用于幫助外科醫(yī)生更好地識(shí)別腫瘤邊界，這是一個(gè)出色的工作，突顯了葉酸偶聯(lián)物在人體中的安全性，以及葉酸偶聯(lián)物在人類患者中的迅速和特異遞送。”

團(tuán)隊(duì)在培養(yǎng)細(xì)胞中進(jìn)行了測(cè)試，以及小鼠的體內(nèi)臨床前試驗(yàn)。結(jié)果證實(shí)，葉酸偶聯(lián)的完全修改的miRNA-34a強(qiáng)烈抑制了至少三個(gè)已知推動(dòng)癌癥和對(duì)其他癌癥療法產(chǎn)生耐藥性的基因的活性，這些基因是MET、CD44和AXL。“報(bào)告的研究證實(shí)，F(xiàn)M-miR-34a有效抑制了增殖和侵襲，引起了內(nèi)源性靶基因長(zhǎng)達(dá)>120小時(shí)的持續(xù)下調(diào)，”團(tuán)隊(duì)指出。“…在單劑FM-FolamiR-34a系統(tǒng)給藥后的五天內(nèi)，生物學(xué)靶點(diǎn)（MET、CD44和AXL）的沉默水平達(dá)到了常見(jiàn)的單基因siRNA靶向后觀察到的水平。”他們表示，這些結(jié)果表明“化學(xué)修飾不僅不妨礙miR-34a下調(diào)已知/預(yù)測(cè)靶點(diǎn)的能力，而且增強(qiáng)了這種能力”。

評(píng)估多劑量FM-FolamiR-34的實(shí)驗(yàn)證實(shí)，治療可以減緩或逆轉(zhuǎn)腫瘤的生長(zhǎng)。21天的給藥期結(jié)束時(shí)，兩只治療的小鼠的腫瘤體積縮小了約45-75%，其中一只小鼠完全治愈。“重要的是，在整個(gè)研究過(guò)程中，體重沒(méi)有發(fā)生顯著變化，表明FM-FolamiR-34a的安全性，”研究人員指出。額外的測(cè)試表明，該治療沒(méi)有引發(fā)接受者的免疫反應(yīng)。“全修飾還有助于防止免疫反應(yīng)，”卡辛斯基向GEN評(píng)論道。“…身體不會(huì)將這些完全修飾的RNA識(shí)別為外來(lái)物質(zhì)，因此它們能夠進(jìn)入細(xì)胞并‘完成工作’，而不觸發(fā)免疫系統(tǒng)，這是第一代進(jìn)入臨床試驗(yàn)的微RNA療法的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。”

盡管需要進(jìn)一步的研究來(lái)驗(yàn)證早期結(jié)果，但總體發(fā)現(xiàn)表明，該團(tuán)隊(duì)的方法可以在對(duì)抗已經(jīng)對(duì)藥物產(chǎn)生耐藥性的癌癥時(shí)單獨(dú)或與現(xiàn)有藥物結(jié)合使用時(shí)是有效的。卡辛斯基指出：“當(dāng)我們獲得數(shù)據(jù)時(shí)，我感到非常激動(dòng)。我相信這種方法比目前的標(biāo)準(zhǔn)治療更好，有患者會(huì)受益于此。”

研究人員的下一步將是在其他模型系統(tǒng)中測(cè)試治療方法，并進(jìn)行大規(guī)模毒性研究。“一些模型將用于評(píng)估各種其他過(guò)度表達(dá)葉酸受體的腫瘤的療效，如肺癌、結(jié)腸癌和卵巢癌，以補(bǔ)充我們?cè)谌橄侔┓矫娴墓ぷ鳎笨ㄐ了够赋觥?/p>

團(tuán)隊(duì)計(jì)劃將最初的臨床指標(biāo)集中在TNBC和NSCLC上，因?yàn)槠駷橹梗蟛糠謹(jǐn)?shù)據(jù)都是在這兩種腫瘤中獲得的，它們中的80%過(guò)度表達(dá)葉酸受體，她補(bǔ)充道。卵巢癌也是一個(gè)可能的選擇，因?yàn)槎噙_(dá)80%的卵巢癌也過(guò)度表達(dá)葉酸受體，盡管該藥物尚未在該腫瘤類型中進(jìn)行測(cè)試，卡辛斯基承認(rèn)。然而，“因?yàn)槲覀冋谑褂玫男NA已被證明在缺乏p53信號(hào)的腫瘤中非常有效，這種情況發(fā)生在50-90%的NSCLC、TNBC和卵巢癌中，我們預(yù)計(jì)在這些癌癥中將取得出色的結(jié)果。”

她進(jìn)一步表示，其他葉酸共軛物也很可能被證明是特異性和安全的。“…葉酸共軛物比納米粒子小得多。這使得治療RNA能夠滲透腫瘤微環(huán)境的密集結(jié)構(gòu)，將RNA遞送到腫瘤內(nèi)部，比納米粒子可以實(shí)現(xiàn)的更深入。”由于葉酸作為靶向配體的簡(jiǎn)單性，生成葉酸所需的合成化學(xué)比復(fù)雜納米粒子更容易，她指出。使用葉酸作為靶向配體的另一個(gè)主要好處是它與葉酸受體結(jié)合非常緊密，這是最過(guò)度表達(dá)的受體之一，“通常每個(gè)細(xì)胞代表著一百萬(wàn)以上的受體”，卡辛斯基解釋說(shuō)。“因此，在單次給藥后，由于高親和力和拷貝數(shù)，每個(gè)患病細(xì)胞可以獲得超過(guò)一百萬(wàn)份miR-34a的拷貝。”

工作還將繼續(xù)改進(jìn)miRNA構(gòu)建物。卡辛斯基指出：“我們有多個(gè)想法，可以進(jìn)一步改進(jìn)這種藥物。我堅(jiān)信，文中描述的藥物符合獲得批準(zhǔn)所需的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。也就是說(shuō)，在實(shí)驗(yàn)室里，我們正在解決三個(gè)額外的挑戰(zhàn)，如果成功，將進(jìn)一步改進(jìn)這個(gè)藥物。這些包括額外的化學(xué)反應(yīng)，可以幫助促進(jìn)遞送的代理。”

團(tuán)隊(duì)還積極參與開(kāi)發(fā)提高治療的循環(huán)半衰期的方法。“雖然小尺寸對(duì)于穿透腫瘤組織很有好處，但導(dǎo)致從體內(nèi)快速清除。我們已經(jīng)找到了一種方法，可以在保持小尺寸和簡(jiǎn)化化學(xué)的情況下增加循環(huán)半衰期。”在團(tuán)隊(duì)成功穩(wěn)定RNA之前，這并不是一個(gè)考慮因素，否則RNA將被降解，卡辛斯基指出。“我們?cè)诜€(wěn)定RNA方面取得的成功現(xiàn)在讓我們考慮了這個(gè)選項(xiàng)。如果成功，可以進(jìn)一步降低給藥和總成本。”由于葉酸靶向策略只適用于過(guò)度表達(dá)葉酸受體的腫瘤，團(tuán)隊(duì)還正在研究用于遞送到其他腫瘤的其他小型配體。

卡辛斯基表示：“雖然使用小RNA作為治療手段的想法并不新鮮，但上述挑戰(zhàn)一直阻礙了它們的進(jìn)展。”她繼續(xù)說(shuō)，盡管2018年批準(zhǔn)了第一種小RNA，一種用于治療肝臟疾病的短干擾RNA（siRNA），但目前沒(méi)有用于腫瘤學(xué)的RNA治療藥物。“高度預(yù)期我們?cè)谀[瘤學(xué)領(lǐng)域的工作將為更好地理解有效藥物所需的條件開(kāi)辟道路。尤其是對(duì)于癌癥，使用這種方法，可以遞送任何可能靶向任何基因的小RNA。對(duì)于治療癌癥，使用多種小RNA也不在話下，特別是因?yàn)榘┌Y是一種非常異質(zhì)性的疾病。”

編輯：周敏

排版：李麗