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  “黑色素是一種天然的色素，可以有效地將吸收的陽光能量轉化為熱能，”北卡羅萊納大學教堂山分校及北卡州立大學聯合生物醫學工程系顧臻教授說。“我們證明，在黑色素瘤中發現的黑色素，實際上可以用來幫助治療黑色素瘤，我們通過在治療性皮膚貼片上照射近紅外（IR）光來實現這一點，促進與癌癥作斗爭的全身性免疫反應“。

  “皮膚中有許多免疫細胞，該實驗基本概念是訓練人體的免疫系統，以有效地對黑色素瘤細胞的存在做出反應 - 這既能限制腫瘤發展的可能性，也能幫助身體抵抗腫瘤”閻焱琪說。

  這項新技術從一種裂解性黑色素瘤細胞的裂解物開始。裂解液用于填充一組微針，嵌在聚合物透皮貼片上。裂解物本身是不活躍和無害的。但是當這個貼片被應用到皮膚上，這個身體最大的免疫器官，免疫系統知道，不管裂解物是什么，它都不應該在那里。這引發了免疫反應，這種反應讓免疫系統“記住”黑色素瘤的溶解，當再次遇到黑素瘤時提高它的反應時間和效率。

  由于黑色素瘤含有高水平的色素黑色素，裂解物填充的微針顏色相當黑暗，他們吸收光線。研究人員利用這一新技術，將紅外光照射到透皮貼片上，然后，光線被微針中的黑色素大量吸收，從而迅速提高貼片所在皮膚的溫度。

  局部炎熱導致皮膚發熱樣環境，促進微針釋放裂解物，有效吸引和激活免疫細胞。升高的溫度也有助于局部增加的血液和淋巴流動，促進免疫細胞的遷移。 這種增加的免疫反應放大了身體記住和響應裂解物的能力，更好地防止黑素瘤侵入。

  為了測試貼片作為疫苗的潛力，研究人員使用三組小鼠：一組獲得貼片并暴露于IR光; 一組得到了貼皮，但沒有暴露在紅外光下; 一個小組得到了一個空的貼皮。 老鼠施用貼皮10天后，給小鼠注射活性黑素瘤細胞。

  在一個月所有接受空白貼劑的老鼠都死于黑色素瘤。裂解物貼片本身在沒有暴露于近紅外光的情況下提供了很少的保護：只有13％的小鼠存活。 同時，100％獲得裂解物貼劑和IR光的小鼠在兩個月后存活 - 其中87％沒有腫瘤。

Diagram of the melanoma vaccine patch that targets antigen-presenting cells (APCs) directly via delivery of tumor lysates combined with melanin. Credit: Ye et al., Sci. Immunol. 2, eaan5692 (2017)

  為了進一步測試該貼片的治療特性，研究人員進行了類似的實驗。只是這次，所有的老鼠都已經發展出兩個腫瘤——一個在身體的每一邊。該貼片被放置在他們身體左側的腫瘤上。

  接受裂解劑和IR光的小鼠腫瘤體積明顯下降，同時左邊的腫瘤(即斑塊下的腫瘤)收縮得更多。僅僅貼片本身，沒有紅外線照射，有限的抑制了腫瘤生長—尤其是在左邊，但沒有根除它。

  吉安皮特羅·多蒂(Gianpietro Dotti)說:“這表明，這項技術可能在靶向癌癥轉移和原發性腫瘤方面發揮作用。”

  隨后，研究人員用另外兩種癌癥——乳腺癌和一種黑色素瘤的第二種黑色素瘤——來進行類似的實驗。在這兩種情況下，研究人員將黑色素添加到裂解物中，使其更容易吸收。結果與第一種黑色素瘤的結果相似:與近紅外光譜結合使用的斑塊得到了最有希望的結果。

Combined vaccination (right) caused the expression of immunogenic danger signals in the form of heat shock proteins (HSP 70, in green) near cell nuclei (blue). Credit: Ye et al., Sci. Immunol. 2, eaan5692 (2017)

  “這些結果令人鼓舞，但我們處于發展的早期階段，”顧臻教授說。下一步將是一項大型動物研究，以進一步評估該技術的安全性和有效性。雖然現在估計成本還為時過早，但我們認為這種治療方法可以擴大，而且可以負擔得起。

  論文鏈接：http://immunology.sciencemag.org/content/2/17/eaan5692