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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(yáng)光能量轉(zhuǎn)化為熱能，”北卡羅萊納大學(xué)教堂山分校及北卡州立大學(xué)聯(lián)合生物醫(yī)學(xué)工程系顧臻教授說(shuō)。“我們證明，在黑色素瘤中發(fā)現(xiàn)的黑色素，實(shí)際上可以用來(lái)幫助治療黑色素瘤，我們通過(guò)在治療性皮膚貼片上照射近紅外（IR）光來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，促進(jìn)與癌癥作斗爭(zhēng)的全身性免疫反應(yīng)“。

  “皮膚中有許多免疫細(xì)胞，該實(shí)驗(yàn)基本概念是訓(xùn)練人體的免疫系統(tǒng)，以有效地對(duì)黑色素瘤細(xì)胞的存在做出反應(yīng) - 這既能限制腫瘤發(fā)展的可能性，也能幫助身體抵抗腫瘤”閻焱琪說(shuō)。

  這項(xiàng)新技術(shù)從一種裂解性黑色素瘤細(xì)胞的裂解物開(kāi)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(wú)害的。但是當(dāng)這個(gè)貼片被應(yīng)用到皮膚上，這個(gè)身體最大的免疫器官，免疫系統(tǒng)知道，不管裂解物是什么，它都不應(yīng)該在那里。這引發(fā)了免疫反應(yīng)，這種反應(yīng)讓免疫系統(tǒng)“記住”黑色素瘤的溶解，當(dāng)再次遇到黑素瘤時(shí)提高它的反應(yīng)時(shí)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(dāng)黑暗，他們吸收光線。研究人員利用這一新技術(shù)，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(dǎo)致皮膚發(fā)熱樣環(huán)境，促進(jìn)微針釋放裂解物，有效吸引和激活免疫細(xì)胞。升高的溫度也有助于局部增加的血液和淋巴流動(dòng)，促進(jìn)免疫細(xì)胞的遷移。 這種增加的免疫反應(yīng)放大了身體記住和響應(yīng)裂解物的能力，更好地防止黑素瘤侵入。

  為了測(cè)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(méi)有暴露在紅外光下; 一個(gè)小組得到了一個(gè)空的貼皮。 老鼠施用貼皮10天后，給小鼠注射活性黑素瘤細(xì)胞。

  在一個(gè)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(méi)有暴露于近紅外光的情況下提供了很少的保護(hù)：只有13％的小鼠存活。 同時(shí)，100％獲得裂解物貼劑和IR光的小鼠在兩個(gè)月后存活 - 其中87％沒(méi)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(jìn)一步測(cè)試該貼片的治療特性，研究人員進(jìn)行了類似的實(shí)驗(yàn)。只是這次，所有的老鼠都已經(jīng)發(fā)展出兩個(gè)腫瘤——一個(gè)在身體的每一邊。該貼片被放置在他們身體左側(cè)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(shí)左邊的腫瘤(即斑塊下的腫瘤)收縮得更多。僅僅貼片本身，沒(méi)有紅外線照射，有限的抑制了腫瘤生長(zhǎng)—尤其是在左邊，但沒(méi)有根除它。

  吉安皮特羅·多蒂(Gianpietro Dotti)說(shuō):“這表明，這項(xiàng)技術(shù)可能在靶向癌癥轉(zhuǎn)移和原發(fā)性腫瘤方面發(fā)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(lái)進(jìn)行類似的實(shí)驗(yàn)。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(jié)果與第一種黑色素瘤的結(jié)果相似:與近紅外光譜結(jié)合使用的斑塊得到了最有希望的結(jié)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(jié)果令人鼓舞，但我們處于發(fā)展的早期階段，”顧臻教授說(shuō)。下一步將是一項(xiàng)大型動(dòng)物研究，以進(jìn)一步評(píng)估該技術(shù)的安全性和有效性。雖然現(xiàn)在估計(jì)成本還為時(shí)過(guò)早，但我們認(rèn)為這種治療方法可以擴(kuò)大，而且可以負(fù)擔(dān)得起。

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