近日，普渡大學的研究人員已經開發(fā)出一種新型的癌癥治療方法，利用修改過的微RNA（miR-34a）來阻止癌細胞的分裂。在小鼠的臨床前測試中，使用完全修改的、針對腫瘤的miR-34a治療在21天的評估期內停止了腫瘤的生長，并在某些動物中完全治愈。相比之下，未經治療的腫瘤在同一時間內增長了三倍。這種miRNA構建物對免疫系統(tǒng)也是不可見的，通常情況下，免疫系統(tǒng)會攻擊體內引入的雙鏈RNA。

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

卡辛斯基和她的同事在《Oncogene》雜志上發(fā)表了他們在小鼠研究中的發(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”，他們在其中總結道：“這些結果有望重新激發(fā)miR-34a作為抗癌藥物的活力，為臨床測試提供了有力的理由?！笨ㄐ了够M一步表示：“毫無疑問，RNA治療領域正在迅速擴展。我們發(fā)表的工作有望徹底改變這個領域?！?/p>

微RNA是一種短小的非編碼RNA，具有同時下調多個基因的獨特能力，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，它調控著多條癌癥途徑，控制細胞增殖、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，停止了細胞分裂，卡辛斯基說。但是，雖然健康細胞中富含miRNA-34a，但在許多癌細胞中，其存在量大大減少。研究人員進一步指出：“毫無疑問，大量的癌癥患者將受益于miR-34a的替代。”然而，要實現(xiàn)這一點，必須克服miR-34a穩(wěn)定性差、非特異性遞送和遞送相關毒性等挑戰(zhàn)。

遞送的特異性和無毒性的挑戰(zhàn)，以及RNAs的穩(wěn)定性差，導致需要高劑量和頻繁的給藥，這一直是開發(fā)治療性miRNA-34a候選藥物的主要障礙，卡辛斯基進一步指出：“2013年啟動的第一項使用微RNA的臨床試驗導致了與遞送載體相關的嚴重免疫相關毒性事件，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?！?/p>

研究團隊花費了十年的時間來克服這些關鍵挑戰(zhàn)，卡辛斯基補充說。為了確保修改過的miRNA-34a被傳送到癌細胞，團隊將雙鏈RNA附著到維生素葉酸的分子上。我們體內所有細胞的表面都有葉酸受體，它們會結合葉酸并將其吸引到細胞內，但許多癌癥細胞（如乳腺癌、肺癌、卵巢癌和宮頸癌）的細胞表面上的葉酸受體遠遠多于健康細胞?？茖W家在論文中解釋說：“我們使用了葉酸-miRNA遞送策略，允許miRNA特異性地遞送到過度表達葉酸受體（FR）的腫瘤，而無需將miRNA包裝在載體內?！边@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進一步解釋說：“我們是第一組使用配體介導的遞送方法來遞送微RNA的團隊。”

為了提高治療的持久性，團隊通過在RNA鏈的長度上添加幾個小的原子團簇來穩(wěn)定了miRNA-34a。團隊的修改是基于FDA批準的用于類似的短干擾RNA的化學結構進行的。小鼠模型中的實驗顯示，完全修改的miRNA-34a在引入后至少可以持續(xù)120小時。

“第二個障礙，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，提高生活質量，并減少或消除免疫原性，”卡辛斯基進一步解釋道：“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)時間，減少了給藥的頻率。較少的劑量將對患者有重大好處，使他們可以更多時間與家人在一起。這也將轉化為成本節(jié)省，因為需要的治療更少。”

在他們的研究報告中，團隊展示了葉酸偶聯(lián)的FM-miR-34a（FM-FolamiR-34a）可以穿透腫瘤的密集組織并結合到細胞表面的葉酸受體上，然后被內化到囊泡中。一旦進入細胞內，miRNA-34a會逃脫囊泡，并起到減緩細胞分裂的作用?？ㄐ了够a充說：“使用這種方法可以以比用于失敗的臨床試驗的載體低10-100倍的劑量特異性遞送到預期的細胞?！边@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），隨著療法的進展，這也將降低成本，因為需要的治療更少。”

使用葉酸靶向而不是封裝有多重組分的復雜納米粒子有多重好處，她進一步告訴GEN。葉酸是人類體內的天然物質，這有助于避免使用復雜的納米粒子可能會導致的潛在毒性?！啊罱麱DA批準了由共同作者菲利普·洛（Philip Low）博士開發(fā)的葉酸偶聯(lián)成像試劑，用于幫助外科醫(yī)生更好地識別腫瘤邊界，這是一個出色的工作，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?！?/p>

團隊在培養(yǎng)細胞中進行了測試，以及小鼠的體內臨床前試驗。結果證實，葉酸偶聯(lián)的完全修改的miRNA-34a強烈抑制了至少三個已知推動癌癥和對其他癌癥療法產生耐藥性的基因的活性，這些基因是MET、CD44和AXL。“報告的研究證實，F(xiàn)M-miR-34a有效抑制了增殖和侵襲，引起了內源性靶基因長達>120小時的持續(xù)下調，”團隊指出?！啊趩蝿〧M-FolamiR-34a系統(tǒng)給藥后的五天內，生物學靶點（MET、CD44和AXL）的沉默水平達到了常見的單基因siRNA靶向后觀察到的水平。”他們表示，這些結果表明“化學修飾不僅不妨礙miR-34a下調已知/預測靶點的能力，而且增強了這種能力”。

評估多劑量FM-FolamiR-34的實驗證實，治療可以減緩或逆轉腫瘤的生長。21天的給藥期結束時，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?！爸匾氖牵谡麄€研究過程中，體重沒有發(fā)生顯著變化，表明FM-FolamiR-34a的安全性，”研究人員指出。額外的測試表明，該治療沒有引發(fā)接受者的免疫反應。“全修飾還有助于防止免疫反應，”卡辛斯基向GEN評論道?！啊眢w不會將這些完全修飾的RNA識別為外來物質，因此它們能夠進入細胞并‘完成工作’，而不觸發(fā)免疫系統(tǒng)，這是第一代進入臨床試驗的微RNA療法的一個關鍵問題。”

盡管需要進一步的研究來驗證早期結果，但總體發(fā)現(xiàn)表明，該團隊的方法可以在對抗已經對藥物產生耐藥性的癌癥時單獨或與現(xiàn)有藥物結合使用時是有效的?？ㄐ了够赋觯骸爱斘覀儷@得數(shù)據(jù)時，我感到非常激動。我相信這種方法比目前的標準治療更好，有患者會受益于此。”

研究人員的下一步將是在其他模型系統(tǒng)中測試治療方法，并進行大規(guī)模毒性研究?！耙恍┠Ｐ蛯⒂糜谠u估各種其他過度表達葉酸受體的腫瘤的療效，如肺癌、結腸癌和卵巢癌，以補充我們在乳腺癌方面的工作，”卡辛斯基指出。

團隊計劃將最初的臨床指標集中在TNBC和NSCLC上，因為迄今為止，大部分數(shù)據(jù)都是在這兩種腫瘤中獲得的，它們中的80%過度表達葉酸受體，她補充道。卵巢癌也是一個可能的選擇，因為多達80%的卵巢癌也過度表達葉酸受體，盡管該藥物尚未在該腫瘤類型中進行測試，卡辛斯基承認。然而，“因為我們正在使用的小RNA已被證明在缺乏p53信號的腫瘤中非常有效，這種情況發(fā)生在50-90%的NSCLC、TNBC和卵巢癌中，我們預計在這些癌癥中將取得出色的結果?！?/p>

她進一步表示，其他葉酸共軛物也很可能被證明是特異性和安全的?！啊~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)境的密集結構，將RNA遞送到腫瘤內部，比納米粒子可以實現(xiàn)的更深入?！庇捎谌~酸作為靶向配體的簡單性，生成葉酸所需的合成化學比復雜納米粒子更容易，她指出。使用葉酸作為靶向配體的另一個主要好處是它與葉酸受體結合非常緊密，這是最過度表達的受體之一，“通常每個細胞代表著一百萬以上的受體”，卡辛斯基解釋說?！耙虼?，在單次給藥后，由于高親和力和拷貝數(shù)，每個患病細胞可以獲得超過一百萬份miR-34a的拷貝?！?/p>

工作還將繼續(xù)改進miRNA構建物?？ㄐ了够赋觯骸拔覀冇卸鄠€想法，可以進一步改進這種藥物。我堅信，文中描述的藥物符合獲得批準所需的嚴格標準。也就是說，在實驗室里，我們正在解決三個額外的挑戰(zhàn)，如果成功，將進一步改進這個藥物。這些包括額外的化學反應，可以幫助促進遞送的代理?！?/p>

團隊還積極參與開發(fā)提高治療的循環(huán)半衰期的方法?！半m然小尺寸對于穿透腫瘤組織很有好處，但導致從體內快速清除。我們已經找到了一種方法，可以在保持小尺寸和簡化化學的情況下增加循環(huán)半衰期?！痹趫F隊成功穩(wěn)定RNA之前，這并不是一個考慮因素，否則RNA將被降解，卡辛斯基指出?！拔覀冊诜€(wěn)定RNA方面取得的成功現(xiàn)在讓我們考慮了這個選項。如果成功，可以進一步降低給藥和總成本?！庇捎谌~酸靶向策略只適用于過度表達葉酸受體的腫瘤，團隊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展。”她繼續(xù)說，盡管2018年批準了第一種小RNA，一種用于治療肝臟疾病的短干擾RNA（siRNA），但目前沒有用于腫瘤學的RNA治療藥物?！案叨阮A期我們在腫瘤學領域的工作將為更好地理解有效藥物所需的條件開辟道路。尤其是對于癌癥，使用這種方法，可以遞送任何可能靶向任何基因的小RNA。對于治療癌癥，使用多種小RNA也不在話下，特別是因為癌癥是一種非常異質性的疾病?！?/p>

編輯：周敏

排版：李麗