只需抽取一管血 紅細胞療法有望治好這些疑難病
2020年06月16日10:25

  來源:科技日報

  紅細胞數量多、無細胞核,沒有遺傳物質,加載藥物後不會出現畸變,在體內“長跑”4個月後還會在肝脾中被清除,從而在罕見病和癌症治療中表現出巨大潛力。

  日前,美國某生物科技公司宣佈,公司將開展紅細胞療法治療癌症和自身免疫性疾病的臨床試驗,並再次吸納近1億美元的融資。該公司曾於2018年憑藉紅細胞治療技術融資數億美元,當時啟動開展的是利用該技術治療罕見病的臨床試驗。

  近兩年,紅細胞治療技術脫穎而出,屢屢成為融資領域的新貴。圍繞紅細胞治療技術的特點優勢、研究現狀以及未來的產業前景等,科技日報記者採訪了相關專家。

  無核不突變,是理想的載藥工具

  兩面凹陷的圓盤,就像一顆顆紅色軟糖——這是人們看到紅細胞顯微圖像後對它的直觀印象。

  紅細胞數量約占人類機體細胞總量的25%,主要功能是運輸氧氣和二氧化碳,人體里每秒會產生200萬—300萬個新的紅細胞。由於紅細胞沒有細胞核,無法進行複製,一旦產生,會在人體內存活120天左右後死亡。

  據瞭解,細胞治療技術是指利用具有特定功能的細胞,採用生物工程方法提取並通過體外擴增、特殊培養等處理後,使這些細胞具有增強免疫、殺死病原體和腫瘤細胞、促進組織器官再生和機體康複等治療功效,從而達到治療疾病的目的,是當前生命科學領域頗具潛力的疾病治療手段之一。

  “作為細胞治療技術的一個分支,嵌合抗原受體T細胞療法(CAR-T療法)近年來在治療血液腫瘤方面發展迅速。”浙江大學醫學院附屬第二醫院風濕免疫科主任吳華香在接受採訪時表示,這一療法是將病人自身免疫系統的T細胞提取出來,經過體外培養和改造,裝備上特殊分子,使它們能識別並攻擊特定的癌細胞。“紅細胞治療也是細胞治療技術的一個分支。”

  “紅細胞數量多、無細胞核,沒有遺傳物質,即不會遺傳突變,加載藥物後不會出現畸變,在體內‘長跑’4個月後就會在肝脾中被清除。”吳華香表示,CAR-T療法治療癌症的方式猶如追蹤導彈,將T細胞集中起來迅猛打擊癌細胞,而紅細胞治療技術卻相對溫和,有著“循序漸進”的特點。

  浙江大學流體工程研究所李學進研究員介紹說,由於紅細胞是機體自身的組成部分,具有其他藥物載體無法比擬的生物相容性,同時,用患者自身紅細胞製備藥物載體能使機體免疫排斥反應降至最低。紅細胞作為藥物載體有獨特的優越性,有望成為多種抗腫瘤藥物、抗病毒藥物、代謝酶及疫苗等的潛在載體。

  已探索多年,臨床研究開始發力

  “早在上世紀70年代,就有學者提出把紅細胞作為一種藥物載體的設想,當時由於技術條件的限製,未能實現最後的臨床應用。”西湖大學生命科學學院高曉飛博士告訴記者,過去40多年來,紅細胞已經被探索用於許多藥物的遞送,從體外模型、小動物模型、靈長類動物模型以及人體臨床等研究中得到了驗證。

  記者查閱資料發現,紅細胞被探索用於藥物遞送的研究,經過數十年發展積澱,已形成了將分離後的紅細胞膜包被在載藥納米顆粒外層、構建仿生納米載藥系統、利用紅細胞製備細胞外囊泡包載藥物、利用完整的紅細胞直接負載藥物等幾類主要方向。然而實際應用情況不甚理想,直至近年來一批國內外生物科技公司憑藉紅細胞技術異軍突起後,才迎來發展的小高峰。

  據瞭解,完整的紅細胞直接負載藥物可分為內部包封和外部連接兩個細分領域,兩者分別有增加紅細胞的脆弱程度、影響紅細胞與巨噬細胞相互作用的副作用,均會導致紅細胞壽命縮短,減少負載藥物的作用時間。

  值得欣喜的是,隨著幹細胞、基因編輯等技術愈發成熟,以幹細胞作為來源的工程化紅細胞技術加快發展。現有的紅細胞治療平台,已實現從人體抽血並提取其中的造血幹細胞予以改造,加載藥物後,再將其培養成紅細胞輸入體內,開展有針對性的治療工作。

  “國內外對紅細胞治療技術的研究分別進入了不同的試驗階段,比如意大利EryDel公司成功將地塞米鬆磷酸鈉裝載到紅細胞內,可治療共濟失調毛細血管擴張症,此產品已進入臨床Ⅲ期試驗。”高曉飛介紹道,不同於“改造成熟的紅細胞”,美國新型生物技術公司魯比烏斯治療公司(Rubius Therapeutics)則開發了一套通過誘導骨髓中造血幹細胞體外分化,得到成熟紅細胞的技術。研發人員可利用該技術平台,輔以基因編輯技術,使這些紅細胞能表達多種關鍵的蛋白質。該公司用紅細胞能替代缺失的酶,最終有望治療癌症和罕見病。在我國,多家生物科技公司也已開展相關臨床研究。

  急患者所需,適合治療罕見病和代謝病

  為什麼治療某些疾病需要紅細胞作為載藥系統?這聽起來非常複雜,其實是需求使然,因為這些疾病的治療藥物既不能口服也不能注射,或是這兩種方式效果不佳,科研人員因此將目光投向紅細胞治療領域,以求有所突破。

  吳華香解釋道,當前,很多罕見病的致病機理已被破解,治療手段上卻有諸多局限。比如用於治療酶缺乏類罕見病的酶類藥物,酶是活細胞產生的一類具有催化作用的有機物,大多數的酶是蛋白質,少數的酶是RNA。蛋白質易被消化,因此口服無效,注射異體蛋白又容易產生排異反應。依託紅細胞量多、具備生物相容性等特性將酶類藥物載入患者體內,很適合代謝類、罕見病等疾病的治療。

  例如,屬於罕見病的苯丙酮尿症,在中國大約有12萬—15萬患者。這種疾病是因為人體肝臟中的苯丙氨酸羥化酶減少或功能缺陷,導致食物含有的苯丙氨酸無法轉化成酪氨酸,食物里的氨基酸、有害的代謝中間產物在血管內積累,就會傷害到神經系統,最終導致智力下降甚至發育停止。這類患者極度依賴食療——從嬰兒時期開始,只能吃低苯丙氨酸或者不含苯丙氨酸的特殊食物。

  再比如,血友病患者因體內凝血因子出了問題,所以關節、肌肉、皮下,甚至內臟經常出血,如果沒有接受足量的藥物治療,會出現肌肉萎縮、運動功能障礙,甚至終生致殘。高曉飛說:“和苯丙酮尿症一樣,理論上講,把凝血因子轉入紅細胞內,對血友病患者的治療可以更加安全、持久、有效。”

  “未來,隨著紅細胞治療技術的成熟完善,它對於某些罕見病和代謝性疾病的治療,將帶來革命性變化。”吳華香表示,紅細胞療法是傳統口服藥與注射藥物的有效替代療法,但就具體病症的治療效果,還需開展更多的科學研究和臨床試驗加以完善。

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