急性髓細胞性白血病（AML）是一種血液惡性腫瘤，預后不良，5年生存率僅為30％。護理標準的細胞減少化學療法可誘導AML緩解，但疾病經常會復發。化療后達到緩解的患者再進行造血干細胞移植（HSCT）是迄今為止唯一的治療方法。然而，造血干細胞移植與缺乏合適的造血干細胞供體或移植相關死亡率高風險有關。因此，迫切需要尋找更多的AML治療策略。
AML起源于骨髓，骨髓是產生白血病源頭。而這骨髓作為一個生物屏障，就導致了化療藥物和手術手段都很難進入骨髓中，這也是為什么化療藥物很難從源頭上進行徹底治療白血病的原因。
因此，發展靶向藥物向骨髓的遞送不僅可以增強化學療法的治療指數，而且可以降低其對非造血組織的毒性。然而，工程化靶向骨髓的部分并穿過血-骨髓屏障仍然具有挑戰性。
那么，如何更好地靶向骨髓呢？
利用癌細胞的歸巢能力
鑒于此，顧臻教授研究團隊聚焦于AML細胞本身地歸巢能力，開發了一種使用急性髓細胞性白血病細胞作為藥物載體，同時消除其固有致病性的方法。該團隊主要是利用液氮低溫處理而獲得治療性死細胞，這些細胞可以保持完整的結構，從而保持其骨髓歸巢能力，還可以包封藥物，但失去了增殖能力和致病性。這種基于“死細胞”的遞送載體，可實現快速制備，從而有望實現臨床轉化。成果發表在Science Advances期刊上，并被遴選為期刊封面。
液氮低溫獲取完整細胞結構
為了獲得液氮處理（LNT）細胞，研究人員將AML細胞懸浮在細胞冷凍保存培養基中，并浸入液氮中12小時。然后將LNT細胞在37°C解凍，并用PBS洗滌。研究發現，LNT細胞顯示出與未經處理的活細胞相同的細胞結構，還觀察到細胞大小略有減少，并且細胞表面更粗糙。此外，LNT細胞未顯示出增殖活性，并且在6個月內未觀察到白血病的生長。這也證明了所提出策略的安全性。
圖|LNT細胞的表征
作為藥物載體
白血病細胞表現出骨髓歸巢和駐留能力，這至少部分與CXCR4和CD44趨化因子的表達有關，趨化因子是與骨髓相互作用的兩種典型的粘附受體。而LNT細胞也部分保留了這些趨化因子。然后，研究人員利用DNA嵌入以及DOX和細胞質蛋白之間的靜電相互作用與DOX可以一起有效負載，并將DOX傳遞至骨髓。在小鼠白血病模型中，盡管單獨的LNT細胞沒有顯示抗腫瘤作用，但與對照治療相比，LNT細胞/ DOX治療抑制了腫瘤的生長。
圖|LNT細胞為藥物載體
可作為癌癥疫苗
先前的研究也表明，腫瘤細胞裂解物可充當癌癥疫苗并啟動腫瘤特異性免疫反應。同樣，在該研究中，LNT細胞可以增強抗原呈遞細胞（APC）的抗原攝取和成熟。而且LNT細胞還可以具有預防性癌癥疫苗的功效。另外，該技術還可以應用于其他癌細胞上，拓展了臨床的潛在應用。
圖|LNT腫瘤細胞的體內預防效果
小結：
總而言之，顧臻教授課題組對LNT腫瘤細胞進行了改造，使其可以同時用作藥物輸送載體和癌癥疫苗。簡單的液氮處理過程消除了腫瘤細胞的致瘤性，但保留了其細胞結構的完整性。反過來，這使向LNT細胞加載化療藥物成為可能，并保留了這些細胞對腫瘤部位的歸巢能力。LNT細胞與佐劑結合可引起治療性和保護性免疫抗腫瘤反應，并可避免與分離的細胞和基于合成材料的媒介物相關的復雜質量控制，并能夠大規模生產用于臨床。
參考文獻：
Tianyuan Ci, et al., Cryo-shocked cancer cells for targeted drug delivery and vaccination. Science Advances 2020.
DOI: 10.1126/sciadv.abc3013
https://advances.sciencemag.org/content/6/50/eabc3013
