癌症放射治療新突破:精準打擊腫瘤,大幅降低副作用
加州大學舊金山分校(UCSF)的科學家們近日開發出一項革命性的癌症治療方法,能夠精準地以放射線鎖定腫瘤,同時保護健康組織。這項技術結合了一種針對KRAS蛋白的藥物來標記癌細胞,並利用放射性抗體將其消滅。在老鼠實驗中,這種方法成功消滅了腫瘤,且未出現傳統放射治療常見的副作用。
放射治療是摧毀腫瘤最有效的手段之一,但傳統療法無法區分癌細胞與健康細胞,往往導致嚴重的副作用。UCSF的研究團隊開發的新方法,結合了專門標記癌細胞的藥物與放射性抗體,直接鎖定並消滅腫瘤。在老鼠實驗中,這種治療成功消除了膀胱癌和肺癌,且未造成如嗜睡或體重減輕等常見副作用。
「這是一記雙重打擊,」UCSF藥物化學教授、該研究的共同資深作者Charly Craik博士表示,「我們有可能在腫瘤發展出抗藥性之前將其消滅。」這項突破的基礎源於十年前UCSF的Kevan Shokat博士發現瞭如何針對KRAS蛋白,這是一種著名的致癌蛋白。當KRAS發生突變時,會驅動細胞不受控制地生長,並導致高達三分之一的癌症。
Shokat的突破促使了能夠鎖定癌變KRAS的藥物開發,但這些藥物只能讓腫瘤縮小幾個月,隨後癌症便會復發。然而,這些藥物仍能與KRAS結合,Craik因此思考是否可以利用它們讓癌細胞更容易被免疫系統識別。「我們早期就懷疑KRAS藥物可能成為癌細胞的永久標記,」Craik說道。
2022年,UCSF團隊(包括Craik和Shokat)證實了這一可能性。他們設計了一種抗體,能夠識別獨特的藥物/KRAS表面片段,並吸引免疫細胞。然而,這種方法需要免疫系統具備足夠的強度來單獨擊敗癌症,效果並不如預期。
與此同時,Craik開始與UCSF放射學教授Mike Evans博士合作,開發另一種消滅癌細胞的方法。他們仍使用KRAS藥物來標記癌細胞,但這次他們為抗體加上了放射性載荷。這種組合在老鼠實驗中取得了成功,以最小的副作用消滅了肺癌。
「放射線在消滅癌細胞方面非常高效,而我們的方法證明瞭可以將其精準地導向癌症,」Evans表示。Craik補充道:「這種方法的美妙之處在於我們可以計算出極為安全的放射劑量。與外部放射線不同,這種方法只使用足以擊敗癌症的放射量。」
為了讓這項療法適用於大多數患者,科學家們需要開發能夠應對不同KRAS表現方式的抗體。UCSF團隊目前正致力於此,並受到他們自身研究成果的激勵。UCSF細胞與分子藥理學助理教授Kliment Verba博士利用冷凍電子顯微鏡,以原子級細節觀察了「放射線三明治」,為開發更好的抗體提供了結構基礎。
「藥物與KRAS肽的結合就像一個醒目的標記,抗體隨後將其抓住,」Verba說道,他與Craik同為UCSF定量生物科學研究所(QBI)的成員。「我們已經朝著患者專屬放射療法邁出了重要一步,這可能為治療帶來新的正規化。」
參考文獻:Apurva Pandey等人於2025年1月15日發表於《癌症研究》的論文《Therapeutic Targeting and Structural Characterization of a Sotorasib-Modified KRAS G12C–MHC I Complex Demonstrate the Antitumor Efficacy of Hapten-Based Strategies》。DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-24-2450
作者:除Craik、Evans和Verba外,其他UCSF作者包括Apurva Pandey博士、Peter J. Rohweder博士、Lieza M. Chan、Chayanid Ongpipattanakul博士、Dong hee Chung博士、Bryce Paolella、Fiona M. Quimby、Ngoc Nguyen碩士。
資金與披露:這項研究獲得了美國國立衛生研究院(NIH)、UCSF創新風險慈善基金、UCSF Marcus精準醫學計畫以及霍華德·休斯醫學研究所的支援。Craik、Evans和Rohweder是UCSF擁有的與此工作相關的專利申請的發明人。Craik、Ongpipattanakul和Rohweder是UCSF擁有的與此技術相關的專利申請的發明人。Craik和Rohweder是Hap10Bio的聯合創始人與股東,Evans和Paolella也是Hap10Bio的股東。