放射治疗，巨噬细胞提高纳米颗粒递送癌症治疗的疗效

马萨诸塞州总医院(MGH)的一个研究小组发现了一种名为巨噬细胞的免疫细胞的惊人新作用——提高纳米颗粒递送癌症治疗的有效性。在他们的科学转化医学在报告中，研究人员描述了如何通过将巨噬细胞吸引到肿瘤血管，从而导致从毛细血管泄漏到肿瘤的短暂“爆发”，从而发现适当时机的放射治疗可以提高癌症纳米药物的递送率高达600%。

“纳米医学领域一直致力于提高选择性药物MGH系统生物学中心的主要作者迈尔斯·米勒博士说:“我们已经在肿瘤中应用了十多年，通常是通过设计更先进的纳米材料，而且临床效果好坏参半。”“我们没有专注于纳米颗粒本身，而是使用体内显微镜来发现如何重新连接肿瘤本身的结构，从而更有效地积累各种已经在临床使用的纳米药物。”

将癌症药物包裹在纳米颗粒中可以通过延长药物在循环中的存在时间和避免输液化疗中使用的有毒溶剂来改善药代动力学-药物的吸收，分布，代谢和排泄。但在临床实践中，将纳米胶囊药物输送到患者的肿瘤中一直具有挑战性，这主要是因为肿瘤微环境中的已知因素。肿瘤内高压，低渗透性肿瘤血管限制任何药物从血液循环进入肿瘤细胞．

Miller和他的同事2015年的一项研究表明，肿瘤相关的巨噬细胞可以改善基于纳米颗粒的治疗对肿瘤细胞的输送辐射治疗是已知的增加渗透性肿瘤血管．但这些效应究竟是如何产生的，以及如何将它们结合起来增强纳米药物的输送，目前尚不清楚。回答这些问题是当前研究的目标。

在小鼠癌症模型上的实验表明，放射治疗对肿瘤微环境产生了重要的变化——包括更大的血管尺寸和渗透性，以及相对于肿瘤细胞的巨噬细胞数量的增加。这些变化直到放射治疗后3 - 4天才出现，并在第11天消失。对乳腺癌或宫颈癌放疗前和放疗后几天采集的患者活检样本进行分析，发现放疗后样本中巨噬细胞明显扩张，在接受最高剂量放疗的患者中增长最大。

另外的小鼠研究表明，在放射治疗三天后，纳米颗粒的摄取大约增加了一倍，而溶剂传递的药物则没有。高分辨率活体显微镜显示，血管渗透性的增加是不规律的，低渗透性的时期被血管内容物(包括纳米颗粒)进入肿瘤的爆发所中断。放射后3天，破裂率增加，在有巨噬细胞相邻的大血管中更高。去除巨噬细胞阻止了辐射诱导的变化和纳米颗粒摄取的增加。将放射治疗与环磷酰胺(一种dna损伤药物，通过类似的肿瘤启动机制增强纳米颗粒向肿瘤细胞的传递)相结合，导致了更大的纳米颗粒摄取。

在小鼠模型中测试结合放射治疗和纳米粒子包裹的化疗药物的治疗效果，证实了该策略的有效性和巨噬细胞的关键作用。虽然将辐射与溶剂型药物相结合与单独的辐射相比没有好处，但在辐射后3天提供相同药物的纳米囊化版本治疗消除了大多数肿瘤，如果巨噬细胞耗尽，这种效果会显著降低。

“发现这种辐射和纳米医学的结合导致协同消除小鼠的肿瘤，为结合使用肿瘤重布线的临床试验提供了动力放射治疗米勒说，他是哈佛医学院的医学讲师。“这项研究中使用的大多数治疗方法和纳米药物都是FDA批准用于癌症治疗的，所以这种联合治疗策略可以相对快速地在临床试验中进行测试。考虑到的作用巨噬细胞在这种方法中，我们对组合特别感兴趣肿瘤辐照和纳米用免疫肿瘤疗法。”