一种新型的血小板诱捕治疗方式,来防止血栓形成和癌细胞传播
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就像双重人格的变身怪医(Jekyll and Hyde)一样,人们血液中的血小板,既可以有好的一面,也有坏的一面。这些特殊的血细胞(Platelet),既可以止血和凝血重建受伤的组织;也可以因为凝血导致危险的血栓。医学家在防血栓的同时,出乎意料地想到可以诱捕癌细胞,防止癌细胞在体内随血液流动转移。
根据《自然》上的一篇文章报告,有一个生物工程研究团队,创造了一种可能的新型血小板诱捕治疗方式(platelet decoys),在实验室里模仿研究取得了成功:阻断了血栓形成和癌症的传播。
一些没有参与研究的心血管病专家认为,这是一个令人兴奋的药物治疗发展方向。
血小板对某些人来说是非常有害的。比如那些最近得过心脏病或者肺里有血栓的人,血小板可能导致新的血栓会让他们处于生命的危险情况,所以他们需要经常服用抗血栓药物。(antiplatelet drugs)
如果一个人在经常服用抗血栓药物的同时,在需要做外科手术的情况下,他们会因为出血的高风险而处于紧急情况。对于一些癌症患者,研究团队发现血小板和癌细胞捆在一起,通过围绕血管构成血管墙栓,可以起到防护作用,防止癌细胞通过血液传播,然后防止癌细胞在免疫系统薄弱的病灶地方安营扎寨。
血小板诱捕癌细胞上图为血小板诱捕癌细胞的一幅图,血小板又被胶原纤维给包围着。(collagen fibers)
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血小板和癌细胞这种联系,吸引华盛顿大学的生物工程学家劳瑞.帕帕(Laure Papa, bioengineer)开展研究。
在2014年,她和她的同时报告称在肿瘤化疗之前通过阻断血小板形成,可以减少肿瘤生长。帕帕然后把研究注意力转向血小板如何驱动这种转移(metastasis)。
可不可以设定一种血小板干预方式,通过改变血小板来阻止癌细胞传播?通过这样阻止癌细胞在身体里乱窜,到别的组织里安营扎寨?
基于这种设想,帕帕设计了一种改变血小板的结构,成为捕捉绑定癌细胞的诱饵,然后让癌细胞不能象和正常血小板一样自由在身体里横冲直撞。
与此同时,帕帕与实验室中的生物学家和生物工程学家(biologist and bioengineer)唐纳德.英格贝尔(Donald Ingber),波士顿哈佛大学的一位学者共同工作。英格贝尔建议使用过去的一种方式:把细胞浸泡在化学物质里剥离部分细胞膜(membrane)和其它细胞内容,就相当于只剩下一个个小的塑料空心球(whiffle balls)。
英格贝尔认为,如果把血小板也能剥离内容变成威浮球一样,然后如果继续利用空间把癌细胞吸引捕捉进来,占据那些正常的血小板的空间。但是它们已经不是真的血小板,不会导致血栓了。
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为了检验帕帕和英格贝尔的设想,研究人员把剥离了部分内容象威浮球的血小板,加入到在有盖培养皿中的真正健康血小板中。(petri dish)来观看被刻意损坏了自然血栓机制的血小板,与健康正常血小板会如何反应。
在一个这样的微型实验室里(lab on a chip),模仿血栓导致心脏病的情况,威浮球血小板混合了健康血小板之后产生了阻止凝血的现象。
下一步,研究人员把实验做到了实验兔子身上。(可怜的兔子)实验人员用缝合线把兔子的颈动脉弄伤出血(carotid artery),导致血液在颈动脉伤口处凝结。然后,研究团队分别分组灌输血小板、诱捕血小板、和正常血小板与诱捕血小板的混合物。
实验结果表明,加入威浮球诱捕血小板之后,即使和正常血小板混合,也防止血栓成长和在血液中流通。
在实验鼠身上的研究发现,当给实验鼠同时注射血小板和癌细胞的时候,利用人体细胞制造的威浮球诱捕血小板可以防止乳腺癌细胞的传播。这项研究发表在2019年2月13日的科学转化医疗期刊杂志上。(Science Translational Medicine)
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业内心血管疾病专家人士认为,在进行手术之前,需要病人在手术前的一周或者更多的时间去清除抗血栓药物(5-10天),防止手术出血导致危险。
帕帕和英格贝尔的研究显示,不像抗血栓药物需要手术前5-10天停药(会导致血栓?),他们可以非常容易地通过疏导管理健康的血小板,非常迅速地把威浮球诱捕血小板从身体内清除。
这意味着病人和医生不必担心停止抗血栓药物5到10天,在等待手术期间病人血栓堵塞血管的危险。
一位也在研究血小板副作用的儿童血液学家(pediatric hematologist)持不同意见。如果威浮球剥离血小板在身体里很快消失,会产生什么后果?如果它们的半衰期只有几分钟,它们对病人的用处是非常有限的。
对此,帕帕认为诱捕血小板可以持续多长时间,是不是可以哄骗假装,比那些正常的血小板存活要更长一些时间,是她下一步的研究关注方向。
虽然这个方法离实际应用还有很远的距离,但是医学家也基本同意这是一个值得发展的重大方向。帕帕也认为,生物学家可以用诱捕方式进行实验,去解释血小板是如何同其它不同的细胞绑定的。