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在《自然奈米技術》在2024年1 月 11 日發表的一篇論文中，生物醫學工程教授及其研究小組證明，透過吸入治療方法使用稱為外泌體的奈米氣泡可以直接將IL-12 信使RNA (mRNA) 遞送至肺部。 mRNA 是產生參與多種細胞功能的特定蛋白質的藍圖。雖然科學家之前曾使用脂質體（基於脂肪的微小顆粒）或脂質奈米顆粒 (LNP) 來傳遞 mRNA，但這種方法存在一些問題，包括缺乏組織歸巢（顆粒不會到達目標器官）以及擔心長期接觸後的潛在毒性。在過去的 15 年裡，程教授的團隊一直在開發外泌體，作為在特定適應症中優於脂質體和 LNP 的藥物遞送載體。

新方法

到目前為止，臨床醫生只能透過將 IL-12 直接注射到腫瘤或血液中來使用 IL-12 來治療癌症。程教授 的實驗室發現，讓患者（在本例中為小鼠）吸入外泌體中的IL-12 mRNA 不僅可以將局部濃縮的IL-12 輸送到肺部，而且還可以以最小的副作用更好地對抗癌症。與使用脂質體等其他遞送 mRNA 的方法相比，吸入方法可以更有效地在需要的地方產生更高濃度的 IL-12。

「外泌體通常被全身注射到血液中，」程說。 「在這項新研究中，我們證明吸入性外泌體可以有效地到達肺部並遞送抗肺癌物質 IL-12 mRNA。這是推進開發治療肺癌的新型吸入藥物的重要一步。肺癌是世界上五年生存率最低的癌症之一。

將免疫細胞變成強大的防禦者

吸入帶有 IL-12 藍圖的奈米氣泡可以啟動肺部免疫細胞，將它們變成強大的防禦者，釋放出直接靶向並摧毀腫瘤細胞的物質。此外，IL-12有助於訓練這些免疫細胞「記住」腫瘤細胞的獨特特徵。因此，如果腫瘤試圖再次攻擊，這些消息靈通的免疫細胞就準備好迅速識別並消除腫瘤。此外，這些強大的免疫細胞可以將其新發現的知識傳播到全身其他未經訓練的免疫細胞，從而形成一支防禦者軍隊。這意味著，即使腫瘤細胞試圖擴散到其原始位置（例如肺部）之外，這些準備好的免疫細胞也可以發現並消滅它們，從而提供全身性的癌症防禦系統。表現出肺部腫瘤的抑制作用以及對腫瘤再次挑戰的抵抗力增強。

集功效與簡單性於一體

研究人員表示，這種策略作為一種有效的 IL-12 mRNA 遞送系統向肺部微環境脫穎而出，並將簡單性與針對原發性腫瘤和轉移瘤的功效結合起來。與其他奈米顆粒對照組相比，外泌體可增強 IL-12 表現並減輕毒性。患者可能更願意簡單地吸入治療劑而不是接受腫瘤內注射。

後續步驟

程教授的團隊目前正在與哥倫比亞大學歐文醫學中心的腫瘤學家合作，將他們的研究成果轉化為臨床，以造福肺癌患者。

參考文獻:

1. Mengrui Liu, Shiqi Hu, Na Yan, Kristen D. Popowski, Ke Cheng. Inhalable extracellular vesicle delivery of IL-12 mRNA to treat lung cancer and promote systemic immunity. Nature Nanotechnology, 2024; DOI: 10.1038/s41565-023-01580-3