可預測腫瘤對免疫療法的反應!麻省總醫院開發出新數學模型

閱讀量:228 2020-02-22

免疫療法是一種可能挽救生命的療法,可增強患者自身免疫系統攻擊癌細胞的能力。而數學和醫學的融合,可能有助于提高免疫療法的療效。通過創建描述腫瘤微環境(TME)內復雜相互作用的數學模型——惡性腫瘤內的非突變細胞、結締組織和血管,麻省總醫院(MGH)和哈佛醫學院(HMS)的研究人員可以預測腫瘤如何對免疫療法產生反應,以及如何添加其他抗癌藥物能改善治療效果。


此外,這些模型表明,腫瘤血液供給的相對健康程度可以預測該腫瘤對免疫療法的反應。


他們的研究成果在線發表在《美國國家科學院院刊》上。

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免疫檢查點抑制劑,例如Keytruda®(pembrolizumab)和Opdivo®(nivolumab)大大改善了十多種惡性腫瘤的治療,包括非小細胞肺癌、腎癌和黑色素瘤,但即使在這些癌癥中,也只有少數患者從免疫療法中受益。


“據估計,目前有87%的患者無法從免疫檢查點抑制劑單藥治療中長期獲益。因此,需要新的治療策略來提高免疫檢查點抑制劑耐藥患者對藥物的反應率。”研究的共同作者、麻省總醫院以及哈佛醫學院放射腫瘤科Edwin L. Steele實驗室的Rakesh K. Jain博士解釋說。


血流灌注受損(組織血管中血液的流動)是許多腫瘤類型的共同特征,它限制了藥物到達惡性細胞的能力并導致缺氧,不正常的低氧水平會反過來導致免疫反應的抑制。為了解決這個問題,Jain和同事們將計算和系統生物學技術相結合,開發了一個模型來確定腫瘤微環境中血管和基質(結締組織)的“正常化”是否可以提高免疫治療的療效。


盡管其他研究人員已經開發出系統級的數學模型來預測腫瘤對免疫檢查點抑制劑的反應,但他們的模型是頭一個結合關鍵成分和與腫瘤微環境相互作用的細胞以及已知的免疫反應機制,來解釋腫瘤微環境如何對免疫療法的療效產生不利影響,并預測腫瘤對檢查點抑制劑的反應。


重要的是,該研究還指出了使腫瘤微環境正常化,從而改善免疫治療療效的潛在策略。


例如,用常見的治療高血壓的藥物使基質正常化,可以改善結締組織增生性腫瘤的治療。結締組織增生性腫瘤的特征是組織致密,血管豐富但紊亂。相反,目前市場上的低劑量抗血管生成藥物可以改善血管滲漏的腫瘤的灌注,從而更好地向目標組織遞送免疫藥物。


塞浦路斯大學的聯合通訊作者Triantafyllos Stylianopoulos博士補充說:“腫瘤灌注情況的確定是免疫療法有效性的關鍵,這提示灌注可以作為免疫療法有效性的生物標志物。”


原文鏈接:

https://www.massgeneral.org/news/press-release/Math-models-add-up-to-improved-cancer-immunotherapy


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