杜克大學：開發抗癌新工具

2022 年 11 月 7 日

杜克大學的研究人員正在創造更精確的方法來阻止腫瘤

幾十年來，醫學癌症治療通常意味著單獨或組合的化療、放療或手術。但事情正在迅速改變。如今，免疫療法和標靶療法等新方法正在出現，還有更多方法正在研究和開發中。在許多情況下，新療法更有效，副作用更少。

「對於癌症研究和癌症發現來說，這是一個激動人心的時刻，」病理學教授、藥理學和癌症生物學系臨時系主任兼基礎科學副院長 Colin Duckett 博士說。

“我們正在進入這個時代，我們擁有一套可以用來治療癌症的新工具。”
-科林·達克特博士

杜剋癌症研究所 (DCI) 和整個醫學院的研究人員正在幫助創建這些新工具，並得到來自各個學科的專家的知識和經驗的推動。

事實上，癌症研究一直是 DCI 的團隊為基礎的努力。

「DCI 是在十年前專門創建的，旨在打破學科之間的障礙，促進合作研究和多學科互動，」DCI 執行董事Michael Kastan 醫學博士、哲學博士、藥理學和癌症生物學傑出教授Michael Kastan說道。

杜克科學與技術 (DST) 計劃更是火上澆油，該計劃旨在促進和支持合作研究，以解決包括癌症在內的一些世界上最緊迫的問題。

新工具雖然多樣，但都代表了個人化癌症醫學的進步。根據患者腫瘤的遺傳特徵選擇標靶治療。一些免疫療法進一步實現個人化，透過操縱患者自身的免疫細胞來單獨針對該個體制定治療方法。

為了使治療與患者相匹配，由杜克大學領導的多學科杜克分子腫瘤委員會 約翰·斯特里克勒，醫學博士，HS'11，和 馬修·麥金尼，MD'06, HS'06-'09, HS'10-'13，幫助提供者根據腫瘤的基因定序確定晚期癌症患者的最佳實踐、新批准的治療方法或臨床試驗。

「在精準癌症醫學中——在正確的時間為正確的患者提供正確的治療——所有這些都結合在一起，靶向治療、免疫治療，甚至標準化療，所有這些都是精準癌症醫學的一部分。」
-麥可‧卡斯坦，醫學博士、哲學博士

免疫療法

免疫療法旨在利用免疫系統的力量來對抗癌症。這可能意味著激活免疫系統，為疲憊的免疫細胞注入能量，或透過引導免疫細胞找到癌細胞或消除癌症的「好人」偽裝來幫助它們找到癌細胞。

杜克大學癌症免疫治療中心透過識別有前景的基礎科學發現並建立團隊將這些想法轉化為治療來支持這些努力。

“有這麼多世界一流的基礎研究科學家在這裡做出發現…”
-史考特安東尼婭，醫學博士、哲學博士

「…這些發現有可能轉化為免疫治療策略，」醫學教授兼該中心創始主任安東尼婭（Scott Antonia）博士說。 “這就是促使我來到杜克大學的原因，因為有很好的機會與基礎科學家互動，開發新的免疫療法並將其投入臨床。”

安東妮亞相信免疫療法有可能徹底改變癌症治療，但要實現其承諾還有更多工作要做。「原理的證明已經存在，」他說，「但仍然只有相對一小部分人能夠長期生存。如果我們能夠磨練免疫治療方法，那就是我們最好的機會。”

該中心推動的最令人興奮的免疫療法工作包括去除患者自身的T 細胞（一種淋巴細胞），在實驗室中對其進行操作，使其更有效地對抗腫瘤，然後將它們注射回患者體內。

T 細胞可以在實驗室中以多種不同的方式進行操作。在一種稱為 CAR T 細胞療法的方法中，T 細胞經過改造，添加了與患者腫瘤結合的合成抗體片段，有效地將 T 細胞直接靶向腫瘤細胞。

在另一種稱為腫瘤浸潤淋巴細胞 (TIL) 過繼性細胞療法的方法中，提取已成功進入腫瘤的患者 T 細胞子集，然後使其大量生長，然後返回患者體內。 Antonia 和他的同事最近發表了一篇論文，展示了 TIL 擴增在肺癌中的有效性。「我們現在正在做準備工作，以開發使用這種方法治療腦腫瘤的臨床試驗，我們的目的是將其擴展到許多其他癌症，」他說。

Antonia 指出，杜克大學在 CAR T 細胞療法和 TIL 療法方面的創新之所以成為可能，是因為與一系列學科的科學家合作，其中包括抗體專家，例如 巴頓·海恩斯，醫學博士，HS'73-'75杜克大學人類疫苗研究所的弗雷德里克·M·哈內斯(Frederic M. Hanes) 醫學教授和醫學與外科副教授威爾頓·威廉姆斯(Wilton Williams) 博士，以及杜克大學人類疫苗研究所(John W. Strohbehn) 生物醫學工程傑出教授查爾斯‧格斯巴赫(Charles Gersbach) 博士等生物醫學工程師普拉特工程學院。

此外，此類細胞療法的臨床試驗需要特殊的設施來設計或擴增細胞，這些設施由杜克大學馬庫斯細胞治療中心提供，該中心由醫學博士、Jerome S. Harris 傑出兒科教授Joanne Kurtzberg 和Beth 領導。Shaz，醫學博士、工商管理碩士、病理學教授。「這是一次非常富有成效的合作，凸顯了杜克大學在開發免疫治療策略方面的獨特地位，」安東尼婭說。

標靶治療

標靶治療利用腫瘤的弱點：例如基因突變。好處是該治療僅殺死癌細胞而不殺死健康細胞。前提是了解特定腫瘤的遺傳學和生物學，這不是一項簡單的任務。

特魯迪奧利弗，博士'05作為杜克大學科學技術學者加入藥理學和癌症生物學系，研究癌症發展和腫瘤亞型的生物學，特別是鱗狀細胞肺癌和小細胞肺癌。

「即使在小細胞肺癌中，也有一些亞型的表現彼此不同，」她說。她發現的一些治療方法正在進行臨床試驗

“我們的工作表明，當你針對這些子集定制治療方法時，你可以改變結果。”
-特魯迪·奧利弗，博士'05

她發現的一些治療方法正在進行臨床試驗。

Sandeep Dave 醫學博士、Wellcome 傑出醫學教授正在領導一個雄心勃勃的項目，分析 100 多種不同類型血癌的基因組學。他的計畫將簡化血癌的診斷並發現潛在的治療目標。

他說：“所有癌症都是由基因改變引起的，這些基因改變使癌症能夠以犧牲宿主為代價生存和發展。” “這些基因改變是一把雙刃劍——它們允許這些癌細胞生長，但另一方面它們確實帶來了我們可以利用的特定弱點。”

戴夫說，他在電腦科學、遺傳學和腫瘤學方面的背景在設計這個使用龐大數據集的計畫時為他提供了幫助。

“我們已經在工具開發和方法方面完成了繁重的工作，這些技術已經成熟，可以應用於所有其他類型的癌症。”
-桑迪普·戴夫，醫學博士

癌症差異

癌症差異是由多種因素複雜的相互作用造成的，包括獲得醫療保健和其他資源、制度障礙、結構性種族主義和生物學（例如與血統相關的遺傳學）。例如，一些遺傳生物因素和社會因素導致許多類型癌症的差異。

“癌症治療正在接近這種個性化空間，患者不再接受一刀切的治療模式。”
-Tammara Watts，醫學博士、哲學博士

DCI 頭頸外科與傳播科學副教授、公平、多樣性和包容性副主任 Tammara Watts 博士表示：“種族和民族之間的結果差異變得越來越明顯。” 。 “一個非常廣泛的假設是，與遺傳血統相關的變化可能在我們每天在癌症患者身上看到的不同臨床結果中發揮關鍵作用。”

例如，即使在控制醫療保健機會、教育和社會經濟地位等因素的情況下，與自我認定的黑人患者相比，自我認定患有與人類乳頭狀瘤病毒（HPV）相關的喉癌的白人患者的預後更好。

Watts 正在與 DCI 的生物資訊專家合作，試圖找出兩組之間基因表現的顯著差異。

「我正在努力找出可能對基於種族和族裔的弱勢患者產生影響的差異，」她說。 “但可能會出現一些差異，這可能有助於為廣大患者設計有針對性的治療方法。”

這是因為針對黑人中可能更常見的特定基因表現的針對性治療將幫助所有具有該表達的患者，無論種族或民族。

Watts 並不是唯一在 DCI 進行癌症差異研究的人。 Tomi Akinyemiju 博士是人口健康科學副教授，他利用流行病學來研究導致多種癌症差異的生物因素和社會因素。

珍妮佛‧弗里德曼博士，醫學副教授， 丹尼爾·喬治，MD'92醫學教授史蒂文·帕蒂爾諾(Steven Patierno) 和DCI 副主任史蒂文·帕蒂爾諾(Steven Patierno) 博士正在研究為什麼自認為是黑人的患者前列腺癌、乳腺癌和肺癌往往更具侵襲性和致命性的分子基礎。 Patierno 20 多年來一直是癌症差異研究領域的全國領導者，領導著由國家癌症研究所資助的杜剋癌症差異 SPORE（卓越研究專業計劃）。 SPORE 撥款支持這些研究人員以及 DCI 的其他研究乳癌、肺癌、胃癌和頭頸癌的團隊。

「令我印象深刻的一件事是，[癌症差異研究] 是DCI 內部的高度優先事項，」2019 年加入該學院的瓦茨說。「這些團體積極參與和合作，並提出將推動變革的問題。與血統相關的預後較差的患者。”

風險、偵測、攔截

比治癒癌症更好的是完全避免癌症。

DCI 人口健康科學副教授 Meira Epplein 博士和 凱瑟琳·加曼，MD'02，MHS'02，HS'02-'06，HS'09醫學副教授正在尋求透過改善幽門螺旋桿菌的檢測和治療來降低胃癌的發生率，幽門螺旋桿菌可能引發一系列導致胃癌的連鎖反應。埃普林和加曼也得到了杜克大學癌症差異孢子補助的資助，他們希望他們的工作能減少差異，因為幽門螺旋桿菌感染和胃癌在非裔美國人中比白人更常見。

當預防癌症不成功時，下一個最好的方法就是及早發現和治療。癌症護理中一個相對較新的概念是“攔截”，這意味著在癌症開始時甚至在癌症開始之前就發現它。

「重點是防止其發展為全面的惡性腫瘤，」帕蒂爾諾說。 “換句話說，阻止癌症越過它自己的目標線。”

帕蒂爾諾設想，未來患有癌前病變或早期癌症的患者可以服用藥物來阻止癌症發展而不殺死細胞，換句話說，這是一種非細胞毒性治療，與標準化療不同。