豆科植物的傳染性植物病毒能抗癌症?激活腫瘤內免疫系統抑制癌症轉移!

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近年來癌症療法的研發進展神速,其中又以免疫療法基因編輯技術為主要趨勢,提供讓飽受病情折磨的癌症患者能在有限的時間內得到最新、最優良的治療選擇。近日美國加州大學聖地亞哥分校與達特茅斯醫學院(Geisel School of Medicine at Dartmouth)的研究團隊發現,平常寄生於豆科植物上的豇豆花葉病毒(Cowpea Mosaic Virus)竟有治療癌症的潛力,不但能透過激活腫瘤內免疫系統,還可抑制癌症轉移、預防癌症復發。這項歷經七年的研究成果於日前發表於 Molecular Pharmaceutics 期刊中。 

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在各植物病毒抗癌療法中,豇豆花葉病毒脫穎而出?

豇豆花葉病毒雖在豆科植物間具有傳染性,但不會在哺乳動物間相互感染,可直接將其注射至腫瘤內,形成免疫細胞的誘餌,促進身體免疫細胞會將病毒的奈米分子視為外來物質,以啟動免疫攻擊機制,進而激活免疫系統。

為測試其療效,研究團隊分別將豇豆花葉病毒與其他植物病毒製作為奈米分子的免疫療法,並將其分三劑、間隔七天注射至小鼠腫瘤中。實驗結果發現,接受豇豆花葉病毒奈米分子治療的小鼠存活率最高,最快於第二次給藥後的第四天就可見腫瘤停止生長,顯示其激活抗癌免疫反應的效果在各植物病毒間表現最優良,然而使之療效如此突出的背後機制仍有待更多研究釐清。

目前僅初步發現,植物病毒都具有一蛋白質外殼,可激活免疫細胞上的類鐸受體(toll-like receptors,TLR)。而豇豆花葉病毒獨特之處在於,其可透過自身 RNA 激活額外的類鐸受體,進而觸發細胞因子(cytokines)的分泌,有助於增強免疫系統抗癌的能力。除此之外,豇豆花葉病毒所激發的細胞因子有別於其他植物病毒,可長時間保持在高濃度而不消退,加強發炎反應。

儘管療效表現優秀,但背後機制有待深入探討

研究團隊主持人之一 Nicole Steinmetz 教授特別指出,此療法的優勢在於不僅可以治療腫瘤,還可產生全身性免疫反應,預防任何潛在轉移性癌細胞或復發情形。目前研究團隊已針對黑色素瘤、卵巢癌、乳腺癌、結腸癌和神經膠質瘤等小鼠癌症模型與犬類模型使用植物病毒做治療,並可見良好的治療效果。

不過有優越療效還是不足夠的,Steinmetz 教授表示植物病毒療法機制還需更多深入研究,例如病毒奈米分子在細胞中如何運作?與 RNA 和蛋白質有什麼潛在的交互作用?為何眾植物病毒中僅有豇豆花葉病毒能透過 RNA 激活類鐸受體?在這些問題都獲得解答時,才能確保豇豆花葉病毒在後續臨床治療上有更進一步的安全性。

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參考資料:
1. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.molpharmaceut.2c00058
2. https://www.universityofcalifornia.edu/news/researchers-shed-light-why-certain-plant-virus-so-powerful-fighting-cancer

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