约翰霍普金斯大学的一个研究小组开发了一种“药物传递药物”水凝胶，它将抗癌药物紫杉醇(PTX)和抗CD47抗体(aCD47)结合在一种溶液中，该溶液自组装成一种抗癌凝胶，填充手术切除脑瘤后留下的微小凹槽。对活小鼠的测试表明，化学免疫疗法aCD47/PF水凝胶在肿瘤切除后抑制了肿瘤复发，导致研究人员所说的“惊人的100%存活率”。他们表示，这些结果为被诊断患有胶质母细胞瘤的患者带来了希望，胶质母细胞瘤是人类最致命和最常见的脑肿瘤之一。

由约翰霍普金斯大学化学和生物分子工程师HonggangCui博士领导的科学家们认为，凝胶还可以到达手术过程中可能遗漏的区域，以及目前的药物可能无法到达的区域，以杀死剩余的癌细胞并抑制肿瘤生长.“尽管最近技术取得了进步，但仍迫切需要新的治疗策略，”崔说。“我们认为这种水凝胶将成为未来，并将补充目前的脑癌治疗方法。”

在他们发表在美国国家科学院院刊“自组装紫杉醇介导的肿瘤相关巨噬细胞刺激用于胶质母细胞瘤术后治疗”的论文中，该团队表示，“水凝胶作为药物库用于局部，持续释放PTX和aCD47，引发免疫刺激肿瘤微环境(TME)并诱导癌细胞的巨噬细胞吞噬作用。

作者解释说，多形性胶质母细胞瘤(GBM)极具侵袭性，患者的发病率和死亡率极高。虽然免疫疗法的进步显着改善了某些类型晚期癌症患者的临床结果，但“脑肿瘤仍然是这一趋势的一个明显例外，这主要是由于大脑中独特的免疫抑制肿瘤环境和T细胞对GBM的浸润不足”

该团队指出，结合使用蛋白质药物和小分子疗法可以“协同它们的生物和药物活性以改善治疗结果”。然而，开发能够同时递送抗癌药物和抗体的有效系统可能具有挑战性，因为不同的药物类型可能具有非常不同的分子特征，例如大小和水溶性。

该团队新报告的方法涉及开发一种凝胶溶液，该溶液由用PTX制成的纳米细丝组成。然后，这些细丝提供了将aCD47抗体输送到GBM切除留下的空腔中的载体“原位形成的PTXPFs水凝胶无缝地填充了GBM切除留下的空腔，作为PTX和aCD47长期局部释放的储库到残留的肿瘤组织，”该团队指出。通过均匀地覆盖肿瘤腔，凝胶在数周内稳定释放药物，活性分子保持在注射部位附近。开发人员指出，重要的是。“……原位形成的水凝胶增加了靶点的治疗浓度，同时防止药物渗漏到血流和主要器官中，从而减少脱靶副作用。”

研究人员描述了他们在胶质母细胞瘤小鼠模型中的测试结果，“切除手术加上aCD47/PF治疗消除了肿瘤复发，导致100%存活……总的来说，这些数据表明，位点特异性aCD47/PF水凝胶植入作为一种手术切除的辅助治疗有望成为GBM的有效治疗方法。”

他们进一步指出，手术对于这种方法至关重要，因为在不手术切除肿瘤的情况下直接在大脑中施用凝胶会导致较低的50%存活率。“手术可能会减轻一些压力，并让凝胶有更多时间激活免疫系统来对抗癌细胞，”崔说。

“这种水凝胶结合了颅内化疗和免疫疗法，”共同作者、约翰霍普金斯医学院神经外科副教授贝蒂泰勒说。“凝胶是在肿瘤切除时植入的，这使得它非常有效……我们通常不会在这种疾病的小鼠模型中看到100%的存活率。认为这种新的水凝胶组合有可能改变胶质母细胞瘤患者的生存曲线是非常令人兴奋的。”

该团队专注于抗CD47抗体与紫杉醇的结合，作为克服胶质母细胞瘤研究中最艰难障碍之一的潜在方法，通过靶向巨噬细胞，一种有时支持免疫但有时保护癌细胞的细胞，允许侵袭性肿瘤生长。“巨噬细胞是先天免疫反应的主要效应物，”研究人员解释道。“最近的研究表明，包括脑肿瘤在内的癌细胞可以通过过度表达免疫检查点CD47来逃避先天免疫监视。”

这种凝胶似乎还会触发一种免疫反应，否则小鼠在对抗胶质母细胞瘤时很难自行激活这种反应。当在初始治疗后存活下来的小鼠接受随后的胶质母细胞瘤攻击时，动物的免疫系统可以在没有任何额外药物的情况下战胜癌症。这一发现表明，凝胶不仅可以抵御癌症，还可以帮助重新连接免疫系统，以阻止免疫记忆的复发。科学家们指出：“这些结果有力地证实了通过单一局部aCD47/PF水凝胶治疗建立了强大而持久的抗肿瘤记忆免疫反应。”“我们表明，这种“药物输送”策略不仅结合了两种治疗剂的独特材料特性，可以实现长效局部释放，

胶质母细胞瘤的首选疗法之一是由约翰霍普金斯大学和麻省理工学院的一组研究人员在1990年代共同开发的晶片，商业名称为Gliadel。经FDA批准的可生物降解聚合物还可在手术切除肿瘤后将药物输送到大脑中。

Gliadel在实验室实验中显示出显着的存活率，但新凝胶取得的结果是约翰霍普金斯大学团队所见过的最令人印象深刻的结果之一，泰勒说，他在Gliadel的开发中发挥了关键作用。

共同作者、约翰霍普金斯医院神经外科主任、医学博士HenryBrem共同开发了Gliadel以及目前正在进行临床试验的其他脑肿瘤疗法。Brem强调了将实验室凝胶的结果转化为具有重大临床影响的疗法的挑战。“我们现在面临的挑战是将令人兴奋的实验室现象转移到临床试验中。”