抗体微颗粒技术:癌症治疗迎来注射革命

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在医疗科技领域,一项来自麻省理工学院(MIT)的研究突破正在改变抗体药物的传统给药方式。这项创新技术使原本需要长时间静脉输注的抗体药物能够通过普通注射器快速注射,为患者带来更便捷、更舒适的治疗体验。

传统抗体治疗的局限性

治疗性抗体药物,如用于治疗某些癌症的利妥昔单抗,通常以水基溶液形式存在。这些抗体溶液的浓度较低,每毫升溶液中含有10至30毫克的抗体。因此,患者每次治疗至少需要100毫升的溶液量,这一体积远超普通注射器的容量,只能通过静脉输注方式给药。

"现有的抗体配方无法浓缩到可注射的浓度,"MIT化学工程教授Patrick Doyle解释道,"因为高浓度会使溶液变得非常粘稠,超出可注射的力阈值。"

静脉输注不仅需要患者前往医院,还可能需要数小时完成治疗,这对许多患者,尤其是老年患者和行动不便者来说,是一个不小的负担。随着全球人口老龄化趋势加剧,如何使治疗过程更加便捷和可及,成为医疗领域亟待解决的问题。

创新解决方案:抗体微颗粒技术

Doyle实验室的研究团队开发出一种革命性的方法,将抗体封装成微颗粒,实现了高度浓缩的抗体配方。这种方法的核心是创建一种悬浮在溶液中的固体颗粒,每毫升溶液可含约360毫克抗体,是传统配方的10-12倍。

技术原理

研究人员采用了一种不同于2023年开发的基于水凝胶颗粒的方法。新方法通过创建悬浮在乳液中的液滴,类似于油和醋的混合物。在这种情况下,含有溶解在水溶液中的抗体的液滴悬浮在名为戊醇的有机溶剂中。

这些液滴随后可以脱水,留下高度浓缩的固体抗体颗粒。这些颗粒还包括少量聚乙二醇(PEG),一种有助于稳定颗粒的聚合物。一旦这些固体颗粒形成,周围的有机溶剂被移除并替换为水溶液(含有溶解盐和少量稳定聚合物的水),类似于目前用于输注治疗性抗体的溶液。

制造优势

这种组装过程可以使用微流控装置快速完成,且不需要离心步骤,这使其更容易使用符合GMP(良好生产规范)法规的乳化设备进行规模化生产。

"我们最初的方法有些简单粗暴,"Doyle教授表示,"在开发这种新方法时,我们意识到它必须简单才能更好且可扩展。"

技术优势与临床意义

可控的颗粒大小

研究人员能够通过改变构成液滴的溶液流速来控制颗粒的大小,直径从约60到200微米不等。使用直径100微米的颗粒,他们使用机械力测试仪测试了溶液的可注射性。这些研究表明,推动装有颗粒溶液的注射器活塞所需的力小于20牛顿。

"这通常人们尝试达到的最大可接受力的一半都不到,所以非常容易注射,"研究生Talia Zheng表示。

高剂量注射能力

使用2毫升皮下注射的典型规格注射器,一次可给予超过700毫克的靶点抗体,足以满足大多数治疗应用的需求。研究人员还证明,他们的配方在冷藏条件下至少可保持稳定四个月。

这项技术的临床意义十分重大。首先,它大大简化了治疗流程,患者不再需要长时间停留在医院接受输注。其次,它为行动不便的患者,尤其是老年人,提供了更便捷的治疗选择。此外,由于减少了医疗资源的使用,还有可能降低整体医疗成本。

未来发展方向

研究团队计划在动物模型中测试他们的抗体颗粒用于治疗应用。他们还在努力扩大制造规模,以便进行大规模测试。

这项研究由麻省理工学院本科研究机会计划和美国能源部资助,代表了药物递送系统的重要进步。随着技术的进一步发展和临床验证,我们有理由相信,这种抗体微颗粒技术将为癌症和其他疾病的治疗带来革命性的变化。

行业影响与前景

抗体药物是现代生物制药的重要组成部分,广泛应用于癌症、自身免疫性疾病和感染性疾病的治疗。然而,传统给药方式的限制一直是该领域面临的挑战。MIT的这项突破有望改变这一现状,为抗体药物的开发和应用开辟新的可能性。

从产业角度看,这项技术可能催生新一代的抗体药物产品,使制造商能够开发出更方便患者使用的剂型。同时,简化的给药方式也可能扩大抗体药物的市场覆盖,特别是在医疗资源有限或患者行动不便的地区。

随着技术的成熟和规模化生产的实现,我们有望在未来几年内看到基于这一技术的临床应用,为全球患者带来福音。这不仅是对医疗技术的创新,更是对医疗服务可及性和患者生活质量的实质性提升。