已有100多种药物获批用于治疗癌症，但要预测哪些药物对某位特定患者有帮助，充其量仍是一门不精确的科学。
麻省理工学院（MIT）研发的一种新型装置或可改变这一现状。这种可植入装置约有一粒米大小，可携带最多30种不同药物的小剂量。将其植入肿瘤并让药物扩散到组织中后，研究人员便可测量每种药物杀死患者癌细胞的效果。
麻省理工学院科赫综合癌症研究所博士后、介绍该装置的论文第一作者 Oliver Jonas 表示，这种装置或能消除目前选择癌症疗法时很大一部分猜测成分。该论文刊载于4月22日在线版的《Science Translational Medicine》。
Jonas说：“你可以用它对患者测试一系列现有药物，并选出效果最好的那一种。”
论文资深作者包括：麻省理工学院 David H. Koch 教授、科赫研究所、医学工程与科学研究所及化学工程系成员 Robert Langer；以及麻省理工学院工程学 David H. Koch 教授、科赫研究所及材料科学与工程系成员 Michael Cima。
把实验室带进患者体内
大多数常用抗癌药物通过损伤DNA或以其他方式干扰细胞功能发挥作用。近年来，科学家还开发出更具靶向性的药物，旨在杀死携带特定基因突变的肿瘤细胞。然而，通常很难预测某种特定药物对个别患者是否有效。
有时，医生会提取肿瘤细胞，在实验室培养皿中培养，再用不同药物处理，以观察哪些药物效果最好。Jonas说，但这一过程会使细胞脱离其自然环境，而这种环境可能对肿瘤如何响应药物治疗起重要作用。
他说：“我们认为值得尝试的方法，本质上是把实验室放进患者体内。这很安全，而且你可以在原生微环境中进行所有敏感性测试。”
这种由坚硬晶态聚合物制成的装置，可通过活检针植入患者肿瘤。植入后，药物会渗入肿瘤200至300微米，但彼此不会重叠。储药槽中可以装入任何类型的药物；研究人员还能配制药物，使到达癌细胞的剂量与通过静脉注射等常规给药方式所达到的剂量相近。
药物暴露一天后，研究人员会取出植入物及其周围的一小块肿瘤组织样本，再将组织切片，并用可检测细胞死亡或增殖标志物的抗体染色，以分析药物效果。
为抗癌药物排序
为测试这种装置，研究人员将其植入移植了人类前列腺癌、乳腺癌和黑色素瘤的肿瘤的小鼠体内。已知这些肿瘤对不同抗癌药物的敏感性各异，麻省理工学院团队的结果与此前观察到的差异相符。
随后，研究人员用一种称为三阴性乳腺癌的类型测试该装置。这种癌症缺少三种最常见的乳腺癌标志物：雌激素受体、孕激素受体和Her2。这种癌症尤其具有侵袭性，用于治疗它的药物都不是针对某个特定基因标志物的靶向药物。
研究人员借助该装置发现，三阴性肿瘤对五种常用于治疗它们的药物反应各不相同。效果最好的是紫杉醇，其次依次为多柔比星、顺铂、吉西他滨和拉帕替尼。通过静脉注射给药时，他们发现了相同结果，这表明该装置能够准确预测药物敏感性。
Jonas说，在这项研究中，研究人员比较了单一药物之间的效果；但该装置也可用于测试不同药物组合，只需将两种或三种药物放入同一储药槽即可。
纪念斯隆凯特琳癌症中心首席医疗官、论文作者 Jose Baselga 表示：“在开始全身化疗之前，这种装置可以帮助我们为每个肿瘤找出最佳化疗药物及组合，而不是依据基于人群的统计数据作出选择。这一直是肿瘤学界长期追求的目标，也是朝着开发精准癌症疗法迈出的重要一步。”
研究人员目前正致力于让装置在仍留置于患者体内时更容易读取，从而更快获得结果。他们还计划明年在乳腺癌患者中启动临床试验。
约翰斯·霍普金斯大学医学院神经外科与肿瘤学教授、未参与这项研究的 Henry Brem 表示：“这是治疗复杂癌症方法上的惊人进展。这项工作具有变革性，因为它如今为真正的个体化医疗打开了大门，让每个肿瘤都能采用恰当的药物或药物组合。”
这种装置的另一种潜在用途，是指导新型抗癌药物的开发与测试。研究人员可以为一种有前景的化合物制备若干不同变体，并在一项小规模人体试验中同时测试，从而选出最佳变体，进入规模更大的临床试验。
这项研究由 Kibur Medical 和美国国家癌症研究所资助。论文其他作者包括：哈佛大学研究生 Heather Landry；麻省理工学院前研究生 Jason Fuller；ApoGen Biotechnologies 总裁兼首席执行官 John Santini；以及 Third Rock Ventures 合伙人 Robert Tepper。
本文由 麻省理工学院新闻（MIT News） 合作发布。刊发本文并不意味着世界经济论坛认可其中观点。
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作者：Anne Trafton 是麻省理工学院新闻的特约撰稿人。
图片：麻省理工学院化学工程师设计了一种可植入装置，能够一次递送多种药物，使研究人员得以确定哪些药物对患者肿瘤最有效。Eric Smith（由 Jose-Luis Olivares/MIT 编辑）
