当患者被肿瘤困扰时,最直接的治疗方式便是将之切除;当血液系统里出现了肿瘤,为什么不能以同样的方式进行清除?
2015年,总部位于英国伦敦的生物技术初创公司Medicieve就提出了一种针对血液疾病的无药物疗法,该疗法计划通过磁性血液过滤设备,物理去除患者血液中的特定物质。据悉,在此项创新疗法的加持下,Medicieve已在10轮融资中筹集到1060万美元,并于近日通过严格的申请流程,成功入选为UK Life Sciences Innovator(英国生命科学创新者)的成员。
Life Sciences Innovator是由几个英国公司组成的社区组织,立志与世界各地的合作伙伴建立联系,从而为各种疾病带来创新解决方案。其一定程度上体现了英国在生命科学领域的创新成就。2023年入选的6个公司,分别对应了英国在生物制药和疫苗;应用、产品和服务设计;诊断和精密医学;数字解决方案;医疗技术;药品开发和交付等6个领域的创新成果。
目前,MediSieve共有针对过度炎症、败血症、疟疾、白血病等血液疾病在内的四条管线,最快的一条已进入临床试验阶段。
MediSieve的四条管线 图源:MediSieve官网
借用3D打印机
UCL博士开发出疟疾治疗装置
尽管疟疾在当今的中国已接近灭绝,但其仍是对发展中国家影响最大的流行病之一。
据世界卫生组织统计,在拉丁美洲、亚洲和撒哈拉以南的非洲地区,疟疾每年会导致超过12亿美元的医疗费用和误工损失,至2020年,全球约有2.41亿例疟疾病例,并有62.7万人因此死亡。尽管目前的药物及疫苗能够缓解疟疾症状,降低被感染的可能性,但在多个方面仍存在改进余地。例如,针对疟疾的疫苗对重症预防效果不佳,需要多次接种,且接种数月后效力减退。
对此,从伦敦大学学院(UCL)分拆出来的生物技术初创公司MediSieve发现了一种全新解决方案。
MediSieve创始人George Frodsham博士 图源:MediSieve官网
George Frodsham博士在一次实验中偶然发现,当血红细胞感染了疟疾后,寄生虫会破坏血液里的血红蛋白,从而产生一种名为疟色素的物质。这种物质略有磁性。随着寄生虫的增生和及细胞的损耗,疟色素的含量在在不断增加,因而使感染疟疾的细胞最终呈现出磁性。
Frodsham博士突然灵光一现,“为何不能用带有磁性的血液过滤器将感染的磁性细胞筛选出来,让未感染的血细胞畅通无阻?”这种血液过滤的方式与血液透析的原理相似,当患者的血液经过体外的过滤装置时,受疟疾感染的细胞会被分离出来,健康的细胞则返回体内。自此,Medisieve的磁性血液过滤疗法有了最初雏形。
在UCL攻读生化工程博士学位期间,由于科研经费有限,因此Frodsham博士不得不想方设法地减少成本来进行设计和测试。当下,一台便宜的RepRap式3D打印机便是他唯一可行的选择。无论是昂贵的医疗设备还是实验室工具,Frodsham博士都通过3D打印机制作出来进行实验,以获得最初数据,这也促进了一些磁性血液过滤设备早期原型的形成。
不仅是疟疾磁性过滤装置,3D打印机已经成为Frodsham博士实验室设备中不可或缺的一部分,直至如今,其仍在使用3D打印技术制造临床样品。
尽管MediSieve还处于发展的初期阶段,但其突破传统解决方案的创新想法仍然吸引了相当数量的资金支持。最开始,Frodsham博士从爱丁堡皇家协会获得了一笔创业奖学金,正式这笔奖学金使得公司得以运转;后来,当第一个过滤设备原型被设计出来时,英国皇家工程院的创业中心又提供给了他一笔创业奖学金;在早起原型获得成功后,MediSieve获得了35万英镑的资金支持,因而能够继续进行后续临床样机开发和运行安全性试验。
在后续的10轮融资中,MediSieve又另外筹集到850万英镑(约为1060万美元)。
MediSieve融资一览表 数据来源:Crunchbase
靶向粒子、过滤器和磁铁相配合
最大限度捕获并去除血液中的目标物质
MediSieve旨在与现有的医院血液过滤装置相配合,将血液中的目标物质进行精准定位,从而定向去除。
当血液从入口流入体外过滤装置的管线时,治疗性磁珠将首先被注入回路,由于受感染的细胞、毒素或病原体等与正常细胞的尺寸及重量不尽相同,被设计过后的磁珠便能与这些目标点相结合,需要被去除目标物质便带有了磁性(由于疟疾感染细胞具有磁性,因此不需要此步骤),当血液继续流经MediSieve磁性过滤器时,带磁性的目标物质会被捕获,过滤后的血液则能够畅通无阻地从出口流回体内。
磁性血液过滤工作原理图 图源:MediSieve官网
过滤器和磁铁:磁性血液过滤系统的核心是MediSieve过滤器和磁铁。MediSieve过滤器是带有磁性的一次性过滤器,可用于定位和保留磁性细胞,该种过滤器是通用的,可在MediSieve的所有设备中进行替换。
MediSieve过滤器 图源:MediSieve官网
同时,过滤器和磁铁是结合在一起设计的,这一方面确保了在过滤时,只有小体积的血液在患者体外流动,另一方面也尽可能缩短了治疗时间。在通常的血液流速下,患者的总血量可以在不到一个小时的时间内过滤完成,治疗时间大约为2-3个小时。目前,过滤器中的最大化磁捕获和过滤的关键设计元素正在申请专利。
MediSieve磁铁 图源:MediSieve官网
MediSieve磁铁是一种永久磁铁组件,能够在过滤器插入区域产生强磁场,并置于保护壳内,便于安全插入过滤器。通过磁铁激活过滤器,可重复使用进行多次处理。
MediSieve靶向粒子 图源:MediSieve官网
治疗性磁珠:注入的治疗性磁珠是一种涂有结合剂的生物相容性磁性靶向粒子,这使得使它们能够附着在特定目标上。磁珠的尺寸、磁性和结合剂数量等都经过精心设计,能够在通过过滤器时,最大限度地被识别和捕获。从医学的角度来看,这些磁珠具有高效性和安全性,因为它们不需要注入患者的身体,在外部血循环过程中,磁性过滤器会将其附着,也无需担心流入患者体内。
临床试验结果良好
正积极探索基因治疗及肿瘤学的新机会
2022年7月1日,MediSieve首次在人类身上测试了这项技术。
随着第一位志愿者参加了MediSieve的第一阶段临床研究,该系统在安全性和耐受性方面都有着良好表现。随后的临床研究继续在荷兰Radboud大学医疗中心进行,由重症监护医学教授Peter Pickkers和试验专家Matthijs Kox博士领导。
第一阶段临床研究是一项非比较性研究,用于评估MediSieve系统的安全性和初始性。Matthijs博士表示:“这项试验是评估使用Medissieve磁性血液过滤系统治疗IL-6驱动的高炎症的第一步。在没有系统性药物暴露的情况下,有选择性地去除IL-6和其他靶点的能力为治疗各种适应症打开了大门,为后续治疗ARDS、胰腺炎等提供了思路。”
IL-6水平升高的患者具有高死亡率和发病率,这给世界各地的医疗保健系统带来了相当大的负担。目前,系统性IL-6抑制剂是最普遍的治疗形式。然而,由于长期免疫抑制,患者更容易受到初始感染和后期感染,因此这些药物并不适合治疗急性高炎症。在此方面,MediSieve的磁性血液过滤系统则不会产生上述副作用。
2022年12月7日,MediSieve宣布了第一阶段临床试验的最终结果。该项研究共招收了11名成年人进行试验,其中8人完成了试验。所有结果都表明,在试验中使用的磁性血液过滤系统具有良好的安全性和耐受性,并未产生严重不良效果,也未观察到性别之间的差异。
Pickkers教授说:“这是MediSieve磁性血液过滤平台的第一步,该平台有可能使广泛的患者受益。例如,选择性地从患者身上耗尽IL-6的能力将为许多患有高炎症相关疾病的ICU患者提供一种新的治疗方式。我们很高兴能为MediSieve技术的开发和验证做出贡献。”
MediSieve首席技术官Cristina Blanco-Andujar博士说:“在整个研究过程中,临床化学和血小板计数等并未出现显著变化,因此,这种治疗具有耐受性良好且安全的特点。随着我们引入有针对性的治疗磁珠,这是为打开Medissieve技术可能性的第一步。”
由于治疗磁珠可以与血液中的各种不同制剂相结合,这使得MediSieve磁性血液过滤系统能够适应不同的适应症,从而为MediSieve解锁新的临床和商业机会。MediSieve也正在积极探索急性高炎症、基因治疗、肿瘤学和严重疟疾的机会。目前,MediSieve已覆盖了包括过度炎症、败血症、严重疟疾、白血病等四条管线,每条管线都对应不同的临床问题,且都已通过了临床前验证。
对于血源性疾病而言,或许MediSieve存在的意义并不只局限于疾病的防治。在过去的一个世纪里,医学界普遍倾向于用化学药物来治疗疾病。但药物的广泛使用使得寄生虫和病毒具有了更高耐药性。
在未来医疗技术的发展过程中,MediSieve所基于物理和纳米技术的创新解决方案,提供了一种全新的解题思路,或将对患者减少药物治疗的依赖具有重要意义。