CN105209074A

CN105209074A - 癌细胞陷阱

Info

Publication number: CN105209074A
Application number: CN201380067121.1A
Authority: CN
Inventors: 唐力平
Original assignee: University of Texas System
Current assignee: University of Texas System
Priority date: 2012-10-20
Filing date: 2013-10-19
Publication date: 2015-12-30
Also published as: WO2014063128A1; US11413329B2; JP6387009B2; CA2888472A1; US20150283073A1; EP2908862A1; JP2015534847A; EP2908862B1; EP2908862A4; CA2888472C

Abstract

本发明涉及癌细胞陷阱，以及使用癌细胞陷阱来治疗和检测对象中转移性癌的方法。将癌细胞陷阱给药至对象并引起癌细胞陷阱中转移性癌细胞的迁移和积累。

Description

癌细胞陷阱

相关申请的交叉引用

此申请要求2012年10月20日提交的美国临时申请61/716,526的优先权，该临时申请的内容通过引用以其整体结合到本文中。

联邦政府资助研究和开发的声明

此发明得到政府支持，在美国国立卫生研究院给予的拨款No.ROl,EB007271-01下作出的。政府拥有本发明的某些权利。

技术领域

本发明的领域大体来说涉及癌症领域。本发明的领域还涉及癌细胞陷阱以及其用于治疗和/或防止癌症转移以及用于诊断和检测癌症转移的用途。

背景技术

转移或转移性疾病是指疾病从一个器官或部分扩散到另一非邻近器官或部分。转移性疾病主要与恶性肿瘤细胞和感染相关，但不是唯一相关(Klein,2008,Science321(5897):1785-88；Chiang&Massague,2008,NewEngl.J.Med.359(26):2814-23)。转移性肿瘤在癌症的后期非常常见。例如，黑素瘤的高致死率是由于黑素瘤细胞能够转移到身体的几乎任何部分的能力引起的。应当指出的是，癌症转移到不同的器官是许多癌症的常见并发症，并造成90％的人癌症死亡。目前，第III和IV期转移性黑素瘤的患者通常通过手术切除、放疗、化疗、生物化疗或者它们的组合来治疗。可惜的是，这些治疗通常具有长远的全身性副作用，且不会大幅改善预后。

最常见的发生转移的地方是肺、肝、脑和骨。某些肿瘤还有种植于特定器官的倾向。例如，前列腺癌通常转移到骨。类似地，结肠癌具有转移到肝的倾向。胃癌通常转移至女性的卵巢。乳腺肿瘤细胞往往却会转移到骨组织。研究表明，这些组织选择性转移过程是由特定解剖和机械途径造成的。

癌症转移可以分为一系列的步骤和路径，包括通过细胞外基质侵入、侵入到淋巴或血管、在循环中存活、渗出到远端部位，以及在该部位逐渐增长。参见例如，Chambers,A.F.,A.C.Groom,andLC.MacDonald,NatRevCancer,2002.2(8):p.563-72；Fidler,I.J.,NatRevCancer,2003.3(6):p.453-8；andFolkman,J.,SeminCancerBiol,1992.3(2):p.65-71。

尽管进行了大量的研究工作，但是还未完全了解癌症转移的详细机制。造成这种不足至少部分是因为缺乏可用来以可控的方式定量癌症转移的程度的动物模型。数种体外和体内模型在过去已经用以评估癌症转移。转移的大多数研究已在具有异种移植瘤的啮齿动物上进行。参见例如WelchDR.ClinExpMetastasis1997；15:272-306；GuptaGP,PerkJ,AcharyyaS,deCandiaP,MittalV,Todorova-ManovaK,etal,ProcNatlAcadSciUSA2007；104:19506-19511；以及YamamotoM,KikuchiH,OhtaM,KawabataT,HiramatsuY,KondoK,etal.CancerRes2008；68:9754-9762。

在自发转移的试验中，将肿瘤细胞注射到部位中，优选原位位置。原发肿瘤形成，并且发生转移，接着随时间进行监控该转移。尽管此试验测量了完整的转移过程，但这种方法通常是定性的并且耗时的。参见例如CespedesMV,CasanovaI,ParrenoM,ManguesR.ClinTranslOncol2006；8:318-329；和TalmadgeJE,SinghRK,FidlerIJ,RazA.AmJPathol2007；170:793-804。

转移评估还这样进行：将肿瘤细胞注射到血流中，然后对重要器官中的肿瘤生长进行定量测量。这种方法仅可提供关于转移的血管内渗后期(post-intravasation)阶段的信息。还应注意到，几种转基因小鼠品种已被用于研究原发性肿瘤形成和自发转移。参见例如TalmadgeJE,SinghRK,FidlerIJ,RazA.AmJPathol2007；170:793-804；KhannaC,HunterK.Carcinogenesis2005；26:513-523；SchwertfegerKL,XianW,KaplanAM,BurnettSH,CohenDA,RosenJM.CancerRes2006；66:5676-5685；以及TaketoMM,EdelmannW.Gastroenterology2009；136:780-798。然而，这些系统的显著缺点是昂贵、不可预测性以及缺乏通用性。

许多报告涉及炎症信号辅助转移性细胞从原肿瘤逃逸并扩散到新的部位。参见例如Lorusso,G.andC.Ruegg,HistochemCellBiol,2008.130(6):p.1091-103；Lu,H.,W.Ouyang，andC.Huang,MolCancerRes,2006.4(4):p.221-33；Marx,J.,Science,2004.306(5698):p.966-8；以及Pollard,J.W.,NatRevCancer,2004.4(1):p.71-8。

此外，越来越多的证据表明，炎症反应在肿瘤发生和发展中发挥重要作用。参见例如Lorusso,G.andC.Ruegg,HistochemCellBiol,2008.130(6):p.1091-103；Lu,H.,W.Ouyang，andC.Huang,MolCancerRes,2006.4(4):p.221-33；Aggarwal,B.B.,etal,BiochemPharmacol,2006.72(11):p.1605-21；Arias,J.I.,M.A.Aller,andJ.Arias,MolCancer,2007.6:p.29；以及Melnikova,V.O.andM.Bar-Eli,PigmentCellMelanomaRes,2009.22(3):p.257-67。

例如，炎症趋化因子如CXCL12(SDF-1)/CXCR4、CCR7/CCL21、MIP-1a/CCL3、IL-8/CXCL8和RANTES/CCL5，与乳腺癌、黑色素瘤、骨髓瘤、结直肠癌、卵巢癌和肺癌相关。Ben-Baruch,A.,CancerMetastasisRev,2006.25(3):p.357-71；Gomperts,B.N.andR.M.Strieter,ContribMicrobiol,2006.13:170-90；Kakinuma,T.andS.T.Hwang,JLeukocBiol,2006.79(4):639-51；Opdenakker,G.andJ.VanDamme,.IntJDevBiol,2004.48(5-6):p.519-27；Shields,J.D.,etal.Oncogene,2007.26(21):p.2997-3005；以及Soria,G.andA.Ben-Baruch,CancerLett,2008.267(2):p.271-85。

还发现人和鼠科动物肿瘤分泌各种炎症细胞因子、CXC趋化因子和它们的受体。Ben-Baruch,A.,CancerMetastasisRev,2006.25(3):p.357-71；Germano,G.,P.Allavena,andA.Mantovani,Cytokine,2008.43(3):p.374-9；Luboshits,G.,etal,CancerRes,1999.59(18):p.4681-7；Mantovani,A.,etal,ImmunolToday,1992.13(7):p.265-70；和Negus,R.P.,etal,JClinInvest,1995.95(5):p.2391-6。

炎症趋化因子受体例如CXCR4和CCR7常见表达于人乳腺癌中。Muller,A.,etal,Nature,2001.410(6824):p.50-6。已经证明，阻断CCL21可以减少转移性黑色素瘤细胞的迁移。Lanati,S.,etal,CancerRes,2010。

这些结果支持这样一种观点，即炎症趋化因子在触发癌症细胞体内迁移中发挥重要作用。最近的研究揭示，B16F10黑色素瘤细胞包含的组胺含量比非癌症黑色素细胞高280倍，而组胺释放在黑色素瘤细胞迁移和生长中是重要的。参见例如，Davis,S.C.,etal,InflammRes,2010；Medina,V.A.andE.S.Rivera,BrJPharmacol,2010.161(4):p.755-67；以及Medina,V.A.,etal,FreeRadieBiolMed,2009.46(11):p.1510-5。

此外，许多生长因子，例如促红细胞生成素(EPO)，已被证明能促进黑色素瘤和其它癌症细胞的迁移和扩散。参见例如，Mirmohammadsadegh,A.,etal,JInvestDermatol,2010.130(1):p.201-10；以及Shi,Z.,etal,MolCancerRes,2010.8(4):p.615-26。

一些最近的出版物声称，可以制作纳米球来定位，接着通过局部药物递送或诱导的免疫反应消灭肿瘤细胞。参见Hara,K.,etal,OncolRep,2006.16(6):p.1215-20；Ruoslahti,E.,S.N.Bhatia,andM.J.Sailor,JCellBiol,2010.188(6):p.759-68；Torchilin,V.P.,HandbExpPharmacol,2010(197):p.3-53。

早期检测出转移性癌可以显著影响患癌症个体的预后并确定合适的治疗过程。一般来说，当检测到原发性肿瘤时，可移除一个或多个附近的(区域性的)淋巴结，并对癌症扩散到淋巴结进行检测。淋巴结中癌细胞的检测(淋巴结转移的诊断)为确定手术范围或确定术后化疗提供了有用的信息。但是，即使有癌症细胞存在于淋巴结，如果切片是由无癌细胞的切割表面制备，并对该切片进行组织诊断，癌细胞仍可被忽略。另外，诊断结果可能会根据实施诊断的医学病理学者的技术水平不同而不同。此外，癌细胞可能不会出现在附近的淋巴结，即使癌细胞已转移到远端位置或具有转移的潜力。

尽管对癌细胞转移的机制进行了广泛的研究，但是还没有有效的办法来抑制或防止转移的发展。本领域迫切地需要有效抑制、最小化或防止患者中转移性肿瘤的发展。本领域还需要检测转移性癌细胞的灵敏且稳健的方法。本发明满足了这些及其他的需要。

前面的描述包括了在理解本发明时有用的信息。并不认可此处提供的任何信息是现有技术或与现在要求保护的发明相关，或具体或间接引用的任何公布是现有技术。

发明内容

在一个方面，本发明提供了一种癌细胞陷阱(trap)，其中转移性癌细胞迁移并积聚在癌细胞陷阱中。在一些实施方式中，癌细胞陷阱可选地包含一种或多种生物活性剂。在一些实施方式中，癌细胞陷阱包含一种或多种化疗剂。在一些实施方式中，化疗剂和/或生物活性剂从癌细胞陷阱释放。

在一些实施方式中，癌细胞陷阱配制成药物组合物，其包含一种或多种药学上可接受的赋形剂。

在一些实施方式中，癌细胞陷阱能够释放一种或多种生物活性剂例如蛋白质、趋化因子和生长因子。在一些实施方式中，所述释放是在一段时间内受控释放或延长释放，使癌细胞陷阱中的癌细胞随时间募集和积累。

在一些实施方式中，癌细胞陷阱选自由支架结构、水凝胶、微米颗粒和纳米颗粒组成的组。在一些实施方式中，癌细胞陷阱包含微泡支架。在一些实施方式中，癌细胞陷阱是组织支架。在一些实施方式中，支架包含可降解聚合物和多肽。在一些实施方式中，支架是高孔隙度的，能够允许其中的生物活化剂释放和细胞的积聚。

在一些实施方式中，癌细胞陷阱包含原位固化的水凝胶。在一些实施方式中，癌细胞陷阱是由聚乙二醇基于原位胶凝水凝胶制造的。

在一些实施方式中，水凝胶包含选自以下物质组成的组的材料：一种或多种聚合物材料、多糖、聚乙二醇-聚丙烯酸互穿网络(PEG-PAA-IPN)水凝胶、聚乙二醇、细胞外基质蛋白、纤维蛋白原、水凝胶微米颗粒以及它们的组合。

在一些实施方式中，支架包括聚(丙交酯-共-乙交酯)(PLGA)共聚物、白蛋白、胶原蛋白、明胶、免疫球蛋白、细胞外基质蛋白、纤连蛋白和它们的组合。

在一些实施方式中，癌细胞陷阱包含一种或多种生物活性蛋白或分子。在一些实施方式中，生物活性蛋白或分子选自由以下物质组成的组：IL-1、IL-4、IL-8、IL-10、IL-13、IL-17、CCL2、CCL5、CCL9、CCL18、CCL19、CCL20、CCL21、CCL25、CCL27、CCR4、CCR5、CCR7/CCL21、CCR9、CCR10、CCL18、CCL2/MCP-1、MIP-la/CCL3、CXCL1、CXCL2、CXCL3、CXCL4、CXCL5、CXCL8、CXCL12/SDF-la、CXCR2、CXCR3、CXCR4、CXCR7、促红细胞生成素(EPO)、CCL5/RANTES、肝细胞生长因子激活剂(HGFA)、胰岛素样生长因子-1(IGF-1)、环氧合酶-2(COX-2)、CXCL14、前列腺素E2、血小板源生长因子、血管内皮生长因子(VEGF)和它们的组合。

在另一方面，本发明提供了一种治疗或防止癌症转移的方法，包括给予需要的对象有效量的本发明癌细胞陷阱，其中转移性癌细胞迁移并积聚在癌细胞陷阱内，从而治疗或防止对象中的肿瘤转移。

在一些实施方案中，癌症干细胞迁移到癌细胞陷阱中。

在一些实施方案中，所述癌症选自以下组成的组：黑色素瘤、前列腺癌、白血病、鳞状细胞癌、星形细胞瘤、卡波济氏肉瘤、成胶质细胞瘤、肺癌、膀胱癌、头颈部癌、卵巢癌、子宫癌、乳腺癌、肺癌、神经胶质瘤、大肠癌、泌尿生殖系统癌、胃肠癌、甲状腺癌和皮肤癌。

癌细胞陷阱可使用医药领域已知的方法给予对象或患者。在一些实施方式中，癌细胞陷阱植入对象中。在一些实施方式中，癌细胞陷阱注射入对象中。在一些实施方式中，所述对象是哺乳类动物，如人。

在一些实施方式中，本发明方法可以与任何癌症治疗方法结合。在一些实施方式中，所述治疗方法选自由手术、化疗和辐照组成的组。

在一些实施方式中，本发明的方法进一步包括使植入或注射的癌细胞陷阱接受辐照处理，从而杀死已迁移到癌细胞陷阱的转移性癌细胞。在一些实施方式中，在一段时间之后从患者身上移除癌细胞陷阱。

在另一方面，本发明提供了一种检测癌症转移的方法，包括：给予需要的对象一癌细胞陷阱，其中转移性癌细胞迁移并积聚在癌细胞陷阱中；以及测试癌细胞陷阱中转移性癌细胞的存在，从而检测对象中的癌症转移。在一些实施方式中，从癌细胞陷阱移除癌细胞并对其进行评估。在一些实施方式中，从所述陷阱移除细胞，同时该陷阱仍然存在于对象中。在一些实施方式中，从对象移除癌细胞陷阱，并可选地在评估前移除细胞。

应理解的是，前面本发明的大体描述和下面详细的描述都是示例性的，并因此不限制本发明的范围。

附图说明

本领域技术人员会理解，下面描述的附图仅用于说明的目的。附图不意图以任何方式限制本教导的范围。

图1.异物反应触发肿瘤细胞迁移。发现预先存在1天的皮下植入物吸引CDllb.炎症细胞(A，左)以及腹腔内移植的B16F10黑色素瘤细胞(A，右)的迁移。为确定炎症信号在癌细胞迁移中的影响，根据实验时间表(B)从6h至2周刺激不同程度的炎症刺激强度。结果发现，大量CDllb.炎症细胞在12h内募集到植入部位，此后，炎症细胞的汇集减慢。这些结果描绘了生物材料介导的炎症反应的不同阶段(C)。炎症反应的阶段还影响黑色素瘤细胞募集的程度(D)。在微球植入后24h左右，植入区域中的黑色素瘤细胞积聚达到高峰(E)。炎症诱导的癌症转移还用光学成像方法通过用KodakX-Sight761近红外纳米球标记黑色素瘤细胞检测(F)。

图2.PLA微球周围的皮下组织的免疫组化染色，其中，该PLA微球采用或不采用地塞米松(Dex)处理。可观察到(200X)植入PLA微球(A，上左)或用地塞米松浸泡过的PLA微球(A，上右)的组织中炎症细胞(CDllb.)的积聚。还在植入了PLA微球(A，下左)或用地塞米松包埋的PLA微球(A，下右)的组织中观察到(400X)黑色素瘤细胞(HMB45.)的募集。用作图和统计分析了两种处理的皮下组织中的炎症细胞和黑色素瘤细胞数目的定量(B)。数据是平均值±SD(n.6每组)。*P<0.05，t-检验。

图3.异物反应和黑色素瘤细胞募集到不同的生物材料植入物的程度。对组织进行免疫组化染色以评估异物反应的程度，并量化植入物包括PLA、氢氧化铝和Glasperlen周围的CDllb.炎症细胞和HMB45.黑色素瘤细胞的积聚(A)。将细胞募集的定量分析作图(B)，并对植入微球的周围组织中黑色素瘤细胞数目和炎症细胞数目之间的关系进行统计学分析(C)。数据是平均值±SD(n.5每组)。*P<0.05，ANOVA。

图4.基于免疫组化分析的募集到微球植入区域的B16F10细胞生物分布评价。为观察生物分布，在PLA微球植入后24h，腹腔内给予表达GFP的B16F10细胞。在淋巴结、脾和植入区域找到高密度的癌细胞。然而，在皮肤、肺、肝和肾找到相对低密度的癌细胞。

图5.响应炎症刺激的癌细胞募集在不同癌细胞类型中是普遍存在的，包括Lewis肺癌(LLC)、人MDA-MB-231乳腺癌、人PC-3前列腺癌、JHU-31大鼠JHU-31。包含用无标记癌细胞移植的PLA植入物的动物用作对照。

图6.AMD3100处理抑制了B16F10黑色素瘤细胞募集到植入部位(A)。但是，AMD3100阻断对淋巴结中的黑色素瘤细胞的积聚没有影响(B)。另一方面，炎症部位积聚的B16F10黑色素瘤细胞中，CCR7/CCL21途径还通过CCL21中和抗体处理进行检验。相反，肿瘤细胞迁移到微球植入部位的数目不受影响(C)。但是，淋巴结中B16F10黑色素瘤细胞的存在大幅减少(D)。*P<0.05，t-检验。

图7.(A).使用鼠类黑色素瘤转移模型测试EPO和SDF-lα装载的组织支架和对照支架的黑色素瘤募集能力。实时体内成像显示了组织骨架周围标记的B16F10黑色素瘤细胞积聚。(B).使用鼠类黑色素瘤转移模型测试EPO和SDF-lα装载的组织支架和对照支架的黑色素瘤募集能力。使用Kodak成像系统检测，EPO释放的组织支架显示增强的>1倍的黑色素瘤细胞积聚。(C)EPO释放的支架大大增强了具有癌症的动物的寿命。*P<0.05，t-检验。

图8.使用释放趋化因子的水凝胶的转移性癌细胞陷阱。

图9.癌症转移动物模型示意图。

图10.(A).BSA微泡(MB)用作致孔剂以制造PLGA支架。光学显微镜下的微泡图像。(B)BSAMB支架的SEM图像显示了大孔以及蜂巢状的孔壁结构。(C)在BSAMB支架的几乎所有大孔的壁中都找到显著的蓝色蛋白染色。(D)在不同时间点从MB-IGF-1支架和IGF-1浸泡过的支架释放的IGF-1的生物活性。

图11.(A).基于PEG的水凝胶，用于受控的蛋白释放。室温下流体相的水凝胶在37℃变成固体。(B)基于PEG的水凝胶，用于受控蛋白释放。不同浓度的水凝胶(0,3,vs.5％)随时间体内释放NIR标记的BSA的图像。(C)基于PEG的水凝胶，用于受控的蛋白释放。定量结果显示了PEG化的水凝胶的受控缓慢释放性质。

图12.(A-H)明胶MB支架的鉴定。(A)对照(低mag)和(B)明胶MB支架(低mag)的扫描电子显微镜图像。比例尺：100μm。(C)对照(高mag)和(D)明胶MB(高mag)的扫描电子显微镜图像。比例尺：50μm。进行内部横截面的考马斯亮蓝染色以确定(E)对照和(F)明胶MB支架的内部架构和蛋白位置。(G)图表显示了对照和明胶MB支架的孔隙率和机械强度。(H)图表显示，利用荧光酶标仪确定，结合NIR染料的EPO的释放。

图13.装载蛋白的PEG颗粒的示意图。

图14.癌细胞陷阱对白血病癌细胞的影响。(A)用EPO释放支架或对照支架(无EPO)植入白血病癌细胞感染的小鼠。植入癌细胞陷阱后，监控两组动物血液中白血病细胞的数目。发现当白血病细胞数目随时间增加时，白血病细胞数目增加将大幅下降。这些结果显示在图(A)中。在释放EPO的情况下，我们发现白血病移植的小鼠存活率为大约～90天。但是，如下图(B)所示，癌细胞陷阱(释放EPO)具有增加～20％的生存期。

图15.癌细胞陷阱对黑色素瘤癌细胞的影响。监测募集至水凝胶癌细胞陷阱植入部位的黑色素瘤癌细胞的数目，所述水凝胶癌细胞陷阱释放RANTES、IL-8或盐水(作为对照)。这些实验的结果都显示在图(A)中。还监测了经处理动物的生存期。这些实验的结果都总结在图(B)中。

图16.癌细胞陷阱对PC3前列腺癌细胞的影响。监测能够释放VEGF(50ng/植入物)或EPO(1,000ID/植入物)的植入组织支架部位处的前列腺癌细胞的数目。这些实验的结果都显示在图(A)中。还监测了经处理动物的生存期。这些实验的结果都总结在图(B)中。

图17.VEGF、EPO或SDF-1α的局部释放(localizedrelease)对PC3前列腺癌细胞募集的影响。移植后24小时，接着使用全身成像系统监测近红外染料标记的细胞的分布。PC3细胞募集至释放各种趋化因子(VEGF、EPO和SDF-1α)的水凝胶癌细胞陷阱的植入位点。然后通过使用ImageJ软件量化植入物相关的荧光强度。(n＝3)。

图18.(A)在不同时间HA颗粒注射位点处的BSA-NIR荧光强度代表图像。(B)从HA颗粒(标记为“C”)或盐水(NIR染料+盐水)释放NIR染料标记的BSA的释放动力学。

图19.癌细胞陷阱用作诊断剂以检测转移性癌细胞的实施方式。

图20.描绘转移性癌症诊断和治疗的流程图模型。

图21.对Lewis肺癌细胞移植动物的肺的癌灶数目进行量化，所述动物不用(对照)或用水凝胶癌细胞陷阱植入皮下或腹膜内空间。

图22.在外周血中找到的循环的黑色素瘤细胞的百分比，所述外周血来自植入癌细胞陷阱的动物，其释放不同的癌细胞趋化因子/生长因子。

图23.在外周血中找到的循环的Lewis肺癌细胞的百分比，所述外周血来自植入癌细胞陷阱的动物，其释放不同的癌细胞趋化因子/生长因子。

图24.LLC细胞在各种器官中的生物分布对比，所述器官分离自具有水凝胶癌细胞陷阱、支架癌细胞陷阱或都不具有(作为对照)的动物。

图25.在植入后不同时间段，募集至EPO装载的颗粒或EPO+多柔比星(300μg/lml/植入物)装载的颗粒的FITC标记的PC3前列腺癌细胞的量化。

图26.在植入后不同时间段，募集至EPO装载的颗粒或EPO+紫杉醇(30mg/lml/植入物)装载的颗粒的FITC标记的B16F10黑色素瘤癌细胞的量化。

图27.癌细胞陷阱植入后循环的AML细胞的量化。癌细胞陷阱使用装载EPO的聚乙醇酸支架制造。使用空白的PLGA支架作为对照。测试三对动物(显示了面板A-C中每一板的单对动物)。所有三组数据显示，EPO装载的癌细胞陷阱不仅降低了循环的癌细胞的百分比，而且延长了具有癌症的动物的寿命。

图28.装载EPO的癌细胞陷阱对延长AML模型的生存期的有效性。具有或不具有癌细胞陷阱的动物的寿命是基于“陷阱移植后的天数”(A)或“癌细胞移植后的天数”(B)确定的。两组数据显示了癌细胞陷阱植入后动物寿命的大幅改进。癌细胞陷阱移植还改善具有癌症的小鼠的整体存活率(C)。

图29.支架植入物周围的癌症干细胞的组织学。

具体实施方式

本发明基于此惊人的发现：当放入对象中时，转移性癌细胞迁移并积聚在“癌细胞陷阱”中。可由此检测具有癌症的对象中癌症的转移。在一些实施方案中，癌细胞陷阱也可以抑制或防止对象中的转移性肿瘤形成，从而延长对象的存活。对于本发明如何运作，不受理论的限制，我们相信，癌细胞陷阱可诱导血液中的趋化因子浓度梯度，其结果是，循环的转移性癌细胞优先迁移并积聚在癌细胞陷阱而非重要器官中。

现在详细参考本发明目前优选的实施方案，其与附图和以下实施例一起，用来解释本发明的原理。这些实施方案描述得充分详细，以使本领域技术人员能够实施本发明，并且应理解，在不违背本发明精神和范围的情况下，可采用其它实施方案，以及作出结构、生物和化学改变。除非另有说明，否则本文使用的所有技术术语和科学术语具有本领域技术人员通常所理解的一般含义。

对于本文讨论的已知技术或等同技术的详细描述，本领域技术人员可参考通用的参考文本。这些文本包括，例如CurrentProtocolsinMolecularBiology(Ausubelet.al,eds.JohnWiley&Sons,N.Y.andsupplementsthereto),CurrentProtocolsinImmunology(Coliganetal,eds.,JohnWileyStSons,N.Y.andsupplementsthereto),CurrentProtocolsinPharmacology(Ennaetal,eds.JohnWiley&Sons,N.Y.andsupplementsthereto)以及Remington:TheScienceandPracticeofPharmacy(LippincottWilliams&Wilicins,2Vtedition(2005))。

分子生物学中常用术语的定义可在，例如BenjaminLewin,GenesVII,publishedbyOxfordUniversityPress,2000(ISBN0I9879276X)；Kendrewetal.(eds.)；TheEncyclopediaofMolecularBiology,publishedbyBlackwellPublishers,1994(ISBN0632021829)；以及RobertA.Meyers(ed.),MolecularBiologyandBiotechnology:aComprehensiveDeskReference,publishedbyWiley,John&Sons,Inc.,1995(ISBN0471186341)中找到。

为了理解此说明书，以下定义在任何合适的时候适用，单数形式使用的术语还包括复数意思，反之亦然。在下面给出的任何定义与该词在任何其它文件(包括本文通过引用包含的任何文件)中的使用相矛盾的情况下，下面给出的定义总是控制用于解释此说明书及其相关权利要求的目的，除非明确指出相反的意思(例如在该术语最初使用的文件中)。“或”的使用是指“和/或”，除非另有指出。本文使用的“一”是指“一个或多个”，除非另有指出，或“一个或多个”的使用明显不合适。“包括(comprise)”、“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包含(include)”、“包含(includes)”、“包含(including)”的使用是可以互换的，并不意图限制。此外，在一个或多个实施方案使用术语“包括”的描述的地方，本领域技术人员会理解，在一些特定的情况下，该实施方案或多个实施方案可使用“基本由...组成”和/或“由...组成”的语言来替代描述。

本发明所包含的“癌细胞陷阱”是指一材料，其能够在一段时间内使转移性癌细胞迁移并积聚在该材料中。在一些实施方式中，癌细胞陷阱能够释放一种或多种分子，所述分子选自：蛋白质、趋化因子、生长因子、治疗剂、化疗剂、抗癌剂和它们的组合。

如本文所使用，术语“大约”是指其伴随使用的数字的数值的正负10％。

本文所使用的“治疗有效量”或“有效量”是足以减少、抑制、防止或改善癌症相关症状的量，包括抑制或减少转移性肿瘤的形成。

此处所使用的“治疗”及其所有形式和时态(包括，例如，正在治疗(treating)、经治疗(treated)和治疗(treatment))可以指治疗性或预防性治疗。在本发明的某些方面，需要这种治疗的那些包括已有本发明的病理状态(包括，例如，癌症)的那些，其中，治疗是指给予对象(包括，例如，需要治疗的人或其它哺乳动物)治疗有效量的组合物，使对象在本发明病理状态的迹象或症状方面得到改善。所述改善可以是任何可观察到或可测量的改善。因此，本领域技术人员意识到，治疗可改善患者的状况，但是不能完全治愈病理状态。在本发明的其它一些方面，需要治疗的那些包括已患有癌症的那些，以及易于患癌症的那些或待防止癌症转移的那些。

此处所使用的“癌症”是指一病理状态，经由该病理状态，一细胞或多细胞的特征是，失调的和/或增殖性的细胞生长和引起所述生长的能力，可通过侵袭直接生长到邻近组织中或通过转移在远端部位生长而引起，其包括但不限于：癌和肉瘤，例如，急性淋巴细胞性白血病、急性骨髓性白血病、肾上腺皮质癌、艾滋病相关的癌症、艾滋病相关淋巴瘤、肛门癌、星形细胞瘤(包括，例如，小脑和大脑)、基底细胞癌、胆管癌、膀胱癌、骨癌、脑干胶质瘤、脑肿瘤(包括，例如，室管膜瘤、成神经管细胞瘤、幕上原始神经外胚层肿瘤、视觉通路肿瘤和下丘脑胶质瘤)、脑星形细胞瘤/恶性神经胶质瘤、乳腺癌、支气管腺瘤/良性肿瘤、伯基特淋巴瘤、类癌肿瘤(包括，例如，胃肠道的)、原发部位不明的癌、中枢神经系统淋巴瘤、子宫颈癌、慢性淋巴细胞性白血病、慢性骨髓性白血病、慢性骨髓增生性疾病、大肠癌、结直肠癌、皮肤T-细胞淋巴瘤、子宫内膜癌、室管膜瘤、食道癌、尤文氏家族肿瘤、肝外胆管癌、眼癌(包括，例如，眼内黑素瘤、视网膜母细胞瘤、胆囊癌、胃癌、胃肠道类癌肿瘤、胃肠道间质瘤(GIST)、生殖细胞瘤(包括，例如，颅外的、性腺外的、卵巢的)、妊娠滋养细胞肿瘤、神经胶质瘤、毛细胞白血病、头颈部癌、鳞状细胞头颈部癌、肝细胞癌、霍奇金淋巴瘤、下咽癌、胰岛细胞癌(包括，例如，内分泌胰腺)、卡波济氏肉瘤、喉癌、白血病、唇和口腔癌、肝癌、肺癌(包括，例如，非小细胞癌)、淋巴瘤、巨球蛋白血症、骨的恶性纤维组织细胞瘤/骨肉瘤、髓母细胞瘤、黑色素瘤、Merkel细胞癌、间皮瘤、转移性鳞状颈部癌症伴随隐匿性原发、口腔癌、多发性内分泌腺瘤综合征、多发性骨髓瘤/浆细胞瘤、蕈样真菌病、骨髓增生异常综合征、骨髓增生异常/骨髓增生性疾病、骨髓瘤、鼻腔和鼻窦癌、鼻咽癌、神经母细胞瘤、非霍奇金氏淋巴瘤、口腔癌、口腔癌、骨肉瘤、口咽癌、卵巢癌症(包括，例如，卵巢上皮癌、生殖细胞肿瘤)、卵巢低潜在恶性肿瘤、胰腺癌、鼻窦和鼻腔癌、甲状旁腺癌、阴茎癌、咽癌、嗜铬细胞瘤、成松果体细胞瘤和幕上原始神经外胚层肿瘤、垂体瘤、浆细胞肿瘤/多发性骨髓瘤、胸膜肺母细胞瘤、妊娠和乳腺癌、原发性中枢神经系统淋巴瘤、前列腺癌、直肠癌、视网膜母细胞瘤、横纹肌肉瘤、唾液腺癌、软组织肉瘤、子宫肉瘤、塞扎里综合征、皮肤癌(包括，例如，非黑色素瘤或黑色素瘤)、小肠癌、幕上原始神经外胚层肿瘤、T细胞淋巴瘤、睾丸癌、咽喉癌、胸腺瘤、胸腺瘤和胸腺癌、甲状腺癌、肾盂和输尿管移行细胞癌、滋养细胞肿瘤(包括，例如，妊娠)、儿童期和成年期不寻常癌症、尿道癌症、子宫内膜子宫癌、子宫肉瘤、阴道癌、病毒诱发的癌症(包括，例如，HPV诱发的癌症)、外阴癌、华氏巨球蛋白血症(Waldenstrom'smacroglobulinemia)、Wilms瘤以及妇女的癌症。

术语“凝胶”按常规意义使用，是指，水可溶胀的聚合物或基于多糖的基质，其可吸收大量的水以形成弹性凝胶，其中“基质”是通过共价或非共价交联聚在一起的大分子三维网络。这些水凝胶中的某些可在温度或pH改变时固化。置于体内时，水凝胶可用作载体以释放多种生物分子。

此处所使用的术语，如“药物”、“试剂”、“药品”可以互换使用。一般来说，这些术语指治疗、治愈、防止或诊断一疾病或状况或改变人或其它动物的身体或精神状态时使用的任何化学物质，而不管分子量是多少。还可使用一药物与本发明药物递送媒介组合来制备药物组合物。该药物组合物可包含合适聚合物形式的药物以及生物上可接受的载体。合适的聚合物形式包括微胶囊、微粒、薄膜、聚合物涂层和纳米颗粒。

癌细胞陷阱

在一种实施方式中，本发明提供一癌细胞陷阱用于治疗、防止和/或诊断癌症转移，其中，当将癌细胞陷阱置于对象内时，转移性癌细胞能够在一段时间内迁移并积聚于癌细胞陷阱中。

按照本发明的一些实施方案，癌细胞陷阱可制造成能够释放一种或多种生物活性分子和/或药物，例如蛋白质、趋化因子、生长因子和化学治疗剂或抗癌剂。

癌细胞陷阱可由一种或更多种的材料制成，并且可用于制造癌细胞陷阱的材料不受限制。优选地，该材料是生物相容的，并且对对象的健康通常无毒，是非癌细胞。

在一些实施方式中，癌细胞陷阱包括一种或多种材料，所述材料选自：水溶性聚合物，包括但不限于，葡聚糖、聚甲基丙烯酰胺的衍生物、PEG、马来酸、苹果酸和马来酸酐，并可包括这些聚合物和合适的偶联剂，包括1-乙基-3(3-二甲氨基丙基)-碳二亚胺，也称为碳二亚胺。在一些实施方式中，聚合物可以是可降解的或不可降解的，或者是聚电解质材料。在一些实施方式中，可降解聚合物材料的例子包括聚-L-乙醇酸(PLGA)、聚DL-乙醇酸、聚L-乳酸(PLLA)、PLLA-PLGA共聚物、聚(DL-丙交酯)-嵌段-甲氧基聚乙二醇、聚己内酯、聚(己内酯)-嵌段-甲氧基聚乙二醇(PCL-MePEG)、聚(DL-丙交酯-共-己内酯)-嵌段-甲氧基聚乙二醇(PDLLACL-MePEG)、一些多糖(例如，透明质酸、聚多糖、壳聚糖)、蛋白质(例如，纤维蛋白原、白蛋白、胶原蛋白、细胞外基质)、多肽(例如，RGD、多组氨酸)、核酸(例如，RNA、DNA，单链或双链)、病毒、细菌、细胞和细胞碎片、有机或含碳材料。不可降解材料包括天然或合成聚合物材料(例如，聚苯乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚醚氨酯、聚氯乙烯、二氧化硅、聚二甲基硅氧烷、丙烯酸酯、丙烯酰胺、聚(乙烯基吡啶)、聚丙烯醛、聚戊二醛)、某些多糖(例如，羟丙基纤维素、纤维素衍生物、葡萄糖、蔗糖、阿拉伯半乳聚糖、淀粉)以及水凝胶(例如，聚乙二醇、乙烯醋酸乙烯酯、N-异丙基丙烯酰胺、聚胺、聚乙烯亚胺、聚合氯化铝)。

在一些实施方式中，癌细胞陷阱包括选自由支架结构、水凝胶、纳米颗粒和/或微米颗粒组成的组的材料。在一些实施方式中，癌细胞陷阱包括一种或多种具有受控释放性质、能够释放生物活性分子和/或化疗剂的材料。在一些实施方式中，水凝胶癌细胞陷阱是液体组合物并注射或植入对象内。在一些实施方式中，纳米颗粒和/或微米颗粒癌细胞陷阱是颗粒的液体组合物并注射或植入对象内。在一些实施方式中，支架结构是固体组合物，并植入对象中或通过手术过程注入。在一些实施方式中，支架结构、水凝胶、微米颗粒和/或纳米颗粒通过19-21号针头注入。

在一些实施方式中，癌细胞陷阱植入或注入皮下空间和/或腹膜腔中。

在一些实施方式中，癌细胞陷阱包含有效量的一种或多种生物活性分子。在一些实施方式中，生物活性分子通过物理吸附加到癌细胞陷阱。在一些实施方式中，生物活性分子促进转移性癌细胞募集并迁移到癌细胞陷阱中。在一些实施方式中，生物活性分子选自：IL-1、IL-4、IL-8、IL-10、IL-13、IL-17、CCL2、CCL5、CCL9、CCL18、CCL19、CCL20、CCL21、CCL25、CCL27、CCR4、CCR5、CCR7/CCL21、CCR9、CCR10、CCL18、CCL2/MCP-1、MIP-lα/CCL3、CXCL1、CXCL2、CXCL3、CXCL4、CXCL5、CXCL8、CXCL12/SDF-lα、CXCR2、CXCR3、CXCR4、CXCR7、促红细胞生成素(EPO)、CCL5/RANTES、肝细胞生长因子激活剂(HGFA)、胰岛素样生长因子-1(IGF-1)、环氧合酶-2(COX-2)、CXCL14、前列腺素E2、血小板衍生的生长因子、血管内皮生长因子(VEGF)以及它们的组合。也可以用生物活性片段和变体。

在一些实施方式中，在注入和植入对象中之后，癌细胞陷阱释放有效量的生物活性分子。在一些实施方式中，释放一段延长的时间段。在一些实施方式中，释放生物活性分子1-6个月的时间。在一些实施方式中，释放生物活性分子大约1周、2周、3周或4周的时间。在一些实施方式中，释放生物活性分子约14天的时间。在一些实施方式中，释放生物活性分子大约7-10天的时间。在一些实施方式中，释放生物活性分子大约2-7天的时间。

与生物活性分子相关的术语“有效量”是指给予生物活性分子后，产生所需效果的量，即，引起转移性癌细胞募集并迁移到癌细胞陷阱。确切的量将取决于特定的试剂、待治疗的对象，并可由本领域技术人员使用确定有效剂量的已知方法和技术来确定。在一些实施方式中，给予生物活性分子的量包括大约0.05ng/kg/天至大约1mg/kg/天。在一些实施方式中，给予生物活性分子的量可以大约0.1ng/kg/天至大约1μg/kg/天的量。

在一些实施方式中，生物活性分子释放的浓度可在以下范围内：IL-8(0.01-250ng/天/1ml或1cm³的植入物)，CCLI9(10μg-1000ng/天/1ml或1cm³的植入物)，CCL20(0.1-4000纳摩尔/天/1000ml或1000cm³的植入物)，CCL21(0.01-100微摩尔/天/1000ml或1000cm³的植入物)，CCL2/MCP-1(0.05-100ng/天/1ml或1cm³的植入物)，CCL3(10-1000ng/天/1ml或1cm³的植入物)，CXCL12/SDF-lα(0.5-500纳摩尔/天/1000ml或1000cm³的植入物)，CCL5/RANTES(0.01-1000ng/天/1ml或1cm³的植入物)，以及EPO(1-10000I.U./天/lml或1cm³的植入物)，CCL5/RANTES(0.2-500ng/天/1ml或1cm³的植入物)，以及VEGF(0.01-100ng/天/1ml或1cm³的植入物)。

在一些实施方式中，生物活性分子释放的浓度可在以下范围内：IL-8(0.1-20ng/天/1ml或1cm³的植入物)，CCLI9(100μg-100ng/天/1ml或1cm³的植入物)，CCL20(1-400纳摩尔/天/1000ml或1000cm³的植入物)，CCL21(0.1-10微摩尔/天/1000ml或1000cm³的植入物)，CCL2/MCP-1(0.5-10ng/天/1ml或1cm³的植入物)，CCL3(1-100ng/天/1ml或1cm³的植入物)，CXCL12/SDF-lα(5-50纳摩尔/天/1000ml或1000cm³的植入物)，CCL5/RANTES(0.1-10ng/天/1ml或1cm³的植入物)，和EPO(1-100I.U./天/lml或1cm³的植入物)，CCL5/RANTES(2-50ng/天/1ml或1cm³的植入物)，以及VEGF(0.1-10ng/天/1ml或1cm³的植入物)。

在一些实施方式中，可制造癌细胞陷阱以独立地释放或组合释放重组人HGF/SF(10ng/天/1ml或1cm³的植入物)，MCP-1(0.5-10ng/天/1ml或1cm³的植入物)，CXCL12/SDF-lα(5-50纳摩尔/天/1000ml或1000cm³的植入物)，CCL5/RANTES(0.5-10ng/天/1ml或1cm³的植入物)，以及EPO(1-100I.U./天/1ml或1cm³的植入物)。

在一些实施方式中，可制造癌细胞陷阱以释放肝细胞生长因子/分散因子(HGF/SF)，MCP-1α、RANTES、SDF-lα、MCP-1、EPO、组胺或MIP-lα，以及它们的组合。在一些实施方式中，可使用Otsuka,S.andG.Bebb,JThoracOncol,2008.3(12):p.1379-83中描述的方法制造这些癌细胞陷阱。

在一些实施方式中，癌细胞基于趋化因子梯度和趋化因子的局部浓度募集至癌细胞陷阱。

在释放EPO的一些实施方式中，注射量是大约600单位/0.027毫升的水凝胶/颗粒癌陷阱或27立方毫米的支架陷阱。在一些实施方式中，释放速率是大约1.5至大约2.5国际单位/天。在一些实施方式中，释放EPO超过大约30天的时间。

在释放RANTES/CCL5的一些实施方式中，注射量是大约600ng/毫升的水凝胶/颗粒癌陷阱或1立方厘米的支架陷阱。在一些实施方式中，释放速率是大约10ng/天。在一些实施方式中，释放RANTES/CCL5超过大约21天的时间。

在释放肝细胞生长因子(HGF/SF)的一些实施方式中，注射量是大约900ng/毫升的水凝胶/颗粒癌陷阱或1立方厘米的支架陷阱。在一些实施方式中，释放速率是大约15ng/天。在一些实施方式中，释放肝细胞生长因子(HGF/SF)超过大约28天的时间。

在释放SDF-1α的一些实施方式中，注射量是大约10μg/毫升的水凝胶/颗粒癌陷阱或1立方厘米的支架陷阱。在一些实施方式中，释放速率是大约100ng/天。在一些实施方式中，释放SDF-1α超过大约24天的时间。

在一些实施方式中，可制造本发明癌细胞陷阱以释放：RANTES(10-500μg/kg体重)、EPO(1-20IU/kg体重)、SDF-lα(0.1-10mg/kg体重)、MCP-1(0.1-10mg/kg体重)以及ΜΙΡ-1α(0.1-10mg/kg体重)。

在一些实施方式中，两种或多种生物活性分子从癌细胞陷阱释放。

癌细胞陷阱用以募集转移性癌细胞。转移性癌细胞并非是限制性的，并可包括任何转移性癌细胞。在一些实施方案中，转移性癌细胞选自以下组成的组：黑色素瘤、前列腺癌、白血病、鳞状细胞癌、星形细胞瘤、卡波济氏肉瘤、成胶质细胞瘤、肺癌、膀胱癌、头颈部癌、卵巢癌、子宫癌、乳腺癌、肺癌、神经胶质瘤、大肠癌、泌尿生殖系统癌、胃肠癌、甲状腺癌和皮肤癌。

在一些实施方案中，癌细胞陷阱可包含有效量的一种或多种抗癌或化疗剂，其可用以杀死或抑制转移性癌细胞的生长。在一些实施方案中，化疗剂从癌细胞陷阱释放并且还杀死或抑制循环的转移性细胞以及积聚在癌细胞陷阱中的细胞。用于本发明的合适的化疗剂或抗癌剂可以是已知用于治疗癌症的任何化学物质，例如，Abraxane、艾达乐(Aldara)、爱宁达(Alimta)、阿瑞吡坦、瑞宁得(Arimidex)、阿诺新(Aromasin)、奈拉滨(Arranon)、三氧化二砷、阿瓦斯汀(Avastin)、贝伐单抗、蓓萨罗丁、硼替佐米、西妥昔单抗、氯法拉滨、Clofarex、科罗拉(Clolar)、达克金(Dacogen)、达沙替尼、表阿霉素(Ellence)、乐沙定(Eloxatin)、Emend、厄洛替尼、法洛德(Faslodex)、弗隆、氟维司群(Faslodex)、吉非替尼、吉妥单抗、奥佐米星、健择、格列卫、赫赛汀、美新(Hycamtin)、甲磺酸伊马替尼、易瑞沙、凯望斯(Kepivance)、来那度胺、Levulan、替莫唑胺(Methazolastone)、5-氮杂胞苷(Mylosar)、麦罗塔(Mylotarg)、纳米紫杉醇、奈拉滨(Nelarabine)、多吉美、诺瓦得士(Nolvadex)、培门冬酶(Oncaspar)、奥沙利铂、紫杉醇、紫杉醇白蛋白稳定的纳米颗粒制剂、帕利夫明、帕尼单抗、培门冬酶、培美曲塞二钠、顺铂(Platinol-AQ)、顺铂(Platinol)、来那度胺、利妥昔单抗(Rituxan)、司兰索胸腔内气溶胶、甲苯磺酸索拉非尼、扑瑞赛(Sprycel)、苹果酸舒尼替尼、索坦、昔诺韦、他莫昔芬、特罗凯、塔革雷汀(Targretin)、泰素(Taxol)、泰索帝(Taxotere)、替莫唑胺(Temodar)、替莫唑胺、沙立度胺(Thalomid)、沙利度胺(Thalidomide)、盐酸拓扑替康、曲妥珠单抗、三氧化二砷(Trisenox)、维克替比、万珂、维达扎、伏立诺他、希罗达(Xeloda)、唑来膦酸、伏立诺他、择泰(Zometa)、多柔比星、阿霉素、博来霉素、道诺霉素、更生霉素、表柔比星、伊达比星、米托蒽醌、戊柔比星、羟基脲、丝裂霉素、氟尿嘧啶、5-FU、氨甲蝶呤、氟尿苷、干扰素α-2b、谷氨酸、普卡霉素、6-硫鸟嘌呤、氨喋呤、培美曲塞、雷替曲塞、克拉屈滨、氯法拉滨、氟达拉滨、巯嘌呤、喷司他丁、卡培他滨、阿糖胞苷、卡莫司汀、BCNU、洛莫司汀、CCNU、胞嘧啶阿拉伯糖苷、环磷酰胺、雌莫司汀、羟基脲、丙卡巴肼、丝裂霉素、白消安、甲羟孕酮、雌氮芥磷酸钠、乙炔雌二醇、雌二醇、醋酸甲地孕酮、甲基睾酮、己烯雌酚二磷酸酯、三对甲氧苯氯乙烯、睾内酯、美法仑(mephalen)、二氯甲基二乙胺、苯丁酸氮芥、氮芥、异环磷酰胺、倍他米松磷酸钠、达卡巴嗪、天冬酰胺酶、米托坦、长春新碱、长春花碱、依托泊苷、替尼泊苷、拓扑替康、IFN-γ、伊立替康、抗癌妥(campto)、伊立替康的类似物、卡莫司汀、福莫司汀、洛莫司汀、链脲菌素、卡铂、奥沙利铂、BBR3464、白消安、达卡巴嗪、二氯甲基二乙胺、丙卡巴肼、塞替派、乌拉莫司汀、长春地辛、长春瑞滨、阿仑单抗、托西莫单抗、甲基氨基酮戊酸、卟吩姆(porfimer)、维替泊芬、拉帕替尼、尼洛替尼、凡德他尼、ZD6474、阿利维A酸、六甲蜜胺、安吖啶、阿那格雷、地尼白介素(denileukindiftitox)、雌莫司汀、羟基脲、马索罗酚(masoprocol)、米托坦、维甲酸，或其它抗癌剂，包括例如，细胞毒性剂、DNA的烷基化剂、抗肿瘤抗生素剂、抗代谢剂、微管蛋白稳定剂、微管蛋白去稳定剂、激素拮抗剂制剂、拓扑异构酶抑制剂、蛋白激酶抑制剂、HMG-CoA抑制剂、CDK抑制剂、细胞周期蛋白抑制剂、胱天蛋白酶抑制剂、金属蛋白酶抑制剂、反义核酸、三螺旋的DNA、核酸适体和分子修饰的病毒、细菌或外泌毒试剂。在本发明的另一特定方面，抗癌剂包含两种或多种前面的抗癌剂。

在一些实施方式中，癌细胞陷阱可与抗癌或化疗剂的组合制造。在一些实施方式中，试剂的组合包括，例如，CHOP(环磷酰胺、Hydroxyrubicin(阿霉素)、长春新碱(长春新碱)、强的松)，CHOP-R(CHOP、利妥昔单抗)，FOLFOX(氟尿嘧啶、亚叶酸(叶酸)、奥沙利铂)，VAD(长春新碱、阿霉素(多柔比星)、地塞米松)，Thal/Dex(沙利度胺、地塞米松)，COP或CVP(环磷酰胺、长春新碱(长春新碱)和强的松)，m-BACOD(甲氨蝶呤、博莱霉素、多柔比星(阿霉素)、环磷酰胺、长春新碱(长春新碱)、地塞米松(地塞米松))，ProMACE-CytaBOM(强的松、多柔比星(阿霉素)、环磷酰胺、依托泊苷、阿糖胞苷、博来霉素、长春新碱(长春新碱)、甲氨蝶呤、亚叶酸)，COPP(环磷酰胺、长春新碱(长春新碱)、丙卡巴肼、强的松)，MACOP-B(甲氨蝶呤、亚叶酸、多柔比星(阿霉素)、环磷酰胺、长春新碱(长春新碱)、强的松、博莱霉素)，MOPP(氮芥、长春新碱(长春新碱)、丙卡巴肼、强的松)，ProMACE-MOPP(甲氨蝶呤、多柔比星(阿霉素)、环磷酰胺、依托泊苷、MOPP)，ABVD(阿霉素、博来霉素、长春花碱、达卡巴嗪)，BEACOPP(博莱霉素、依托泊苷、阿霉素(多柔比星)、环磷酰胺、长春新碱(长春新碱)、丙卡巴肼、强的松)，StanfordV(多柔比星(阿霉素)、氮芥、博来霉素、长春花碱、长春新碱(长春新碱)、依托泊苷(VP-16)、强的松)，ECF(表柔比星、顺铂、氟尿嘧啶)，BEP(博来霉素、依托泊苷、铂(顺铂))和PCV(丙卡巴肼、洛莫司汀(CCNU)、长春新碱)。

与化疗剂相关的术语“有效量”是指产生给药所需效果的量，即杀死或抑制转移性癌细胞生长的量。确切的量将取决于特定的试剂、待治疗的对象，并可由本领域技术人员使用确定有效剂量的已知方法和技术来确定。在一些实施方式中，给予的化疗剂的量在大约0.01μg/kg/天至大约100mg/kg/天之间。在一些实施方式中，给予的化疗剂的量在大约0.1mg/kg/天至大约10mg/kg/天之间。

在一些实施方式中，制造癌细胞陷阱以包含和/或释放紫杉醇、多柔比星和/或长春新碱。在一些实施方式中，制造癌细胞陷阱以释放多柔比星，速率是大约0.1-1000μg/天、0.5-500μg/天、1-100μg/天或2-20μg/天每1ml水凝胶/颗粒癌症陷阱或1立方厘米支架陷阱。在一些实施方式中，制造癌细胞陷阱以释放紫杉醇，速率是大约0.01-500mg/天、0.1-100mg/天、0.1-50mg/天、0.2-20mg/天或0.2-2mg/天每1ml水凝胶/颗粒癌症陷阱或1立方厘米支架陷阱。

可将癌症细胞陷阱制成任何类型的形状。在一些实施方式中，固体癌细胞陷阱具有圆盘状。在一些实施方式中，将固体癌细胞陷阱制成管状。在一些实施方式中，管状结构在一侧或两侧具有开口。在一些实施方式中，管状结构具有多孔结构，能够允许来自侧面和开口的癌细胞渗入到癌细胞陷阱内腔。在一些实施方式中，可从癌细胞陷阱的内腔通过针头，例如18-21号针头回收癌细胞。

支架癌症细胞陷阱

在一些实施方式中，将癌细胞陷阱制成支架结构。在一些实施方式中，癌细胞陷阱是组织支架。在一些实施方式中，癌细胞陷阱包含一种或多种细胞外基质成分。在一些实施方式中，癌细胞陷阱是微泡支架。在一些实施方式中，癌细胞陷阱由合成聚合物制成。在一些实施方式中，癌细胞陷阱由聚合物和蛋白质制成。在一些实施方式中，支架结构由一种或多种蛋白质、聚合物及其组合制成。在一些实施方式中，蛋白质是细胞外基质蛋白，例如I型胶原、III型胶原、弹性蛋白和纤维连接蛋白。在一些实施方式中，支架是可降解的。在一些实施方式中，支架包含生物可降解聚合物以及一种或多种多肽。在一些实施方式中，支架可由组织制造，其中细胞被移除，剩下包含细胞外基质成分的支架结构。

在一些实施方式中，支架结构本质上通常是多孔的。在一些实施方式中，孔隙率范围是大约10-97％，大约25-98％，大约50-95％以及大约80-90％。

在一些实施方式中，支架可由生物可降解聚合物制造，例如脂族聚酯，褐藻胶，纤维素，壳多糖，脱乙酰壳多糖，胶原蛋白，乙交酯共聚物，丙交酯共聚物，弹性蛋白，纤维蛋白，乙交酯/L-丙交酯共聚物(PGA/PLLA)，乙交酯/三亚甲基碳酸酯共聚物(PGA/TMC)，粘多糖，丙交酯/四甲基乙交酯共聚物，丙交酯/三亚甲基碳酸酯共聚物，丙交酯/ε-己内酯共聚物，丙交酯/δ-戊内酯共聚物，L-丙交酯/dl-丙交酯共聚物，甲基丙烯酸甲酯-N-乙烯基吡咯烷酮共聚物，改性蛋白质尼龙-2-ΡΗΒΑ/γ-羟基戊酸酯共聚物(PHBA/HVA)，PLA/聚环氧乙烷共聚物，PLA-聚环氧乙烷(PELA)，聚(氨基酸)，聚(三亚甲基碳酸酯)，聚羟基脂肪酸酯聚合物(PHA)，聚(亚烷基草酸盐)(poly(alklyeneoxalates))，聚(丁烯二乙醇)(poly(butylenediglycolate))，聚(羟基丁酸酯)(PHB)，聚(n-乙烯基吡咯烷酮)，聚(原酸酯)，聚烷基-2-氰基丙烯酸酯，聚酐，聚氰基丙烯酸酯，聚缩酚酸肽，聚二氢吡喃，聚dl-丙交酯，(PDLLA)，聚酯酰胺，草酸聚酯，聚乙醇酸(PGA)，聚亚氨基碳酸酯，聚交酯(PLA)，聚-L-丙交酯(PLLA)，聚原酸酯，聚对二氧杂环己酮(PDO)，多肽，聚磷腈，多糖，聚氨酯(PU)聚乙烯醇(PVA)聚-β-羟基丙酸酯(PHPA)中，聚-β-羟基丁酸酯(PBA)，聚-δ-戊内酯聚-β-链烷酸，聚-β-苹果酸(PMLA)，聚ε-己内酯(PCL)，伪聚(氨基酸)，淀粉，三亚甲基碳酸酯(TMC)和/或基于酪氨酸的聚合物。

在一些实施方式中，支架由PLGA、白蛋白、胶原蛋白、明胶、免疫球蛋白、细胞外基质蛋白、纤连蛋白以及它们的组合制造。在一些实施方式中，支架包含可降解聚合物和多肽。

在一些实施方式中，支架结构是微泡支架(MB)，其导致能够纳入细胞并且还能释放生物活性分子的多孔支架。微泡支架可按照，例如Nairetal.,Novelpolymericscaffoldsusingproteinmicrobubblesasporogenandgrowthfactorcarriers.TissueEngPartCMethods,2010.16(1):p.23-32中讨论的技术制造。在一些实施方式中，首先制备微泡，然后与聚合物组合，以形成微泡支架。按照本发明的一些实施方式，微泡还可加载生物活性分子以产生释放生物活性分子的支架。

在一些实施方式中，可按照如下制备微泡：用氮气覆盖蛋白溶液(例如BSA，例如，5％w/v,10％w/v,20％w/v或50％w/v)。用探头超声仪(Ultrasonix,Bothell,WA)在20kHz下对混合物进行超声处理10s。这个过程导致氮气填充的MB形成，所述MB被BSA蛋白外壳包围。可将MB转移到玻璃管中并保持在48℃。为观察MB的物理结构，可将一小滴MB放在载玻片上，然后在显微镜下拍摄(LeicaMicrosystems,Wetzlar,Germany)。MB直径的尺寸分布通常在50-200μm的范围内。为合成装载生物分子的MB(标记为MB-趋化因子)，如上所述，在氮气下超声前，BSA溶液与趋化因子例如IGF-1(例如，500ng/mL)溶液混合。

在一些实施方式中，可接着将微泡与各种浓度的聚合物溶液(例如，5％w/v，7.5％w/v，和10％w/v)组合，以产生MB包埋的多孔支架。这种MB聚合物混合物可以在各种温度(0℃、20℃和196℃)下分相分离。简而言之，在一些实施方式中，可将7.5％w/vPLGA溶解在1，4-二恶烷中，通过涡旋大约20min，直至聚合物完全溶解在溶剂中。在一些实施方式中，可接着将聚合物溶液和BSA-MB或装载生物分子的BSA-MB(例如，5％w/vBSA)以1:1的比例混合。在室温下轻轻搅拌约3min，然后将玻璃培养皿(5cm直径)中的聚合物-溶液混合物在液氮中骤冷以引起相的分离。然后可将固化的支架在0.03mbar真空下冻干48h，例如，在Freezone12冻干机(Labconco,KansasCity,MO)中。为生产装载生物分子的MB包埋的支架，使用装载生物分子的MB(例如，MB-IGF-1，在500ng/mLIGF-1存在下制造的MB)作为致孔剂。

在一些实施方式中，本发明的微泡支架可由单一蛋白或不同比例的蛋白混合物制造。在一些实施方式中，微泡支架由白蛋白、胶原蛋白、明胶、免疫球蛋白、细胞外基质蛋白、纤连蛋白和它们的组合制造。

在一些实施方式中，微泡支架释放一种或多种生物分子。在一些实施方式中，微泡支架能够释放出以下浓度范围的生物分子：IL8(0.1-20ng/l立方厘米支架/天)，CCLI9(100μg-100ng/1立方厘米支架/天)，CCL20Z(1-400纳摩尔/1000立方厘米支架/天)，CCL2I(0.1-10微摩尔/1000立方厘米支架/天)，CCL2/MCP-1(0.5-10ng/1立方厘米支架/天)，CCL3(1-100ng/1立方厘米支架/天)，CXCLI2/SDF-Ia(5-50纳摩尔/1000立方厘米支架/天)，CCL5/RANTES(0.1-10ng/1立方厘米支架/天)，以及EPO(1-100I.U./1立方厘米支架/天)，CCL5/RANTES(2-50ng/1立方厘米支架/天)，以及VEGF(0.1-10ng/1立方厘米支架/天)。

在一些实施方式中，微泡支架的孔隙率范围是70-98％。在一些实施方式中，微泡支架的孔尺寸范围是10μm至300μm。在一些实施方式中，孔的尺寸选自：大约20μm至大约200μm，大约40μm至大约150μm，大约80μm至大约130μm，以及大约100μm至大约120μm。

微泡支架可大团(bolus)释放5-35％的加载生物分子。例如，可制造微泡支架以在开始的24小时内大团释放20％的生物分子，包括趋化因子、生长因子或蛋白。

在一些实施方式中，制造支架以每天持续释放大约2-10％总量的生物分子。

纳米颗粒和/或微米颗粒

在一些实施方式中，癌细胞陷阱也可以使用微米颗粒和/或纳米颗粒制造。在一些实施方式中，这些颗粒能够释放出各种生物活性分子。

在一些实施方式中，纳米颗粒和微米颗粒可由单一蛋白或不同比例的蛋白混合物制造。例如，支架可由PLGA、白蛋白、胶原蛋白、明胶、免疫球蛋白、细胞外基质蛋白，或纤连蛋白，及它们的组合制造。

此处所使用的术语，如“微米颗粒”、“纳米颗粒”、“显微颗粒”或“功能化颗粒”用以指显微(尺寸几微米至尺寸几毫米)或亚显微(小于1微米)固体胶状物，形状通常是圆柱形或球形的，具有半透壳，或形如一可渗透的纳米球。在一些实施方式中，纳米颗粒和微米颗粒组合物是液体形式。在一些实施方式中，组合物注射或手术植入对象中。在一些实施方式中，使用18-23号针头注射颗粒。

本领域技术人员使用已知的技术，可将一种或多种生物分子或药物或其它相关物质(例如，用于诊断目的的那些，例如在核医学或放射疗法中的那些)溶解在纳米颗粒或微米颗粒内，使其被截留、包裹、吸收、吸附、共价连接或者附着。

此外，可对本发明的颗粒进行包覆。当添加刚才描述的相关材料到颗粒中时，其可被视为标记颗粒。

在一些实施方式中，本发明的颗粒可制造为金属颗粒、碳颗粒、石墨颗粒、聚合物颗粒、水凝胶颗粒、多糖颗粒、液体颗粒或多孔颗粒。因此，微米和纳米微粒可以是金属、碳、石墨、聚合物，以及可加载浅色或颜色吸收染料、同位素、生物分子/细胞因子/趋化因子/生长因素、放射性核素、化疗药物，或是多孔的，具有气体填充的孔。

在一些实施方式中，颗粒包含一种或多种聚合物或聚电解质，包括水溶性聚合物的共聚物，所述水溶性聚合物包括但不限于：葡聚糖、聚甲基丙烯酰胺、PEG、马来酸、苹果酸和马来酸酐的衍生物，以及可包括这些聚合物和合适的偶联剂，包括1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)-碳二亚胺，也称为碳二亚胺。聚合物在体内或聚电解质材料内可降解或不可降解。可降解聚合物材料的例子包括：聚-L-乙醇酸(PLGA)、聚酯-DL-乙醇酸、聚-L-乳酸(PLLA)、PLLA-PLGA共聚物、聚(DL-丙交酯)-嵌段-m-乙氧基聚乙二醇，聚己内酯、聚(己内酯)-嵌段-甲氧聚乙二醇(PCL-MePEG)、聚(DL-丙交酯-共-己内酯)-嵌段-甲氧聚乙二醇(PDLLACL-MePEG),一些多糖(如透明质酸、聚多糖，壳聚糖)、蛋白质(例如，纤维蛋白原、白蛋白、胶原蛋白、细胞外基质)、多肽(例如，RGD、聚组氨酸)、核酸(例如，RNA、DNA，单或双链)、病毒、细菌、细胞和细胞碎片。不可降解材料包括天然或合成聚合物材料(例如，聚苯乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚醚氨酯、聚氯乙烯、二氧化硅、聚二甲基硅氧烷、丙烯酸酯、丙烯酰胺、聚(乙烯基吡啶)、聚丙烯醛、聚戊二醛)、某些多糖(例如，羟丙基纤维素、纤维素衍生物、葡萄糖、蔗糖、阿拉伯半乳聚糖、淀粉)以及水凝胶(例如，聚乙二醇、乙烯醋酸乙烯酯、N-异丙基丙烯酰胺、聚胺、聚乙烯亚胺、聚合氯化铝)。

在一些实施方式中，本发明的颗粒通过本领域技术人员已知的常规方法生产。这些技术包括：在连续水相中的乳液聚合，在连续有机相中的乳液聚合，界面聚合、溶剂沉淀、溶剂蒸发、有机聚合物溶液的溶解，水溶性聚合物在乳液中的交联，大分子的溶解，以及碳水化合物的交联。这些制造方法可用上面提到的大范围的聚合物材料进行。用于制造纳米颗粒的材料和制造方法的实例已经发表。(参见Kreuter,J.1991.Nanoparticles-preparationandapplications.In:M.Donbrow(Ed.):Microcapsulesandnanoparticlesinmedicineandpharmacy.CRCPress,BocaRaton,Fla.,pp.125-148；Hu,Z,GaoJ.OpticalpropertiesofN-isopropylacrylamidemicrogelspheresinwater.Langmuir2002；18:1306-67；GhezzoE,etal,HyaluronicacidderivativemicrospheresasNGFdeliverydevices:Preparationmethodsandinvitroreleasecharacterization.IntJPharm1992；87:21-29；通过引用结合到本文中。)

在一些实施方式中，纳米颗粒和微米颗粒按照美国专利公布2006/0040892，名称为Processforsynthesizingoilandsurfactant-freehyaluronicacidnanoparticlesandmicroparticles；Fessietal,InternationalJournalofPharmaceutics,55(1989)Rl-R4；以及Wengetal,J.Biomater.Sci.PolymerEdn,Vol.15,No.9,pp.1167-1180(2004)(通过引用结合到本文中)公开的方法制备。

在一些实施方式中，药物和/或生物分子可经吸收或吸附到预制纳米颗粒中，或其可在制造过程中纳入纳米颗粒中。吸收、吸附以及纳入的方法对本领域技术人员来说是公知常识。在一些实施方式中，单体和/或聚合物、溶剂、乳化剂、包覆和其它辅助物质的选择由制造的特定纳米颗粒决定，并可由本领域技术人员不收限制和无困难地选择。药物与颗粒(例如，聚合物)的比例可改变来适合药物递送。此外，溶剂或乳化剂的去除包括本领域技术人员熟知的多种方法。

水凝胶癌细胞陷阱

在一些实施方式中，癌细胞陷阱包含水凝胶。在一些实施方式中，水凝胶具有受控释放的性质。例如，在一些实施方式中，癌细胞陷阱可以是原位固化的水凝胶。在一些实施方式中，癌细胞陷阱可以使用水凝胶基制造。

在一些实施方式中，癌细胞陷阱是由聚乙二醇基于原位胶凝水凝胶制造的。在一些实施方式中，水凝胶释放一种或多种化疗剂。在一些实施方式中，水凝胶释放一种或多种生物分子。

水凝胶可由选自以下的材料制造：一种或多种聚合物材料、多糖、聚乙二醇-聚丙烯酸互穿网络(PEG-PAA-IPN)水凝胶、聚乙二醇、细胞外基质蛋白、纤维蛋白原、水凝胶微米颗粒以及它们的组合。

各种天然的和合成的水凝胶和水凝胶衍生化合物在本发明的癌细胞陷阱中是有用的。在一些实施方式中，水凝胶胶体可包括但不限于：褐藻胶水凝胶SAF-Gel(ConvaTec,Princeton,N.J.),DuodermHydroactiveGel(ConvaTec),Nu-gel(Johnson&JohnsonMedical,Arlington,Tex.)；Carrasyn(V)AcemannanHydrogel(CarringtonLaboratories,Inc.,Irving,Tex.)；甘油凝胶EltaHydrogel(Swiss-AmericanProducts,Inc.,Dallas,Tex.)以及K-YSterile(Johnson&Johnson)。

还可使用获自天然来源的水凝胶。合适的水凝胶包括天然水凝胶，例如明胶、胶原蛋白、蚕丝、弹性蛋白、纤维蛋白和多糖衍生的聚合物如琼脂糖，以及脱乙酰壳多糖、葡甘露聚糖凝胶、透明质酸，多糖，如交联的含羧基多糖，或它们的组合。

合成的水凝胶包括但不限于由以下形成的那些：聚乙烯醇、丙烯酰胺如聚丙烯酸和聚(丙烯腈-丙烯酸)、聚氨酯、聚乙二醇(例如，PEG3350，PEG4500，PEG8000)、硅酮、聚烯烃如聚异丁烯和聚异戊二烯、硅酮和聚氨酯的共聚物、氯丁橡胶、丁腈、硫化橡胶、聚(N-乙烯基-2-吡咯烷酮)、丙烯酸酯类如聚(2-羟乙基甲基丙烯酸酯)及丙烯酸酯与N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基内酰胺的共聚物、聚丙烯腈或它们的组合。在一些实施方式中，水凝胶材料可进一步交联以提供所需的进一步强度。不同类型的聚氨酯的实例包括热塑性或热固性聚氨酯、脂肪族或芳香族聚氨酯、聚醚聚氨酯、聚碳酸酯聚氨酯或硅酮聚醚-聚氨酯，或它们的组合。

本发明的水凝胶还可由一种或多种能够在溶剂化时形成粘性凝胶的材料制成(例如，聚乳酸(PLA)、聚乳酸共乙醇酸(PLGA)、胶原蛋白、透明质酸(HY)、褐藻胶、脱乙酰壳多糖、葡糖胺聚糖(GAGS)等)。其它可吸收和不可吸收聚合物材料可适用于实施此发明。在实施本发明时，待加工的合适的聚合物基质或材料可由数个因素确定，包括但不限于：所需机械和材料性质，生产该物质的手术应用，以及在其最终应用中所需的器械降解速率。

可使用各种已知的方法制备水凝胶癌细胞陷阱。例如，可使用凝聚、喷雾干燥或乳液来制备水凝胶癌细胞陷阱。在一些实施方式中，水凝胶按照Taetal.,JournalofControlledRelease126(2008)205-216(通过引用纳入本文中)中描述的方法制备。在一些实施方式中，水凝胶癌细胞陷阱可使用Kuzmaetal.,U.S.PatentNo.8,475,820(Methodofmanufacturinganimplantabledevice)中描述的方法制备，该文献通过引用纳入本文中。

在一些实施方式中，水凝胶包含封装有BSA的透明质酸(HA)颗粒。在一些实施方式中，癌细胞陷阱可由尺寸均匀的透明质酸("HA")颗粒组成，所述颗粒基本无油和表面活性剂污染物。

在一些实施方式中，水凝胶癌细胞陷阱的聚合物基质可在植入前水化以形成水凝胶，器械以水合状态植入对象中。或者，植入物在作为干植入物在植入时自行水化，并因此，在植入前不需要水化植入物。

在一些实施方式中，本发明的水凝胶可以是多孔的。例如，水凝胶系统中的孔的尺寸范围为10埃(1x10^-9m)至几微米。其它合适的范围包括50埃至0.1微米，以及0.1微米至1微米。当递送的分子是大分子时，孔尺寸合适地超过50埃。

在一些实施方式中，孔可包含扩散增强剂。扩散增强剂包括但不限于：盐水，等渗水和磷酸盐缓冲盐水。这些孔提供较大的空间，允许大分子活性剂进入周围的环境。

当水凝胶达到其最大水化水平，水凝胶的水含量被称为“平衡水含量”(EWC)。水凝胶(任何水化状态)的百分水含量如美国专利6,361,797中描述的进行确定。还可参见美国专利8,475,820。

在一些实施方式中，如所需要的，本文描述的水凝胶的EWC值范围是大约20％至大约90％，大约35％至大约85％，或大约50％至大约80％。在一些实施方式中，EWC值的增加可对应释放速率的增加。

治疗或防止癌症转移的方法

在一些实施方式中，本发明提供了一种治疗或防止癌症转移的方法，包括给予有需要的对象有效量的本发明癌细胞陷阱，其中转移性癌细胞迁移并积聚在癌细胞陷阱中，从而治疗或防止对象中的转移。

在一些实施方式中，癌细胞陷阱治疗的持续时间应基于癌症转移的阶段。在一些实施方式中，治疗对象1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11或12个月或更长时间。在一些实施方式中，可能需要额外的治疗。

在一些实施方式中，每种治疗所需的癌细胞陷阱的量的范围从大约1至大约500ml(立方厘米)/对象。在一些实施方式中，该量的范围为大约1至大约100ml(立方厘米)/对象，大约3至大约50ml(立方厘米)/对象，以及大约5至大约15ml(立方厘米)/对象。

在一些实施方式中，癌细胞陷阱，例如通过植入或注射一段时间放入对象内。在一些实施方式中，在一段时间后移除癌细胞陷阱。在一些实施方式中，在一段时间后该癌细胞陷阱用新的癌细胞陷阱取代。在一些实施方式中，每1-2周、3周、4周、5周、6周、7周、8周、3个月、4个月、5个月、6个月或大约每年移除癌细胞陷阱并用新的癌细胞陷阱取代。

在一些实施方式中，给予对象单个癌细胞陷阱。在一些实施方式中，给予对象多于一个陷阱。在一些实施方式中，给予大约2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20或更多的癌细胞陷阱。

在一些实施方式中，在本发明方法中有用的癌细胞陷阱包含一种或多种化疗剂。在一些实施方式中，在给予一段时间后，将癌细胞陷阱暴露于局部辐照，使募集的癌细胞能够被杀死并在植入部位被消除。

在一些实施方式中，本发明的方法与一种或多种其它已知的癌症治疗组合，例如辐照、手术、化疗或给予其它抗癌剂。在一些实施方式中，癌细胞陷阱可与化疗剂组合。例如，癌细胞陷阱可释放一种或多种化疗药物或化疗剂。

本文定义的术语“对象”、“个体”和“患者”包括动物例如哺乳动物，包括但不限于灵长类、牛、绵羊、山羊、马、狗、猫、兔、豚鼠、大鼠、小鼠或其它牛、羊、马、犬、猫科、啮齿动物或鼠科物种。在一些实施方式中，对象是人。

可使用医学领域已知的方法将癌细胞陷阱给予对象或患者。在一些实施方式中，将癌细胞陷阱植入对象中。在一些实施方式中，将癌细胞陷阱注射入对象中。

癌症转移的诊断和/或检测

在一些实施方式中，本发明的癌细胞陷阱可用作诊断工具以评估对象中癌症转移的存在和/或程度。当用作诊断工具时，将癌细胞陷阱引入对象中以募集癌细胞。在一些实施方式中，本发明是用于检测癌症转移的方法，包括将癌细胞陷阱给予对象，其中所述对象中的癌细胞迁移到陷阱中，回收癌细胞并进行评估。

在一些实施方式中，本发明提供了一种检测癌症转移的方法，包括给予需要的对象癌细胞陷阱，其中转移性癌细胞迁移并积聚在癌细胞陷阱中；并检测癌细胞陷阱是否存在转移性癌细胞，从而检测对象中的癌症转移。在一些实施方式中，从癌细胞陷阱或陷阱周围的区域移除癌细胞，并进行评价。在一些实施方式中，从所述陷阱移除细胞，同时该陷阱仍然存在于对象中。在一些实施方式中，从对象中移除癌细胞陷阱，并可选地在评价细胞之前从陷阱中移除细胞。可使用已知的鉴定转移性细胞的方法和技术评价细胞，例如，组织染色、聚合酶链反应、免疫细胞化学和流式细胞术。

在一些实施方式中，本发明提供了一种监测治疗对象中癌症的有效性的方法，包括在对象中引入癌细胞陷阱，以及在一段或多段时间内检测癌细胞的存在。

在一些实施方式中，癌细胞陷阱可制造为管状结构。在一些实施方式中，管状结构在一侧或两侧具有开口。在一些实施方式中，管状结构具有多孔结构，能够允许来自侧面和开口的癌细胞渗入到癌细胞陷阱内腔。在一些实施方式中，可从癌细胞陷阱的内腔通过针头，例如18-23号针头回收癌细胞。

包含癌细胞陷阱的组合物

在一些实施方式中，将本发明的癌细胞陷阱作为药物组合物给予对象，所述组合物可包含盐、缓冲液、防腐剂或其它药用赋形剂。

可配制组合物用于肠胃外、皮下、皮内、肌内、腹膜内或静脉内给药，或可注射给药。在一些实施方式中，这种给药的合适形式包括无菌悬液和乳液。这些组合物可与合适的载体、稀释液或赋形剂，例如无菌水、生理盐水、葡萄糖等混合。在一些实施方式中，还可将组合物冻干。组合物可包含辅助物质，例如润湿剂或乳化剂、pH缓冲剂、胶凝或粘度增强添加剂、防腐剂等，取决于给药途径和所需的剂型。可参考文本，例如Remington:TheScienceandPracticeofPharmacy,LippincottWilliams&Wilkins；20thedition(Jun.1,2003)以及Remington'sPharmaceuticalSciences,MackPub.Co.；18thand19theditions(分别为December1985,June1990)，以制备合适的剂型，这些文本通过引用以其整体结合到本文中。这些额外成分的存在可影响物理状态、溶解性、稳定性、体内释放速率以及体内清除速率，并因此根据意图的应用进行选择，使得载体的特性适合选定的给药途径。

合适的肠胃外载体包括氯化钠溶液、林格氏葡萄糖、葡萄糖和氯化钠、乳酸林格氏或固定油。静脉内载体包括液体和营养补充剂、电解质补充剂(如基于林格氏葡萄糖的那些)等等。在一些实施方式中，用于肠胃外给药的组合物可以是无菌可注射剂型的形式，例如无菌可注射水溶液或非水溶液、悬液和乳液。非水性溶剂的实例是丙二醇、聚乙二醇、植物油如橄榄油，以及可注射有机酯例如油酸乙酯。悬浮液可根据本领域熟知的方法使用适合的分散或湿润剂和悬浮剂配制。无菌可注射剂型还可以是处于肠胃外可接受的稀释剂或溶剂中的无菌可注射溶液或悬液，例如溶于1,3-丁二醇中的溶液。合适的稀释剂包括，例如，水、林格氏溶液和等渗氯化钠溶液。此外，通常可以采用无菌固定油作为溶剂或悬浮介质。为了实现此目的，可采用任何温和的固定油，包括合成的单或二甘油酯。此外，脂肪酸例如油酸同样可以用于制备可注射剂型。

在一些实施方式中，组合物优选与接受者的血或其它体液等渗。组合物的等渗性可使用各种赋形剂获得，例如酒石酸钠、丙二醇或其它无机或有机溶质。在一些实施方式中，使用氯化钠。可采用缓冲剂，如醋酸和盐、柠檬酸和盐、硼酸和盐以及磷酸和盐。在一些实施方式中，使用磷酸盐缓冲盐水用于悬浮。

在一些实施方式中，组合物的粘度可使用药学上可接受的增稠剂维持在选定水平。在一些实施方式中，使用甲基纤维素，因为其容易得到并经济可得，而且易于使用。其它合适的增稠剂包括，例如，黄原胶、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、卡波姆等。增稠剂的浓度取决于选定的试剂。在一些实施方式中，粘性组合物从溶液通过加入这样的增稠剂制备。

在一些实施方式中，可以使用药学上可接受的防腐剂，以增加组合物的保质期。苄醇是合适的，尽管还可采用各种防腐剂，包括，例如，对羟基苯甲酸酯、硫柳汞、氯丁醇或苯扎氯铵。防腐剂的合适浓度可以是基于总重的0.02％至2％，但是可根据选定的试剂可明显地改变。

在一些实施方式中，组合物设计用于即时释放生物活性分子和/或化疗剂。在其它的实施方式中，组合物设计用于持续释放。在进一步的实施方式中，组合物包含一个或多个即时释放表面以及一个或多个持续释放表面。

本发明的组合物可通过药理学领域任何已知的方法或将来开发的方法制备。一般来说，这种制备方法包括步骤：使活性成分与赋形剂和/或一种或多种其它辅助成分结合，然后，如果需要和/或想要，将产品分成、塑成和/或包装成所需的单或多剂量单位。

本发明的药物组合物可散装制备、包装和/或出售，作为单剂量单位，和/或作为多个单剂量单位。此处所使用的“剂量单位”是包含预定量的活性成分的药物组合物的离散量。活性成分的量通常等于可给予对象的活性成分的剂量，和/或这种剂量方便的分数，例如，这种剂量的一半或三分之一。

虽然本文提供的药物组合物的描述原则上是指适合对人给药的药物组合物，但是本领域技术人员理解，这些组合物通常适合对任何其它动物给药，例如非人动物，例如非人哺乳动物。药物组合物修饰成适合用于对人给药以使得组合物适合对各种动物给药，这能够得到充分理解，而如果有的话，本领域的动物药理学家可仅用普通的实验来设计和/或进行这种修饰。药物组合物给药的对象包括但不限于人和/或其它灵长类动物；哺乳动物，包括商业上相关的哺乳动物，例如牛、猪、马、绵羊、猫、狗、小鼠和/或大鼠；和/或鸟类，包括商业上相关的鸟类如家禽、鸡、鸭、鹅和/或火鸡。

本发明药物组合物中活性成分、药学上可接受的赋型剂和/或任何其它成分的相对量将根据待治疗对象的身份、尺寸和/或状况而不同，并进一步根据组合物的给药途径而改变。举例来说，组合物可包含0.1％-100％，例如0.5-50％，1-30％，5-80％，至少80％(w/w)的活性成分。

可使用医学领域已知的方法将癌细胞陷阱给予对象或患者。在一些实施方式中，癌细胞陷阱植入对象中。在其它实施方式中，癌细胞陷阱注射入对象中。例如，癌症细胞的陷阱可静脉内、眼内、玻璃体内、肌内、心内、腹膜内或皮下注射。

考虑到本文包含的教导，本领域技术人员能够将本发明的教导应用到具体的问题。本发明组合物和方法的实例以下面的非限制性实施例出现。

本文的所有出版物通过引用而纳入，其程度与每一单独的出版物或专利申请具体单独指明通过引用纳入的程度相同。

实施例

实施例1.两步体内模型以研究癌症转移

本研究旨在开发可重现的动物模型，以研究支配炎症介导的癌症转移的过程。

首先，使用皮下植入生物材料微球，以产生局部炎症反应。这种操纵基于大量的研究，这些研究显示，生物材料的植入会引起不同水平的炎症反应。参见例如KamathS,BhattacharyyaD,PadukudruC,TimmonsRB,TangL.JBiomedMaterResA2008；86:617-626；NairA,ZouL,BhattacharyyaD,TimmonsRB,TangL.Langmuir2008,24:2015-2024；以及WengH,ZhouJ,TangL,HuZ.Tissueresponsestothermally-responsivehydrogelnanoparticles.JBiomaterSciPolymEd2004,15:1167-1180。

第二，接着将转移性癌细胞注射入腹腔内，这已广泛用于研究经由淋巴结和循环的癌症迁移。参见例如，CarvalhoMA,ZecchinKG,SeguinF,BastosDC,AgostiniM,RangelAL,etal.IntJCancer2008；123:2557-2565；GerberSA,RybalkoVY,BigelowCE,LugadeAA,FosterTH,FrelingerJG,etal.AmJPathol2006；169:1739-1752；以及HippoY,YashiroM,IshiiM,TaniguchiH,TsutsumiS,HirakawaK,etal.Differentialgeneexpressionprofilesofscirrhousgastriccancercellswithhighmetastaticpotentialtoperitoneumorlymphnodes.CancerRes2001；61:889-895。

癌细胞移植后的不同时间段，回收淋巴结、皮下微球植入物及其周围组织，用于组织学分析。量化淋巴结和植入部位组织两者中的癌细胞的数目，以反映癌症转移的程度。最后，制造释放趋化因子的支架以测试各种趋化因子对促进体内黑色素瘤募集至支架植入物的影响。

材料与方法

癌细胞培养

用于这项研究中的B16F10黑色素瘤细胞、Lewis肺癌(LLC)细胞、大鼠前列腺癌细胞系UHU-31)、人前列腺癌(PC-3)和人乳腺癌细胞系(MDA-MB-231)从AmericanTypeCultureCollection(美国典型培养物保藏中心)(ATCC)(Manassas,Virginia,USA)购得。B16F10黑色素瘤细胞是从C57BL/6J小鼠中分离的皮肤黑色素瘤细胞系。分离自C57BL/6J小鼠的LLC细胞广泛用作癌症转移模型。JHU-31细胞获自大鼠并且展示出高比率(>75％)的转移至肺和淋巴结。PC-3细胞源自62年龄的雄性高加索人，其具有骨转移性前列腺癌。MDA-MB-231细胞获自乳腺癌转移的胸腔积液。所有细胞在37℃5％CO₂的潮湿环境下，维持在补充有10％热灭活胎牛血清的DMEM中。对于体内追踪，一些癌细胞用KodakX-Sight761纳米球(CarestreamHealthInc.,NewHaven,CT,USA)使用已知的方法(包括来自用户手册的方法)进行标记。NairA,ShenJ,LotfiP,KoCY,ZhangCC,TangL.Biomaterialimplantsmediateautologousstemcellrecruitmentinmice.ActaBiomater2011；以及ThevenotPT,NairAM,ShenJ,LotfiP,KoCY,TangL.TheeffectofincorporationofSDF-1alphaintoPLGAscaffoldsonstemcellrecruitmentandtheinflammatoryresponse.Biomaterials2010；31:3997-4008。

微球制备

为促进不同程度的异物反应，本研究使用由不同材料制成的微球，包括聚L-乳酸(PLA)、氢氧化铝(Alhydrogel85)、玻璃()。PLA微球根据改进的沉淀方法合成。参见WengH,ZhouJ,TangL,HuZ.Tissueresponsestothermally-responsivehydrogelnanoparticles.JBiomaterSciPolymEd2004；15:1167-1180；CarvalhoMA,ZecchinKG,SeguinF,BastosDC,AgostiniM,RangelAL,etal.FattyacidsynthaseinhibitionwithOrlistatpromotesapoptosisandreducescellgrowthandlymphnodemetastasisinamousemelanomamodel.IntJCancer2008；123:2557-2565；GerberSA,RybalkoVY,BigelowCE,LugadeAA,FosterTH,FrelingerJG,etal.Preferentialattachmentofperitonealtumormetastasestoomentalimmuneaggregatesandpossibleroleofauniquevascularmicroenvironmentinmetastaticsurvivalandgrowth.AmJPathol2006；169:1739-1752；HippoY,YashiroM,IshiiM,TaniguchiH,TsutsumiS,HirakawaK,etal.Differentialgeneexpressionprofilesofscirrhousgastriccancercellswithhighmetastaticpotentialtoperitoneumorlymphnodes.CancerRes2001；61:889-895；NairA,ShenJ,LotfiP,KoCY,ZhangCC,TangL.Biomaterialimplantsmediateautologousstemcellrecruitmentinmice.ActaBiomater2011；ThevenotPT,NairAM,ShenJ,LotfiP,KoCY,TangL.TheeffectofincorporationofSDF-1alphaintoPLGAscaffoldsonstemcellrecruitmentandtheinflammatoryresponse.Biomaterials2010；31:3997-4008；以及FessiH,PuisieuxF,DevissaguetJP,AmmouryN,BenitaS.Nanocapsulesformationbyinterfacialpolymerdepositionfollowingsolventdisplacement.IntJPharm1989；55:R1-R4。

微球的平均尺寸分别是直径8.23±2.12，10和450-500μm。所有微球用70％乙醇灭菌，然后在实验前转移到磷酸缓冲盐水(PBS，100mM，pH7.2)中。

释放趋化因子的支架的制造

释放趋化因子SDF-lα：(Prospec-TanyTechnoGeneLtd.,Rehovot,Israel)以及EPO(CellSciences,Canton,MA,USA)的PLGA支架采用我们之前公布的方法制造。NairA,ThevenotP,DeyJ,ShenJ,SunMW,YangJ,etal.Novelpolymericscaffoldsusingproteinmicrobubblesasporogenandgrowthfactorcarriers.TissueEngPartCMethods2010；16:23-32。

简单地说，通过在氮气泡下超声10％w/v牛血清蛋白制成的白蛋白微泡，装载有SDF-α：(1μg/ml)或EPO(100IU)，将其加入溶于1,4-二恶烷的10％w/vPLGA溶液中。将这些混合物在液氮中冷冻并冻干至少72h，以形成装载有SDF-α或EPO的3-D可降解癌细胞陷阱。

癌症转移动物模型

动物实验用来自Jackson实验室(BarHarbor,ME,USA)的C57BL/6小鼠(6-10周龄)进行。这种鼠科癌症转移模型包含两个相继的步骤。首先，将生物材料微球(75mg/0.5ml盐水/小鼠)植入小鼠的背侧皮下空间以引起局部皮下炎症。第二，在微球植入后不同时间段(6小时-14天)，将癌细胞(5x10⁶细胞/0.2ml/小鼠)移植到腹腔中。肿瘤细胞移植后24h，将动物处死。然后回收重要器官、淋巴结、微球植入物和周围的组织，并于-80℃下，在OCT包埋的介质(PolysciencesInc.,Warrington,PA,USA)中冷冻。外周血也被收集用于进一步的分析。用LeicaCryostat(CM1850)切片8μm厚的截段并放在聚L-赖氨酸包覆的载玻片上，用于组织学和免疫组化分析。为减少异物反应的程度，在给予之前，将一些PLA微球用抗炎剂，地塞米松浸泡(0.1mg药物/0.5ml微球悬液)。为对癌细胞迁移作全身成像，进行平行研究以监测X-Sight761纳米球标记的B16F10细胞在C57BL/B6小鼠中的迁移。然后使用Kodak体内成像系统FXPro(CarestreamHealthInc.,NewHaven,CT,USA)对动物进行拍摄。

生物分布分析

为追踪动物中的细胞迁移，在注射到腹腔之前，用包含绿色荧光蛋白(pEGFP-Nl,ClontechLaboratoriesInc.,MountainView,CA,USA)的Ad5病毒在MOI为50下转导B16F10细胞24h。GFPAd5对B16F10的传染性在实验前通过由荧光显微镜观察到的GFP表达来评估。为了进行生物分布分析，将悬于培养基中(0.2ml)的GFP-B16F10(1.0x10⁷)如前所述注射入C57BL/6小鼠的腹膜中。处死动物后，在荧光显微镜下分析组织截面。量化不同组织中的癌细胞密度，以反映癌症转移程度。在一些研究中，还可使用FITC标记的癌细胞和体外器官成像方法完成生物分布分析。在研究结束时，从动物中分离所有器官，并使用Kodak体内成像系统确定各种器官中的癌症细胞分布。

趋化因子抑制剂和中和抗体在癌细胞迁移中的影响。

为确定癌症转移中CXCR4/SDF-lα和CCR7/CCL21途径的作用，使用AMD3100和CCL21中和抗体来分别阻断CXCR4/SDF-1α和CCR7/CCL21途径。具体而言，在肿瘤注射前1h和注射后12h，微球植入的动物经腹腔内注射AMD3100(250μg/0.1ml/小鼠，Sigma-AldrichInc.,St.Louis,MO,USA)或CCL21中和抗体(1mg/0.1ml/小鼠，R&DSystemsInc.,Minneapolis,MN,USA)。

炎症反应和癌症细胞迁移的组织学定量。

进行CDllb+炎症细胞和HMB45+黑色素瘤细胞的免疫组化分析，以分别评价植入物介导的炎症反应和黑色素瘤细胞迁移的程度。简而言之，组织切片与第一抗黑色素瘤抗体(HMB45,1：50稀释，Abeam,Cambridge,MA,USA)或抗小鼠CD11b抗体(1:20稀释，SerotecInc.,Raleigh,NC,USA)在37℃下培养1h。在用PBS清洗三次后，组织切片接着用HRP结合的或FITC结合的二级抗体(1:500稀释，JacksonImmunoResearchLaboratories,WestGrove,PA,USA)在37℃下培养1h。FITC结合的抗体培养的组织切片已可以用于图像分析。HRP结合的抗体培养的切片用DAB液体基质系统显影15min。使用配备有Retiga-EXiCCD相机(Qlmaging,Surrey,BC,Canada)的Leica荧光显微镜(LeicaMicrosystemsGmbH,Wetzlar,Germany)拍摄所有组织切片图像，如之前所描述。NairA,ShenJ,LotfiP,KoCY,ZhangCC,TangL.Biomaterialimplantsmediateautologousstemcellrecruitmentinmice.ActaBiomater2011；ThevenotPT,NairAM,ShenJ,LotfiP,KoCY,TangL.TheeffectofincorporationofSDF-1alphaintoPLGAscaffoldsonstemcellrecruitmentandtheinflammatoryresponse.Biomaterials2010；31:3997-4008；以及NairA,ThevenotP,DeyJ,ShenJ,SunMW,YangJ,etal.Novelpolymericscaffoldsusingproteinmicrobubblesasporogenandgrowthfactorcarriers.TissueEngPartCMethods2010；16:23-32。

统计分析

使用Studentt检验或单因素方差分析进行不同组之间的统计比较。p<0.05时，差异被认为是在统计上显著的。

癌细胞朝生物材料植入物的募集

生物材料介导的炎症反应包括一系列的过程，具有各种免疫细胞和炎症细胞因子/趋化因子的参与。结果发现，1天龄的皮下植入物吸引炎症细胞(CDllb+)以及腹腔内移植的B16F10黑色素瘤细胞(HMB45+)的渗入(图1A)。黑色素瘤细胞迁移入远端炎症部位表明炎症信号可作为黑色素瘤细胞的化学引诱物。为测试这个结论，分析了不同程度的炎症反应对黑色素瘤细胞迁移的影响。为了产生具有不同炎症强度的局部环境，将聚L-乳酸(PLA)微球植入皮下空间不同的时间段(6h、12h、24h、2天、7天和14天)(图1B)。正如所料，大部分的炎症细胞(CDllb+)募集发生在微球植入后的12h内，在24h后增加不明显(图1C)。为确定癌细胞迁移中炎症过程的阶段和强度的重要性，将B16F10黑色素瘤细胞移植到载有不同时间长的皮下微球植入物小鼠腹膜中。在炎症引发后不同的时间点，分析迁移到皮下微球植入部位的黑色素瘤细胞的数目(图1D和E)。有趣的是，研究发现，募集的黑色素瘤细胞的数目在载有不同时间长的植入物的小鼠中变化很大(图1D和E)。黑色素瘤细胞的积聚似乎是响应于微球植入12h至高达7天所触发的急性炎症反应。但是，仅有少量黑色素瘤细胞募集至植入微球小于6h以及长于2周的部位(图1D)。炎症反应介导的癌症转移的特异性还可通过光学成像方法展示，其使用带有近红外KodakX-Sight761纳米球标记的B16F10黑色素瘤细胞。体内图像显示，移植的黑色素瘤细胞仅募集至具有微球植入物的背侧皮肤部位(图1F)。

炎症抑制对癌细胞迁移的影响

为证实炎症反应在触发黑色素瘤细胞迁移中的重要性，在存在或不存在抗炎剂地塞米松的情况下进行类似的皮下PLA微球植入。正如所料，经地塞米松处理的微球比盐水培养的微球对照所促使募集的炎症细胞(CDllb+)大幅减少(图2A，照片面板：CDllb+vs.HMB45+；地塞米松处理的vs.对照)。巧合的是，通过局部释放地塞米松，黑色素瘤细胞(HMB45+)的募集也减少了(图2A)。局部释放的地塞米松对炎症细胞和黑色素瘤细胞的减少的作用具有统计学显著性(图2B)。这些结果为此想法提供了有力支撑：炎症反应对引发癌症细胞从腹腔迁移到皮下微球植入部位来说是必不可少的。

生物材料性质对癌细胞募集的影响。

公认的是，不同的材料触发不同程度的炎症反应。如果生物材料介导的炎症反应程度影响癌细胞迁移的程度，那么具有不同组织相容性的材料可能会有差别地影响黑色素瘤细胞募集。为了检验这一假设，使用相同的动物模型测试由PLA、氢氧化铝和玻璃制成的微球。正如所料，这些植入的微球触发不同程度的炎症反应和黑色素瘤细胞迁移，如免疫组化分析所显示的(图3A)。研究发现，PLA微球促使的炎症细胞(CDllb+)和黑色素瘤细胞(HMB45+)募集比氢氧化铝和玻璃制成的微球的要多(图3B)。通过对比两种细胞类型的数目，我们的结果显示，炎症反应和黑色素瘤细胞募集之间存在良好的相关性(R²＝0.9197)(图3C)。这些结果有力地制成了我们的假设，即炎症反应影响迁移以及，有可能，影响黑色素瘤细胞的转移性行为。

癌细胞生物分布的评价

尽管我们的组织学结果支持局部炎症反应吸引黑色素瘤细胞从腹腔迁移到皮下植入部位的想法，但是仍不清楚发炎的组织/微球植入部位是否黑色素瘤细胞迁移的唯一目标。表达GFP的B16F10黑色素瘤细胞在主要器官(包括肺、肝、肾、脾和淋巴结)中的整体分布使用组织学分析来评价。除了皮下植入部位，在淋巴结和脾中发现大量的癌细胞。但是，在皮肤、肺、肝和肾中的癌细胞密度相对较低(图4)。黑色素瘤细胞在脾中的积聚可能与其血液过滤活性相关。大量的癌细胞在淋巴结中的积聚表明，黑色素瘤细胞从腹膜迁移到血液中可能包括穿过淋巴系统。

不同癌症的转移过程中已涉及到炎症反应。IkebeM,KitauraY,NakamuraM,TanakaH,YamasakiA,NagaiS,etal.Lipopolysaccharide(LPS)increasestheinvasiveabilityofpancreaticcancercellsthroughtheTLR4/MyD88signalingpathway.JSurgOncol2009；100:725-731；以及KollerFL,HwangDG,DozierEA,FingletonB.Epithelialinterleukin-4receptorexpressionpromotescolontumorgrowth.Carcinogenesis2010；31:1010-1017。

尽管我们的结果到目前为止支撑炎症会引起B16F10黑色素瘤细胞积聚在发炎区域的假设，但是仍不清楚其它类型的癌细胞是否会有类似反应。通过用NIR探针标记源自不同来源的几种癌细胞(Lewis肺癌、人MDA-MB-231乳腺癌、人PC-3前列腺癌、大鼠JHU-31前列腺癌)，测试了相同的动物模型。有趣的是，结果发现，此处测试的所有癌细胞迁移到皮下植入部位，尽管不同的细胞类型之间的癌细胞迁移程度不同(图5)。

与炎症介导的癌症迁移相关的分子途径

尽管上面观察到癌细胞募集到微球植入的部位，但是仍不清楚此动物模型是否可反映类似于其它较早的癌症转移模型的细胞和生理反应。为测试此模型的相关性，首先鉴定支配异物反应介导的癌症迁移的分子过程。由于CXCR4/CXCL12和CCR7/CCL21途径已被证实均在黑色素瘤癌症转移中发挥重要作用，因此评价了两种途径在异物反应介导的癌症迁移中的潜在作用。

首先测试的是CXCR4/CXCL12途径是否包含在我们的动物模型中。的确，用AMD3100，SDF-1α受体拮抗剂-CXCR4处理，大幅减少了黑色素瘤细胞和炎症细胞募集至皮下微球植入部位(图6A)。另一方面，AMD3100处理对黑色素瘤细胞在淋巴结中的积聚没有影响(图6B)。为测试CCR7/CCL21途径在B16F10黑色素瘤细胞积聚于发炎部位中的重要性，在黑色素瘤细胞移植之前，将含有微球的小鼠用CCL21中和抗体或盐水处理。结果观察到，迁移到微球植入部位的肿瘤细胞数目不受用CCL21中和抗体处理的影响(图6C)。另一方面，CCL21中和抗体处理大幅消除了B16F10黑色素瘤细胞在淋巴结中的存在(图6D)。这些结果显示，CCR7/CCL21途径而非CXCR4/CXCL12途径对黑色素瘤迁移通过淋巴系统是至关重要的。另一方面，CXCR4/CXCL12途径而非CXCR4/CXCL12途径对细胞迁移到皮下植入部位内是必要的。

应用释放趋化因子的支架以增强癌细胞募集

之前的结果支持，植入物相关的炎症产物主动募集循环的癌细胞。下一个问题是，癌细胞募集是否可被癌细胞迁移特异性趋化因子增强。为找到答案，我对SDF-1α和EPO感兴趣，因为这两种趋化因子已表明会增强癌细胞迁移，并且在转移性癌细胞上还上调。GompertsBN,StrieterRM.Chemokine-directedmetastasis.ContribMicrobiol2006；13:170-190；以及Lugade,A.A.,etal,JImmunol,2005.174(12):p.7516-23。

为检验此假设，制造SDF-1释放支架和EPO释放支架。我们的结果显示，这些支架能够在大约10天的时间释放10％的加载药物。当皮下植入小鼠中以及随后用NIR标记的B16F10黑色素瘤细胞移植时，发现局部释放EPO促使最高的癌细胞募集，如与SDF-1α比较；其与对照并无明显不同(图7A&B)。还在完成体内成像检测后评价含有支架的动物的存活时间。非常有趣的是，结果发现，与SDF-1α加载的支架相比，EPO的释放显著延长具有癌症的小鼠的存活率(>30％)(图7C)。

实施例2.癌细胞陷阱在治疗各种转移性癌症中的功效

白血病癌症

使用AML细胞系，测试癌细胞陷阱治疗白血病的有效性。用AML细胞系注射引起小鼠白血病。植入不同时间长以在循环中获得40％白血病细胞后，接着用EPO释放支架或对照支架(无EPO)植入动物。接着监测两组动物血液中的白血病细胞的数目。结果发现，白血病细胞的数目随时间增加。另一方面，白血病细胞数目的增加大幅降低，如图14所示。

随着EPO的释放，发现白血病移植的小鼠存活大约90天。但是，如图14所示，癌细胞陷阱(释放EPO)增加了20％的存活时间。

黑色素瘤癌症

使用近红外标记的B16F10黑色素瘤细胞移植的小鼠；研究癌细胞陷阱在减少癌症转移中的作用。特别地，使用PEG水凝胶作为癌细胞陷阱的载体。将PEG水凝胶与RANTES(100ng/ml)、IL8(10ng/ml)或盐水(作为对照)混合。C57小鼠静脉内移植黑色素瘤细胞(10⁷/小鼠)，并随后皮下注射1ml的癌细胞陷阱凝胶。植入后24小时，如图15所示的，发现募集至释放RANTES或IL-8的癌细胞陷阱的黑色素瘤细胞大大多于对照。此外，与对照进行对比，在含有释放RANTES或IL-8的水凝胶的小鼠中，外周血中的黑色素瘤细胞的数目分别减少76％或82％。

还监测了各种处理的动物的存活时间。结果发现，释放RANTES和释放IL-8的水凝胶植入物与对照比较，大幅增加动物的寿命>20％(参见图15)。

前列腺癌

使用近红外标记的PC-3前列腺癌细胞(10⁷/动物)腹腔移植的小鼠，确定各种癌细胞陷阱在减少前列腺癌转移中的有效性。为此，制造能够释放VEGF(50ng/植入物)或EPO(1,000ID/植入物)的组织支架。这些癌细胞陷阱植入具有癌症的小鼠的腹膜中。癌细胞募集程度使用Kodak体内成像系统进行监测。

植入24小时后，如图16所示的，募集至释放VEGF或EPO的癌细胞陷阱的前列腺癌细胞大大多于对照。此外，还测量了腹腔灌洗液中前列腺癌的数目。结果发现，与对照相比，具有VEGF释放或EPO释放支架的小鼠腹腔液中，前列腺癌数目分别减少了86％或91％。

还监测了各种处理的动物的存活时间。结果发现，与对照相比，释放VEGF和释放EPO的植入物大幅增加动物寿命>25％(参见附图16)。

实施例3：释放蛋白质的可降解组织支架的制造。

尽管很多研究使用物理吸附来产生生长因子释放支架，但是这些方法仅能释放生长因子1-2天。为改善释放时间，已开发出化学结合过程以产生生长因子包覆的支架。可惜的是，这些化学反应常改变支架材料性质及包含的蛋白质的生物活性，并需要额外的复杂的化学反应。为克服这些缺陷，已创建新的两步多孔支架制造方法，其中使用白蛋白微泡(MB)作为致孔剂(图10A)和生长因子载体。Nair,A.,etal.,Novelpolymericscaffoldsusingproteinmicrobubblesasporogenandgrowthfactorcarriers.TissueEngPartCMethods,2010.16(1):p.23-32。

第一MB包埋的支架表明，孔尺寸在100-150μm的范围，具有相互连接的基质(图10A)。同样，如考马斯亮蓝蛋白染色所表明的，沿着孔观察到蛋白沉淀，这意味着MB是造成大的孔尺寸的原因(图10B)。接着测试了在支架制造过程中MB是否能保护生长因子免受溶剂灭活。为此，选择胰岛素样生长因子-1(IGF-1)，胶原产生的有力刺激剂，作为典型趋化因子。的确，MB能够保护生长因子的生物活性，甚至在暴露于支架制造中常用的有机溶剂后。将这些IGF-1加载的MB纳入PLGA支架中，并进行释放研究。从MB支架释放的IGF-1比IGF-1浸泡的对照支架的生物活性高三倍(图10B)。

实施例4.可注射癌细胞陷阱的开发。

多孔支架的主要缺点是需要手术过程或套管针植入。为改善这种情况，研究已开展以合成基于水温敏感的水凝胶，其具有蛋白释放性质。这一努力的结果导致了聚乙二醇-聚丙烯酸互穿网络(PEG-PAA-IPN)水凝胶的产生。首先使用沉淀聚合法合成聚乙烯纳米微粒。参见TongCai,M.M.,andZhibingHu,MonodisperseThermoresponsiveMicrogelsofPoly(ethyleneglycol)Analogue-BasedBiopolymers.Langmuir,2007.23(17):p.8663-8666。然后将PEG纳米颗粒用作种子以形成二级聚丙烯酸(PAA)网络。在室温下，PEG-PAA-IPN可容易地与多种趋化因子和药物共混。在皮下注射到体内后，随温度升高，PEG-PAA纳米颗粒膨胀以形成固体和多孔植入物(图11A)。还监测了NIR标记的牛血清白蛋白(BSA)从包含0、3vs.5％纳米颗粒的水凝胶的释放。正如所料，PEG-PAA-IPN大幅延长了NIR-BSA的释放(图11B)。BSA的释放时间取决于聚合物重量百分比(图11C)。使用其它蛋白，例如胰岛素和EPO也发现类似的受控释放性质。我们的结果支持这一想法，即可容易地制造PEG-PAA-IPN水凝胶来以受控方式释放多种蛋白。

实施例5.制造微泡支架

使用我们的蛋白微泡制造方法来制造趋化因子/生长因子加载的PLGA支架。简而言之，将具有不同趋化因子的2-20％w/v蛋白溶液用氮气覆盖，并使用探头超声仪(Ultrasonix,Bothell,WA)在20kHz下超声10秒。蛋白溶液可由单一蛋白或不同比例的蛋白混合物构成。潜在的候选蛋白包括白蛋白、胶原蛋白、明胶、免疫球蛋白、胞外基质蛋白、纤连蛋白等。可将蛋白微泡溶液以1:1的比例加到PLGA(3-15％w/v，溶于1,4-二氧杂环己烷)中并轻轻搅拌。然后，将它们在液氮中骤冷并在0.01-0.1mBar真空下在Freezone12冻干机(Labconco,KansasCity,MO,USA)中冻干72小时。

使用扫描电子显微镜分析微泡(MB)支架。在不存在任何致孔剂的情况下，对照相分离的支架仅具有20μm的孔(图12A)。但是，明胶MB支架显示10-200μm大孔的存在(图12B)。蛋白分布和支架的内部结构通过采用考马斯亮蓝染色组织学切片进行确定，如前所述。正如所料，不存在致孔剂时，支架切片没有保留考马斯亮蓝染料(图12C)。相反，明胶MB支架切片的考马斯亮蓝染色表明了蛋白质存在于孔周围以及贯穿明胶MB支架的基质(图12C)。支架的抗压强度使用配有500N的测力传感器的MTSInsight2机器进行测试。样本(5mm宽和5mm厚)在偏转率为2mm/min下压缩到10％的应变。从类似我们之前公布的曲线的斜率计算杨氏模量。尽管孔尺寸不同，明胶MB支架和对照之间的孔隙度没有不同，而制造技术并没有表明在明胶MB支架抗压强度上的明显折中(图12G)。最后，细胞因子/生长因子从MB支架释放的释放动力学使用Oyster800结合的EPO和Oyster800结合的SDF确定。有趣的是，结果发现，在开始的24小时内存在两种趋化因子的大团释放(20％)。然后，支架每天持续释放两种趋化因子大约2％总量(图12H)。

实施例6.水凝胶癌细胞陷阱的前列腺癌细胞募集。

使用近红外标记的PC3前列腺细胞移植小鼠，研究了水凝胶癌细胞陷阱在减少癌症转移中的作用。具体地，PEG水凝胶如下制造。使用自由基聚合来合成羧基末端PEG衍生聚合物。简而言之，4,4'-偶氮二(4-氰基戊酸)和各种重量比例(10:1-20:1)的2-(2-甲氧基乙氧基)甲基丙烯酸乙酯(MEO₂MA)以及低聚(乙二醇)单甲醚甲基丙烯酸酯(Mw:475；OEOMA475)溶解在乙醇中以形成20wt％单体溶液。

溶液用氮气清洗10min并在60℃下培养6h。然后真空下蒸发除去溶剂，将粗聚合物重新溶解在DI水中，并用排气透析对DI水进行净化，然后冻干。羧基末端PEG衍生聚合物的低临界溶解温度(LCST)使用UV-可见分光计去确定。通过改变MEO₂MA与OEOMA475的摩尔比，获得了LCST为32℃的羧基末端PEG衍生聚合物，并使用该聚合物制造热胶凝生物活性水凝胶支架，如下面所述。通过物理吸附实现了将趋化因子/细胞因子纳入到PEG水凝胶中。PEG水凝胶与血管内皮生长因子(VEGF)(100ng/ml)、促红细胞生成素(EPO)(100国际单位/ml)、基质衍生因子1α(SDF-lα)或盐水(作为对照)混合。然后将水凝胶样本经由20号针头注射入C57小鼠的皮下腔体(在皮肤下面)中。然后小鼠通过静脉移植PC3前列腺癌细胞(5xl0⁶/小鼠)。移植后24小时，发现大量的PC3细胞积聚在水凝胶植入部位，如荧光强度增加所反映的。我们的结果显示，局部释放VEGF、EPO或SDF-lα增加了PC3前列腺癌细胞在植入部位(癌细胞陷阱)的募集。参见图17。

实施例7.透明质酸颗粒的蛋白释放率。

根据我们公布的程序制造不同尺寸的透明质酸(HA)颗粒(直径2、10、20和40μm)(美国专利7,601,704；ZouL,NairA,WengH,TsaiYT,HuZ,TangL.Intraocularpressurechanges:animportantdeterminantofthebiocompatibilityofintravitreousimplants.PLoSOne.2011；6(12):e28720.PMCID:3237488)。颗粒如下所述进行生产。将丙酮以重量比100:80(丙酮：HA溶液)添加到0.5wt％HA溶液中并搅拌混合物2小时。将己二酸二酰肼(ADH)和EDAC(ADH与EDAC的摩尔比为1：1)添加到混合物中，重量比为0.05：100(ADH:HA)，以形成交联混合物。然后，混合物在20℃下搅拌大约24小时，接着添加额外的丙酮，重量比为大约160：100(丙酮：HA溶液)以形成最终的混合物。最终的混合物搅拌20小时，并在蒸馏水中透析以形成HA颗粒。通过改变HA的浓度，同时保持丙酮/水重量比为2.5-3.8，可制得不同尺寸的HA颗粒。接着通过改变ADH与HA的重量比(0.01/100至0.20/100)，制备具有不同交联密度的一系列HA颗粒。

为最大化各种癌细胞趋化因子的装载效率，采用“吸入”方法来将各种大分子封装在HA颗粒内(BlackburnWH,DickersonEB,SmithMH,McDonaldJF,LyonLA.Peptide-functionalizednanogelsfortargetedsiRNAdelivery.Bioconjugatechemistry.2009；20(5):960-8.PMCID:2765502)。简而言之，将冻干的HA颗粒重悬于包含血管内皮生长因子(VEGF)(100ng/ml)、促红细胞生成素(EPO)(100国际单位/ml)、基质衍生因子1α(SDF-lα)的溶液中。重要的是，这是使用几乎完全被膨胀颗粒吸收的装载溶剂体积来完成的。

已经进行了测试HA颗粒是否可用于皮下蛋白递送的研究。简单地说，首先按照说明书分析合成了用近红外(NIR)染料(Oyster-800,BocaScientific)标记的BSA。用对照(BSA-NIR)或BSA-NIR加载的HA颗粒将BSA-NIR注入Balb/C小鼠的皮下空间(在皮肤下面)。然后使用KodakInVivoFXPro系统(f/stop,2.5；激发滤光器:760nm；发射滤光器：830nm：4x4binning)每天监控BSA-NIR的释放。为分析图像，抽取荧光图像中注射部位上的目标区域，并计算荧光图像中所有像素的平均强度。结果发现，BSA封装到HA颗粒中大幅延长NIR标记的BSA的释放速率(实施例#2)至＞14天。参见附图18A-B。

实施例8.用于转移性癌症治疗和诊断的癌细胞陷阱。

癌细胞陷阱是设计来触发转移性癌细胞募集的植入物。这种器械可用于癌症诊断和癌症治疗。

可从癌细胞陷阱提取募集的癌细胞用于诊断目的。为此，可将癌细胞陷阱制造为管状结构，在植入物的一侧或两侧具有开口。参见图19。多孔结构能够允许癌细胞从侧面和开口渗入到癌细胞陷阱的内腔。然后经由18-23号针头从癌细胞陷阱的内腔回收包含癌细胞的组织液。然后可使用流式细胞术方法确定募集的细胞的类型。

对于癌症治疗目的，可制造癌细胞陷阱以释放抗癌药物。癌细胞陷阱也可暴露于局部辐照。这些方法将能够消除植入部位处募集的癌细胞。参见图20。

实施例9.癌细胞陷阱设计。

实施例10趋化因子浓度和持续时间。

已进行实验以确定各种癌症干细胞趋化因子/生长因子从癌细胞陷阱的释放速率。每种生物分子的最佳释放速率在下面列出。

用于人类患者的癌细胞陷阱尺寸和大小。所有研究利用迄今使用的小鼠癌症模型进行。由于癌细胞的募集基于趋化因子的梯度，因此局部浓度，而非系统浓度，是决定因素。也就是说，癌细胞陷阱的有效性在是在上表列出的局部释放速率上确定的。

实施例11.癌细胞植入部位。

癌细胞陷阱可植入皮下空间和腹腔内。动物实验用来自Jackson实验室(BarHarbor,ME,USA)的C57BL/6小鼠(6-10周龄)进行。这种鼠科癌症转移模型包含两个相继的步骤。第一，将Lewis肺癌(LLC)癌细胞(5×10⁵个细胞/0.2ml/小鼠)经静脉注射移植到动物中。第二，将EPO加载的纳米颗粒癌细胞陷阱(600国际单位/1ml)注射入皮下空间或腹腔空间。植入癌细胞陷阱4周后，接着定量肺中转移性癌灶的数目。结果发现，皮下空间(皮肤下面)和腹腔空间(腹膜腔内)两者中的癌细胞陷阱植入在减少肺中LLC癌细胞病灶形成中均有效。参见图21。

温度敏感的水凝胶纳米微粒的制造描述于近期的文献中(CaiT,HuP,SunM,ZhouJ,TsaiY-T,BakerDW,TangL.Novelthermogellingdispersionsofpolymernanoparticlesforcontrolledproteinrelease.Nanomedicine8(8):1301-8,2012)。使用沉淀聚合法制备聚(寡(乙二醇)纳米颗粒。具体而言，将6.3gOEGEEM，0.86gME04MA连同0.02g乙二醇二甲基丙烯酸(EGDMA)作为交联剂，0.08g十二烷基磺酸钠(SDS)和0.61g甲基丙烯-1-赖氨酸添加到三颈烧瓶的400g蒸馏水中，将该烧瓶放在循环水浴中，氮气下，70℃反应30分钟。将0.20g的过硫酸铵(APS)溶解在5g水中，并加到该溶液中以引发聚合。反应在70℃以及N₂气下进行6小时。由此产生的聚(寡(乙二醇)纳米颗粒对DI水进行透析纯化一周。然后将上面制备的纳米颗粒用作种子以形成基于聚丙烯酸(PAAc)的第二网络。将252g的聚(寡(乙二醇)纳米颗粒溶液与0.3gN,N-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)和3.0g丙烯酸在烧瓶中于23℃混合24小时。然后将0.2gTEMED和0.2g过硫酸铵(APS)每一溶于5g水中，然后添加到烧瓶中。反应在氮气环境下进行30分钟。所得到的纳米颗粒对DI水透析纯化一周并离心用于进一步的用途。

实施例12.癌细胞陷阱对减少循环癌细胞的有效性。

测试水凝胶癌细胞陷阱对减少或消除循环癌细胞的有效性。动物实验用来自Jackson实验室(BarHarbor,ME,USA)的C57BL/6小鼠(6-10周龄)进行。近红外染料标记的B16F10黑色素瘤癌细胞或LLC癌细胞(5x10⁶个细胞/0.2ml/小鼠)通过静脉注射移植到动物中。将装载有各种趋化因子/生长因子(EPO,600国际单位/1ml；SDF-lα10μg/lml，RANTES/CCL5-600ng/ml，或HGF/SF-900ng/ml)的PEG水凝胶注射入动物背部的皮下空间内。癌细胞移植24小时后，从每一动物抽取血液，然后使用流式细胞术方法定量癌细胞在白血细胞总数目中的百分比。结果发现，各种癌细胞陷阱能够减少循环中癌细胞的数目。参见附图22和23。

实施例13.趋化因子浓度和持续时间。

开展进一步研究以确定癌细胞陷阱植入是否可减少癌细胞扩散-转移。为找到答案，用近红外染料标记的LLC癌细胞(5×10⁶细胞/0.2ml/小鼠)经由静脉注射移植到C57小鼠内。将EPO加载的PEG水凝胶(600国际单位/1ml；标记为水凝胶)和EPO加载的PLA支架(600国际单位/1ml；标记为支架)分别注射或植入动物背部的皮下空间。癌细胞移植24小时后，从动物中分离所有器官，各个器官中的LLC细胞的分布使用Kodak体内成像系统确定。事实上，结果发现，水凝胶癌细胞陷阱和支架癌细胞陷阱的植入大幅减少了LLC转移的主要器官肝、脾和肺中募集的癌细胞数目。参见图24。

实施例14.局部释放化疗药物消除癌症。

温度敏感的水凝胶纳米颗粒的制造描述于近期的文献中(CaiT,HuP,SunM,ZhouJ,TsaiY-T,BakerDW,TangL.Novelthermogellingdispersionsofpolymernanoparticlesforcontrolledproteinrelease.Nanomedicine8(8):1301-8,2012)。纳米颗粒在存在或不存在多柔比星(300μg/ml)和紫杉醇(30mg/ml)的情况下加载EPO(600国际单位/1ml)。为此，将EPO(600国际单位)，多柔比星(300μg)或紫杉醇(30mg)在室温下与50μg水凝胶纳米颗粒混合。植入后，分别测量10μg/天和1mg/天的多柔比星和紫杉醇的平均体内释放速率。

开展进一步研究，以确定植入化疗药物加载的癌细胞陷阱是否能杀死植入部位的癌细胞。为了找到答案，用荧光异硫氰酸酯(FITC)标记的LLC癌细胞(5×10⁶个细胞/0.2ml/小鼠)或FITC标记的黑色素瘤细胞经由静脉注射移植到C57小鼠。在植入后不同时间段(1、2、4、和7天)，处死动物。分离植入物和周围的组织，然后切片用于组织学分析。为定量细胞募集，使用配有QlmagingRetiga-EXiCCD相机(Qlmaging,Surrey,BC,Canada)的Leica荧光显微镜(LeicaMicrosystemsWetzlarGmbH,Wetzlar,Germany)拍摄组织切片图像。然后使用放大400X(可视面积0.24mm)的组织切片图像通过ImageJ处理程序的细胞计数插件来定量每个视野的细胞数目。

正如预期的那样，化疗药物(多柔比星和紫杉醇)的补充大幅减少了募集的PC3细胞和黑色素瘤细胞的数目。这些结果支持，癌细胞陷阱可用于消除(7天内>95％)植入部位的循环癌细胞。参见附图25和26。

实施例15.局部化疗药物。

在lGy下辐照后，通过在C57BL/6小鼠中移植0.5x10⁵AE9细胞和0.8x10⁵竞争细胞建立AE9AML(急性髓细胞性白血病)模型。然后将动物保持在笼中直至流式细胞仪检测到的外周血AML细胞>10％。将小鼠随机配对并植入EPO-PLGA支架或空白PLGA支架。监测支架植入后的细胞数目和寿命。参见附图27A-C和28A-C。

发现癌细胞陷阱不仅募集癌细胞，而且募集癌症干细胞。研究发现，许多募集的AML细胞具有干细胞标记。这些结果支持了，癌细胞陷阱可能通过从循环中特异性地除去癌症干细胞而大幅削弱癌症转移。图29显示的C-kit染色和GFP+包括癌症染色细胞。

虽然本发明的教导结合各种实施方式进行描述，但是并不表示本教导限于这些实施方式。相反，本教导包括各种替代、修饰和等同，如本领域技术人员理解的。

Claims

1.一种治疗或防止癌症转移的方法，包括给予需要的对象有效量的癌细胞陷阱，其中癌细胞募集至癌细胞陷阱，从而治疗或防止对象中癌症的转移。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述癌细胞陷阱包含水凝胶。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述癌细胞陷阱包含支架结构。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述支架包含可降解的聚合物和多肽。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述癌细胞陷阱包含微米颗粒和/或纳米颗粒。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其中所述癌症选自：黑色素瘤、前列腺癌、白血病、鳞状细胞癌、星形细胞瘤、卡波济氏肉瘤、成胶质细胞瘤、肺癌、膀胱癌、头颈部癌、卵巢癌、子宫癌、乳腺癌、肺癌、神经胶质瘤、结肠直肠癌、泌尿生殖系统癌、胃肠道癌、甲状腺癌和皮肤癌。

7.根据权利要求2所述的方法，其中所述水凝胶包含选自以下物质组成的组的材料：一种或多种聚合物材料、多糖、聚乙二醇-聚丙烯酸互穿网络(PEG-PAA-IPN)水凝胶、聚乙二醇、细胞外基质蛋白、纤维蛋白原、水凝胶微米颗粒以及它们的组合。

8.根据权利要求3所述的方法，其中所述支架包括PLGA、白蛋白、胶原蛋白、明胶、免疫球蛋白、细胞外基质蛋白、纤连蛋白以及它们的组合。

9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其中所述癌细胞陷阱包含一种或多种生物活性蛋白或分子。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述一种或多种生物活性蛋白或分子选自：IL-1、IL-4、IL-8、IL-10、IL-13、IL-17、CCL2、CCL5、CCL9、CCL18、CCL19、CCL20、CCL21、CCL25、CCL27、CCR4、CCR5、CCR7/CCL21、CCR9、CCR10、CCL18、CCL2/MCP-1、MIP-lα/CCL3、CXCL1、CXCL2、CXCL3、CXCL4、CXCL5、CXCL8、CXCL12/SDF-lα、CXCR2、CXCR3、CXCR4、CXCR7、促红细胞生成素(EPO)、CCL5/RANTES、肝细胞生长因子激活剂(HGFA)、胰岛素样生长因子-1(IGF-1)、环氧合酶-2(COX-2)、CXCL14、前列腺素E2、血小板衍生的生长因子、血管内皮生长因子(VEGF)以及它们的组合。

11.根据权利要求1-10任一项所述的方法，其中所述癌细胞陷阱植入对象中。

12.根据权利要求1-10任一项所述的方法，其中所述癌细胞陷阱注射入对象中。

13.根据权利要求1-12中任一项所述的方法，其中所述对象是人。

14.根据权利要求1-13任一项所述的方法，其中所述癌细胞陷阱进一步包含化疗剂。

15.一种包含权利要求1-14任一项的癌细胞陷阱的组合物。

16.一种检测癌症转移的方法，包括：给予需要的对象一癌细胞陷阱，其中转移性癌细胞迁移并积聚在癌细胞陷阱中；以及测试癌细胞陷阱中转移性癌细胞的存在，从而检测对象中的癌症转移。