喷雾“喷一喷”,就能阻止癌症复发?
这是加州大学洛杉矶分校(UCLA)华人学者顾臻团队带来的最新成果。
在12月10日发表于Nature Nanotechnology杂志上的新研究中,科学家们描述了一种“喷雾凝胶”(spray gel)技术。
动物试验表明,这一新技术不仅能抑制术后肿瘤复发,还能潜在抑制癌症向其它部位转移。
如果后续研究顺利,“喷雾凝胶”技术有望成为治愈癌症有效的辅助工具。
手术是治疗癌症的一种主要手段,几乎95%的早期乳腺癌患者会接受手术治疗。然而,尽管外科技术不断进步,但癌症往往会在手术后复发。
如何抑制癌症复发?这是科学界探索多年的难题,也是顾臻团队的研究方向之一。先前,他们已发表了多项相关的研究成果。
那么,这次的“喷雾凝胶”究竟是怎样的一种技术呢?
技术原理
“喷雾凝胶”,顾名思义,喷出来的凝胶。从上面的视频可以看出,这是操作起来非常简单的技术。
左边的溶液中(绿色)含有包裹着一种抗癌药的纳米颗粒以及一种叫纤维蛋白原的物质;右边的溶液中(蓝色)含有凝血酶。
当溶液同时被喷到手术部位时,纤维蛋白原和凝血酶“相遇”会迅速形成纤维蛋白凝胶(这种凝胶是经美国FDA批准的材料),凝胶里会包裹着携带药物的纳米颗粒。
这种凝胶共有两个作用:1)让纳米颗粒停在手术部位;2)促进伤口愈合。真正发挥抗癌作用的是携带药物的纳米颗粒。
据科学家们介绍,这种纳米颗粒由碳酸钙制成,该物质是蛋壳的主要成分,也经常在岩石中被发现。
之所以选择碳酸钙来制作纳米颗粒,是因为在微酸性的手术伤口位置,这种物质能够逐渐被溶解,从而释放包裹在其中的药物。此外,它还能够增强一种巨噬细胞的活性。这种巨噬细胞可帮助清除体内的异物。
那么,纳米颗粒里“藏”的是哪种药物呢?科学家们用的是当前非常热门的免疫疗法。
具体来说,顾臻团队使用的是靶向癌细胞上名为CD47蛋白质的一种抗体(以下称CD47抗体)。CD47是癌细胞的一个“保护伞”,它可以让癌细胞释放“别吃我”的信号,从而躲避免疫系统的攻击。用药物阻断CD47蛋白(即抑制它的作用)能够使免疫系统找到并摧毁癌细胞。
当凝胶将包裹着CD47抗体的纳米颗粒固定在手术部位后,纳米粒子会逐渐溶解,然后将CD47抗体释放出来,进而发挥抗癌作用。
值得一提的是,研究中,科学家们发现,“喷雾凝胶”技术还可以激活免疫系统中的T细胞,使它们协同工作,成为对抗残留癌细胞的另一种途径。
疗效喜人
顾臻团队利用手术切除了晚期黑色素瘤的小鼠,对这种可降解的“喷雾凝胶”进行了测试。结果显示,这种技术抑制了手术后残留的肿瘤细胞的生长,这有助于防止癌症的复发。接受凝胶治疗后,50%的小鼠存活了至少60天,肿瘤没有复发。
接下来,研究人员将继续在动物中测试这种技术,以了解最佳剂量、理想的治疗频率等问题,然后再在人类患者中进行测试。
据悉,“喷雾凝胶”相关技术目前已授权给顾臻教授在今年成立的初创公司——ZenCapsule。该公司致力于开发先进的药物递送系统,以提高抗癌药物的疗效,改善患者的生活质量,其多项核心技术与代表性免疫疗法——免疫检查点抑制剂有关。
本科、硕士毕业于南京大学的顾臻教授于UCLA获得工学博士学位,现为该校生物工程系教授,主要的研究方向是药物递送系统和生物材料,目前已发表学术论文150余篇,申请专利50余项。
他表示,约90%的癌症患者死于肿瘤复发或转移。如果能够开发出一种技术,毒性低,又能降低癌症复发和转移发生的风险,这将是非常令人欣慰的。