2019年12月15日
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南大校友研发纳米喷胶
有望抑制手术后肿瘤复发

近日,南京大学杰出校友、加州大学洛杉矶分校华人学者顾臻教授与其团队开发出一种新型癌症免疫治疗策略。通过在肿瘤切除部位喷洒喷雾,快速形成凝胶,并通过包埋其中的纳米颗粒缓释抗体药物,该种喷剂能靶向手术后的残余癌细胞,显著抑制癌症复发和潜在转移,相关结果发表在《自然·纳米技术》。据悉,顾臻教授已在家乡江苏海门成立初创公司,获得约600万美金融资。

对不少癌症患者来说,肿瘤切除手术是必要且有效的治疗方法,95%的乳腺癌早期患者需进行手术,而对脑肿瘤患者来说手术更是一线治疗方法。然而,尽管手术技术不断改善,术后难免存在残余癌细胞,有些癌细胞甚至会进入外周血液循环。因此,术后肿瘤复发常有发生。据统计,约九成癌症患者死于肿瘤复发或癌症转移。如何在术后最大程度防止肿瘤卷土重来,同时无明显毒副作用?

“免疫系统之所以难把癌细胞赶尽杀绝,一大原因在于癌细胞的‘表面功夫’太厉害——在很多癌细胞表面,都高水平表达一种叫作CD47的分子。”顾臻告诉记者,这种整合素相关蛋白仿佛给癌细胞贴上免死金牌,向巨噬细胞打出“别吃我”的信号,从而逃过一死。目前,人们已找到几种阻断CD47的特异性抗体,也让CD47成为富有潜力的癌症治疗靶点。顾臻教授团队就是利用这类抗体来对付术后肿瘤余孽,让免疫系统认清它们的真面目,将之清除。

但CD47并非癌细胞专属。事实上,在人体内数量最多、新旧更替最快的一类细胞——红细胞表面,CD47就起了重要作用。它能保证衰老红细胞被免疫系统清除、同时年轻红细胞不被误伤。因此若全身用药阻断CD47,杀敌的同时就容易自损,引起贫血等问题。

为了把药物精准递送到肿瘤切除部位,致力于开发新型药物递送系统的顾臻团队设计了一种精巧的方式。他们先把这些抗体装进纳米颗粒中,再采用喷雾的形式局部施加到手术部位。通过双储液喷雾器,喷雾溶液中的纤维蛋白原和凝血酶一经混合,会迅速在伤口处形成凝胶状纤维蛋白,有助于止血并促进伤口愈合。“与此同时,喷雾里的纳米颗粒也会一步到位凝固在凝胶内,直接作用于伤口。”顾臻团队制造的这些纳米颗粒,所选用的材料是碳酸钙。在呈现微酸性的伤口及肿瘤微环境里,这些颗粒可以被逐渐溶解,释放其中的抗CD47药物。

研究人员通过动物实验测试了这种喷雾凝胶的效果。在接受了手术切除的晚期黑色素瘤小鼠中,术后用凝胶做了处理的小鼠,有半数没有再检测到残余的肿瘤细胞。这显著提高了对肿瘤再生的控制,这些小鼠的术后生存时间也至少达到60天。

有意思的是,这种喷雾凝胶不仅在切除肿瘤的部位严防死守,抑制复发,还能抑制肿瘤在体内其他部位的发展。顾臻介绍说,在模拟癌症转移的小鼠中,手术局部施加喷雾凝胶后,远端的肿瘤生长也得到抑制。“下一步我们将继续通过动物实验摸索这种喷剂的最佳剂量、纳米颗粒的最佳组合和理想的施加频率等,为潜在应用于临床做好准备。”