納米催化醫學是腫瘤治療新路徑

在人類對抗腫瘤的“戰爭”中，化療仍是最常用的“武器”。但常規采用具有高細胞毒性藥物的化療方法，常常造成“殺敵三千，自損八百”的副作用，而強毒副作用與低化療效果正是癌癥病人的主要死亡原因之一。因此，開發無毒、安全、高效的癌癥治療體系尤為重要。

有沒有什么材料能夠做到對正常細胞沒有傷害，只有到達腫瘤部位才會發生一系列特殊的變化，從無毒變有毒，進而殺傷腫瘤？答案是：有。

中科院院士、中國醫學科學院學部委員、中科院上海硅酸鹽研究所研究員施劍林及團隊率先提出“納米催化醫學”新概念，為個性化生物醫學提供一種全新且低毒有效的癌癥診療解決方案。納米催化醫學如何準確打擊腫瘤？就相關問題，《瞭望東方周刊》近日專訪了施劍林。

能發揮重大作用

《瞭望東方周刊》：什么是納米催化醫學，為什么要用納米催化醫學？

施劍林：納米催化醫學，對大家還是一個相對陌生的概念。起源于美國的“納米醫學”已有20多年的歷史，簡單理解，就是把藥做成納米級別，提高藥物的生物利用率，這可以說是納米醫學的第一步。這些年，納米醫學的進步非常顯著，基礎研究成果很多，但臨床的挑戰依舊存在，也就是說還沒有真正在臨床上實現轉化和應用。

在納米醫學基礎上加上“催化”，這是我們在國際上自己提出的一個新概念。催化是個化學概念，我們把納米技術、納米材料用到醫學領域，并使之從概念到實際應用，除了把藥物包含在材料里面做靶向的藥輸，還可以把材料作為一種造影劑，用在磁共振、CT等，材料還能用在多功能多模式協同治療等方面。

針對化療的療效低、毒副作用強、容易產生耐藥性等問題，我們正在探索使用納米技術、材料，特別是一些無機材料，讓它們在腫瘤治療領域發揮作用。

《瞭望東方周刊》：納米催化醫學如何實現準確打擊腫瘤，具體是怎么做的？

施劍林：納米藥物遞送通過靶向輸運和藥物的控制來提高藥效、減少毒副作用。目前，國內外大部分相關研究和應用工作都集中在這個領域。類似的工作我們從2002年左右做到2017年，近幾年為什么不在這條道路上繼續走下去了？因為納米藥物遞送解決不了化療藥物的根本問題，化療藥物的毒性沒有減少，可供選擇性也沒有提高。納米藥物遞送確實提高了靶向效率，但提高的程度非常有限。

解決化療藥物毒副作用問題，最根本的出路在哪里？我們的探索就是使用某種材料，這個材料是無毒、低毒的，這種材料到達腫瘤等病灶部位，能夠響應腫瘤的微環境，然后在瘤內原位發生催化反應，發揮針對癌細胞的作用，而到了正常器官，如肝臟、腎臟，材料就不會產生任何毒副作用。

從過去的藥物遞送路徑到納米催化醫學路徑，意味著從使用有毒化療藥物變成通過材料發生催化反應來實現治療目標。針對腫瘤治療，我們團隊提出的一個概念是基于活性氧調控的納米催化醫學，大致就是生命體里面必須要有氧，可以通過調控腫瘤里氧的含量來控制腫瘤。我們團隊的相關論文在三四年間已經有1100次引用，說明在這個領域我們已經發揮了引領作用。

把已經定植的團簇，甚至長成的瘤子，解聚成單個癌細胞，這樣在血液循環里面就可以免疫去除。對一些具體的腫瘤，如腸癌、膀胱癌，解聚之后的癌細胞可以隨著小便、大便排出體外。

曙光在前

《瞭望東方周刊》：納米催化醫學的下一步發展方向是什么？

施劍林：相對納米醫學的第一步，我們提出的納米催化醫學走出了第二步和第三步。從第一步藥物簡單的遞送到第二步納米催化醫學，即不使用有毒藥物，通過原位發生催化反應，來達到疾病治療的目的。第三步，在納米催化的基礎上發展更新的策略，即納米催化免疫，不僅不用有毒化療藥物，還要求治療過程中不產生毒性，甚至在治療過程中要求材料不進入循環系統。

如果第三步徹底實現，從理論上講就是完全安全可靠的治療方法。目前相關基礎研究正在緊鑼密鼓地進行。我們認為通過納米催化可以解決在免疫治療過程中免疫微環境抑制和免疫細胞對腫瘤的浸潤性差兩個大難題。

另外一項研究叫做納米催化腫瘤解聚治療。臨床上有很多疾病，比如說腔道腫瘤、膀胱癌、腸癌，都是高發、易轉移的，是對生命健康影響非常大的疾病。大部分的腸癌、膀胱癌都發生在內壁，患者小便發現有血，進行檢查發現得了膀胱癌，然后臨床上通過尿道灌注給藥，但是目前灌注的化療藥物效果較差，6次化療可能都實現不了10%的治療率。對此，我們提出的策略是腫瘤解聚。

腫瘤長在器官上，本身是一個實體，里面有很多癌細胞組成，癌細胞通過很多蛋白連接，這些蛋白有一個共同特點，有鈣依賴性，統稱為鈣黏蛋白。正常人在日常生活中每天都會產生很多癌細胞，這些癌細胞都是單個的，免疫系統可以識別并除掉。可一旦變成一個團簇，到某處定植，免疫系統就無法將其徹底清除，腫瘤就會產生。我們的想法是把已經定植的團簇，甚至長成的瘤子，解聚成單個癌細胞，這樣在血液循環里面就可以免疫去除。對一些具體的腫瘤，如腸癌、膀胱癌，解聚之后的癌細胞可以隨著小便、大便排出體外，不用再通過化療去殺死細胞，問題就能解決。

這兩年我們一直在做腫瘤解聚的研究，按照納米催化醫學概念，腫瘤解聚不是用藥，因為不使用進入身體循環系統的藥物，不引起人體生理變化。目前所有相關試驗評價下來都是非常安全可靠的。

《瞭望東方周刊》：除了腫瘤，納米催化醫學還有哪些具體應用？

施劍林：還有很多，比如治療骨質疏松。骨質疏松會引起很多疾病，對老年人尤其是女性造成困擾，病人非常痛苦。臨床上有骨質疏松的化療藥物，但毒性太大，能不能用無毒材料做？我們發明了一種鈣鋁層狀雙氫氧化物，這種材料是一種納米的片狀，通過表面修飾后靜脈注射，可以靶向達到骨質疏松部位。材料達到病灶后，通過一種化學反應達到兩個目的，既治標，消除病灶里面的酸性，又促進成骨，逆轉免疫微環境。實驗中這種材料用上去，我們在體外發現確實可以使破骨細胞表達下降，使成骨細胞表達上升，也就是逆轉了原來的骨質疏松進程。

我們還在研究納米催化技術應用到其他疾病（比如炎癥、心血管疾病）的治療等方面。心血管疾病很多跟活性氧有關，利用納米催化技術，我們希望不僅清除活性氧，還要消除產生活性氧的根源，這是納米催化醫學可能發揮重大作用的又一大領域。