新型納米材料可安全抑制腫瘤生長
癌癥病人在化療中通常需要使用高毒性的化療藥物。由于藥物的非特異性，在殺死癌細胞的同時，同樣殺死正常細胞，損害正常的組織和器官。事實上，
70%以上接受化療的癌癥患者，最后死于藥物毒性。是否可以使用對正常細胞和組織無毒的納米材料或分子，讓這些材料或分子進入腫瘤后才產(chǎn)生毒性，或引起毒害作用？最近，中科院上海硅酸鹽所研究員施劍林團隊通過對腫瘤內(nèi)部氧組分或活性氧組分的調(diào)控，初步實現(xiàn)了這一構(gòu)思。這為未來的無毒副作用的腫瘤化療提供了可能。相關(guān)研究成果已經(jīng)發(fā)表在《自然
—納米技術(shù)》上。
? ? 該團隊一方面采用他們在國際上最早實現(xiàn)的細胞核靶向藥物輸運策略，將光敏劑直接輸運至癌細胞的核內(nèi)，實現(xiàn)了在極低光照條件下有效抑制腫瘤生長的目的；此外，還設(shè)計制備出納米尺寸的閃爍顆粒/半導(dǎo)體核殼結(jié)構(gòu)，在高穿透深度的X射線照射下，利用閃爍顆粒將高能射線轉(zhuǎn)化為紫外/可見光激發(fā)外層的半導(dǎo)體顆粒，從而使半導(dǎo)體顆粒上產(chǎn)生光生電子和空穴。其中的光生空穴可以直接氧化水分子，產(chǎn)生ROS如羥基自由基，使得腫瘤治療可以持續(xù)產(chǎn)生療效。
? ? 研究人員將無毒的金屬樸啉分子裝載入同樣無毒的介孔有機硅納米顆粒的孔道內(nèi)，當這些顆粒被腫瘤吞噬后，加上一個簡單的外部超聲作用，其中的樸啉分子就會分解釋放出ROS和金屬離子。ROS殺死癌細胞，而特定的金屬離子可用于腫瘤部位的磁共振成像，實現(xiàn)治療過程的監(jiān)控和評估。
? ? 在此基礎(chǔ)上，施劍林團隊提出了化學(xué)動力學(xué)的腫瘤治療概念。通過一種簡便的方法，針對性地合成了一種奇特而新穎的納米顆粒。這種納米顆粒在腫瘤細胞間質(zhì)的微弱酸性環(huán)境下即可迅速解離釋放大量亞鐵離子；而亞鐵離子歧化瘤內(nèi)累積的過氧化氫而產(chǎn)生大量羥自由基；最后，羥自由基引起腫瘤細胞的蛋白變性、DNA斷裂等一系列氧化損傷，最終引起癌細胞的凋亡。這種納米顆粒在瘤內(nèi)的最終產(chǎn)物為生物安全的鐵離子，不存在傳統(tǒng)藥物載體長期滯留的潛在毒性。
? ? 施劍林表示，腫瘤的快速生長依賴于充分的氧組分和養(yǎng)分的供給，事實上是人體的血管系統(tǒng)養(yǎng)活了腫瘤。為此，與以上的活性氧組分完全不同的策略是，如果能利用某種可以進入腫瘤組織和細胞的納米顆粒，這些顆粒能夠大量消耗腫瘤內(nèi)的氧分子，同時阻塞其中的血管系統(tǒng)，阻止外部氧分子和養(yǎng)分的供給，就有可能實現(xiàn)腫瘤的饑餓治療。
? ? 施劍林團隊采用改進的自蔓延燃燒方法，并制備出單分散的、直徑100納米左右的硅化鎂納米顆粒。這種納米顆粒在正常組織環(huán)境下性能穩(wěn)定，無毒無害且制備成本很低。而在腫瘤的弱酸性環(huán)境下，可以與質(zhì)子反應(yīng)生成硅烷。這種硅烷分子極易與氧分子反應(yīng)，從而達到抑制腫瘤生長的目的。這些氧化硅顆粒還可以在一定時間后徹底降解，因此不存在毒副作用。
? ? 施劍林特別強調(diào)，目前這一方法還有待于進一步改進，主要是要尋找有效的納米顆粒表面改性方法，賦予其足夠長的體內(nèi)血液系統(tǒng)中的循環(huán)時間和主動靶向腫瘤的能力，實現(xiàn)通過靜脈給藥的無毒副作用腫瘤治療。