今日，《自然》子刊《自然·納米技術》（Nature Nanotechnology）在線刊登了一項創新抗癌研究：
加州大學洛杉磯分校（UCLA）華人學者顧臻教授與其團隊開發出了一種新型癌症免疫治療策略。通過在腫瘤切除部位噴灑噴霧，快速形成凝膠，並通過包埋其中的納米顆粒緩釋抗體藥物，研究人員在動物模型上驗證了該種噴劑能靶向手術後的殘餘癌細胞，顯著抑制癌症復發和潛在的轉移。
▲本文通訊作者UCLA顧臻教授（圖片來源：UCLA官網）
對於不少癌症患者來說，腫瘤切除手術是必要且有效的治療方法。例如，被診斷為乳腺癌早期的患者，有95%需要進行手術；而對於腦腫瘤患者來說，手術更是一線治療方法。然而，儘管近些年來手術技術得到不斷改善，術後難免存在殘餘的癌細胞，有些癌細胞甚至還會進入外周血液循環。因此，接受手術治療的患者，術後復發常有發生。而據統計，大約九成癌症患者最後是因為腫瘤復發或癌症轉移而死亡。
那麼，有什麼辦法能夠在術後最大程度防止腫瘤捲土重來，同時沒有明顯的毒副作用呢？這正是顧臻教授團隊想要回答的問題。
首先，研究人員們指出，免疫系統之所以難把癌細胞趕盡殺絕，一大原因在於癌細胞的“表面功夫”太厲害——在很多癌細胞表面，都高水平表達一種叫作CD47的分子。這種整合素相關蛋白令癌細胞彷彿貼上免死金牌，向巨噬細胞打出“別吃我”的信號，從而逃過一死。好在自從癌細胞的這套策反攻略被科學家揭發以後，人們已經找到幾種可以阻斷CD47的特異性抗體，也讓CD47成為富有潛力的癌症治療靶點。顧臻教授的研究團隊就是利用這類抗體來對付術後腫瘤餘孽，讓免疫系統認清它們的真面目，將之清除。
但是，CD47並非癌細胞的專屬。事實上，人體內數量最多、新舊更替最快的一類細胞——紅細胞表面，CD47就起了重要的作用。它能保證衰老紅細胞被免疫系統清除、同時年輕紅細胞不被誤傷。因此，如果全身用藥阻斷CD47，殺敵的同時就容易自損，有引起貧血等問題的風險。
為了把藥物較精準地遞送到腫瘤切除部位，致力於開發新型藥物遞送系統的顧臻團隊設計了一種精巧的方式。 他們先把這些抗體裝進納米顆粒中，再採用噴霧的形式，局部施加到手術部位。
通過一個雙儲液噴霧器，噴霧溶液中的纖維蛋白原和凝血酶一經混合，會迅速在傷口處形成凝膠狀的纖維蛋白，有助於止血並促進傷口癒合。與此同時，噴霧裡的納米顆粒也會一步到位凝固在凝膠內，直接作用於傷口。研究人員們製造的這些納米顆粒，所選用的材料是碳酸鈣。在呈現微酸性的傷口及腫瘤微環境裡，這些顆粒可以被逐漸溶解，釋放其中的抗CD47藥物。
▲噴霧凝膠示意圖：包埋在纖維蛋白膠裡的碳酸鈣納米顆粒緩釋出的抗體可以封閉癌細胞表面表達的CD47（圖片來源：參考資料[1]）
此外，這種納米顆粒載體本身還能帶來一定的治療優勢。當傷口及潛在腫瘤微酸環境被碳酸鈣“中和”後，“還可以增強巨噬細胞的活性，加強它們清除體內異物的能力。”論文第一作者陳倩博士說。
研究人員通過動物實驗測試了這種噴霧凝膠的效果。在接受了手術切除的晚期黑色素瘤小鼠中，術後用凝膠做了處理的小鼠，有半數沒有再檢測到殘餘的腫瘤細胞。這顯著提高了對腫瘤再生的控制，這些小鼠的術後生存時間也至少達到60天。
有意思的是，這種噴霧凝膠不僅在切除腫瘤的部位嚴防死守，抑制復發，還能抑制腫瘤在體內其他部位的發展。顧臻教授介紹說，在模擬癌症轉移的小鼠中，手術局部施加噴霧凝膠後，遠端的腫瘤生長也得到了抑制。“我們發現免疫系統中的T細胞也會被這種治療性凝膠激活，一起調動起來，攻擊潛在的癌細胞。”陳倩博士補充道。
▲在癌症轉移的小鼠模型中，在手術切除部位（右側）用凝膠處理後，遠端的腫瘤（左側）生長也得到了控制（圖片來源：參考資料[1]）
下一步，研究團隊將繼續通過動物實驗摸索這種噴劑的最佳劑量、納米顆粒的最佳組合和理想的施加頻率等，為潛在應用於臨床做好準備。
我們祝賀顧臻教授團隊的這項癌症免疫治療策略在動物模型中得到驗證，也期待這種抗癌噴霧凝膠進一步發揮潛能，幫助掃清治癒癌症道路上的障礙。
[1] Qian Chen et al., (2018), In situ sprayed bioresponsive immunotherapeutic gel for post-surgical cancer treatment, Nature nanotechnology, DOI: 10.1038/s41565-018-0319-4
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