纳米催化医学是肿瘤治疗新路径

　　——专访中科院院士、中科院上海硅酸盐研究所研究员施剑林

　　《瞭望东方周刊》记者万宏蕾 编辑顾佳贇

　　有没有什么材料能够做到对正常细胞没有伤害，只有到达肿瘤部位才会发生一系列特殊的变化，从无毒变有毒，进而杀伤肿瘤？答案是：有。

　　在人类对抗肿瘤的“战争”中，化疗仍是最常用的“武器”。但常规采用具有高细胞毒性药物的化疗方法，常常造成“杀敌三千，自损八百”的副作用，而强毒副作用与低化疗效果正是癌症病人的主要死亡原因之一。因此，开发无毒、安全、高效的癌症治疗体系尤为重要。

　　有没有什么材料能够做到对正常细胞没有伤害，只有到达肿瘤部位才会发生一系列特殊的变化，从无毒变有毒，进而杀伤肿瘤？答案是：有。

　　中科院院士、中国医学科学院学部委员、中科院上海硅酸盐研究所研究员施剑林及团队率先提出“纳米催化医学”新概念，为个性化生物医学提供一种全新且低毒有效的癌症诊疗解决方案。纳米催化医学如何准确打击肿瘤？就相关问题，《瞭望东方周刊》近日专访了施剑林。

　　能发挥重大作用

　　《瞭望东方周刊》：什么是纳米催化医学，为什么要用纳米催化医学？

　　施剑林：纳米催化医学，对大家还是一个相对陌生的概念。起源于美国的“纳米医学”已有20多年的历史，简单理解，就是把药做成纳米级别，提高药物的生物利用率，这可以说是纳米医学的第一步。这些年，纳米医学的进步非常显著，基础研究成果很多，但临床的挑战依旧存在，也就是说还没有真正在临床上实现转化和应用。

　　在纳米医学基础上加上“催化”，这是我们在国际上自己提出的一个新概念。催化是个化学概念，我们把纳米技术、纳米材料用到医学领域，并使之从概念到实际应用，除了把药物包含在材料里面做靶向的药输，还可以把材料作为一种造影剂，用在磁共振、CT等，材料还能用在多功能多模式协同治疗等方面。

　　针对化疗的疗效低、毒副作用强、容易产生耐药性等问题，我们正在探索使用纳米技术、材料，特别是一些无机材料，让它们在肿瘤治疗领域发挥作用。

　　《瞭望东方周刊》：纳米催化医学如何实现准确打击肿瘤，具体是怎么做的？

　　施剑林：纳米药物递送通过靶向输运和药物的控制来提高药效、减少毒副作用。目前，国内外大部分相关研究和应用工作都集中在这个领域。类似的工作我们从2002年左右做到2017年，近几年为什么不在这条道路上继续走下去了？因为纳米药物递送解决不了化疗药物的根本问题，化疗药物的毒性没有减少，可供选择性也没有提高。纳米药物递送确实提高了靶向效率，但提高的程度非常有限。

　　解决化疗药物毒副作用问题，最根本的出路在哪里？我们的探索就是使用某种材料，这个材料是无毒、低毒的，这种材料到达肿瘤等病灶部位，能够响应肿瘤的微环境，然后在瘤内原位发生催化反应，发挥针对癌细胞的作用，而到了正常器官，如肝脏、肾脏，材料就不会产生任何毒副作用。

　　从过去的药物递送路径到纳米催化医学路径，意味着从使用有毒化疗药物变成通过材料发生催化反应来实现治疗目标。针对肿瘤治疗，我们团队提出的一个概念是基于活性氧调控的纳米催化医学，大致就是生命体里面必须要有氧，可以通过调控肿瘤里氧的含量来控制肿瘤。我们团队的相关论文在三四年间已经有1100次引用，说明在这个领域我们已经发挥了引领作用。

　　曙光在前

　　《瞭望东方周刊》：纳米催化医学的下一步发展方向是什么？

　　施剑林：相对纳米医学的第一步，我们提出的纳米催化医学走出了第二步和第三步。从第一步药物简单的递送到第二步纳米催化医学，即不使用有毒药物，通过原位发生催化反应，来达到疾病治疗的目的。第三步，在纳米催化的基础上发展更新的策略，即纳米催化免疫，不仅不用有毒化疗药物，还要求治疗过程中不产生毒性，甚至在治疗过程中要求材料不进入循环系统。

　　如果第三步彻底实现，从理论上讲就是完全安全可靠的治疗方法。目前相关基础研究正在紧锣密鼓地进行。我们认为通过纳米催化可以解决在免疫治疗过程中免疫微环境抑制和免疫细胞对肿瘤的浸润性差两个大难题。

　　另外一项研究叫做纳米催化肿瘤解聚治疗。临床上有很多疾病，比如说腔道肿瘤、膀胱癌、肠癌，都是高发、易转移的，是对生命健康影响非常大的疾病。大部分的肠癌、膀胱癌都发生在内壁，患者小便发现有血，进行检查发现得了膀胱癌，然后临床上通过尿道灌注给药，但是目前灌注的化疗药物效果较差，6次化疗可能都实现不了10%的治疗率。对此，我们提出的策略是肿瘤解聚。

　　肿瘤长在器官上，本身是一个实体，里面有很多癌细胞组成，癌细胞通过很多蛋白连接，这些蛋白有一个共同特点，有钙依赖性，统称为钙黏蛋白。正常人在日常生活中每天都会产生很多癌细胞，这些癌细胞都是单个的，免疫系统可以识别并除掉。可一旦变成一个团簇，到某处定植，免疫系统就无法将其彻底清除，肿瘤就会产生。我们的想法是把已经定植的团簇，甚至长成的瘤子，解聚成单个癌细胞，这样在血液循环里面就可以免疫去除。对一些具体的肿瘤，如肠癌、膀胱癌，解聚之后的癌细胞可以随着小便、大便排出体外，不用再通过化疗去杀死细胞，问题就能解决。

　　这两年我们一直在做肿瘤解聚的研究，按照纳米催化医学概念，肿瘤解聚不是用药，因为不使用进入身体循环系统的药物，不引起人体生理变化。目前所有相关试验评价下来都是非常安全可靠的。

　　《瞭望东方周刊》：除了肿瘤，纳米催化医学还有哪些具体应用？

　　施剑林：还有很多，比如治疗骨质疏松。骨质疏松会引起很多疾病，对老年人尤其是女性造成困扰，病人非常痛苦。临床上有骨质疏松的化疗药物，但毒性太大，能不能用无毒材料做？我们发明了一种钙铝层状双氢氧化物，这种材料是一种纳米的片状，通过表面修饰后静脉注射，可以靶向达到骨质疏松部位。材料达到病灶后，通过一种化学反应达到两个目的，既治标，消除病灶里面的酸性，又促进成骨，逆转免疫微环境。实验中这种材料用上去，我们在体外发现确实可以使破骨细胞表达下降，使成骨细胞表达上升，也就是逆转了原来的骨质疏松进程。

　　我们还在研究纳米催化技术应用到其他疾病（比如炎症、心血管疾病）的治疗等方面。心血管疾病很多跟活性氧有关，利用纳米催化技术，我们希望不仅清除活性氧，还要消除产生活性氧的根源，这是纳米催化医学可能发挥重大作用的又一大领域。