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新型纳米材料定向爆破癌细胞

【本文为疾病百科知识,仅供阅读】  2016-02-26  作者:厚朴方舟  

对军事战争感兴趣的人,一定听说过一个牛逼的军事术语–外科手术式打击。每一个下达作战命令的军官,在说完“外科手术式打击”后,浑身都是通透的。

在军事上,“外科手术式打击”对被打击对象来讲,是毁灭性的。但是在医疗圈,真正的外科手术却没那么厉害。尤其是在面对穷凶恶极的癌症的时候。

对于那些体内已经存在肿瘤的患者,一般会通过手术切除肿瘤。手术中,医生也想一次清除患者体内的所有癌细胞,但是现实中医生总是处于两难的境地:多切点病灶吧,怕严重损害器官功能;少切点儿吧,残余的癌细胞可能会死灰复燃。其实,医生根本就不知道癌组织与健康组织的界限在哪里。

所以通常在术后,为了巩固手术效果,医生还会根据患者的情况为患者安排化疗或者放疗。但是这种治疗方法对人体来说会有很大的毒副作用,比较常见的会有脱发、恶心呕吐、食欲不振和白细胞或血小板减少等等,让患者痛不欲生。

说到这里你肯定要问:有没有更好的方法可以为手术治疗兜底的?你肯定知道答案是:有!要不然就没这篇文章了。

美国德州的莱斯大学(Rice University)为这件事情操碎了心。莱斯大学有个研究团队十余年如一日研究一个新项目,意欲把手术后残余的癌细胞一扫光。在这个项目上,他们拼了几代研究僧,发了好多文章。终于发现了一种纳米技能可以帮手术治疗“擦屁股”。

聚集在细胞表面的纳米金属颗粒

一般来讲,实体肿瘤里面都会长有血管。莱斯大学的研究人员把纳米金属粒子注射到肿瘤组织的血管中,这些纳米金属粒子会自己穿过血管,进入肿瘤组织中,并聚集在癌细胞附近。然而,细胞都是很“爱干净”的,当这些纳米金属颗粒聚集在细胞表面时,细胞就把纳米金属颗粒吞掉。这就是作死的前列步,因为细胞不知道自己吞进去的是“特洛伊木马”。然后研究人员就拿着红外激光发射器照射手术部位。剩下的剧情你都知道了:金属离子发热,把细胞“烫死”了。完了!

就这么简单!?

肯定不是啊,要是这么简单的话,这项技能还不早就问世了。毕竟纳米金属粒子到处都是。

不幸的事有二:健康的细胞也会“吞食”纳米金属颗粒;连续的红外激光能量太强,也会伤及健康细胞。这又折磨了莱斯大学研究人员一段时间。

终于在上周,莱斯大学的物理学家Dmitri Lapotko研究团队漂漂亮亮地解决了这个问题。他们的研究结果较终发表在《自然纳米技能》上(1)。

为了改进这种纳米金属粒子技能,Dmitri Lapotko研究团队把很难用标准方法痊愈的鳞状细胞癌移植到小鼠身上,在这些小鼠身上做了大量的研究。

首先解决精准定位问题。这一部分就是让纳米金属颗粒只去癌细胞表面聚集。有没有方法呢?有啊!现在大热的细胞免疫治疗方法方法不就是么。只需找到癌细胞表面的特殊标志物,然后找到相对应的免疫蛋白抗体,将其结合到纳米金属颗粒上即可,这样的纳米金属颗粒就像长了眼睛一样,专挑癌细胞表面聚集。

第二步,降低红外激光的能量。由于前列步的精巧设计,大量的纳米金属颗粒会成簇的聚集在癌细胞表面,然后被癌细胞成簇的吞下,而健康细胞里面几乎没有纳米金属颗粒。所以这回只需要使用超短波红外线脉冲即可加热纳米金属颗粒“烫死”癌细胞了。

(上)橙黄色的纳米金属颗粒带着绿色的抗体蛋白穿梭于血管和肿瘤组织中;(下)大量长了“眼睛”的纳米金属颗粒聚集在左边的癌细胞表面,也有少量“眼瞎”的聚集在右边的健康细胞表面

然而,没想到的是,Lapotko团队的这一设计让他们收获了意外的惊喜。这回癌细胞不是被“烫死”的,是被“炸死”的!

由于纳米金属颗粒团在红外脉冲的照射下会迅速升温,直接导致周围的液体汽化,产生气泡,较终气泡爆裂,将癌细胞撕的粉碎。较重要的是,这种气泡只会在癌细胞等有害细胞里面产生。更让Lapotko感到兴奋的是,这一定向“爆破”过程还会发生在即将变成癌细胞的不健康细胞里。这回可算是赶尽杀绝了。

Lapotko团队在患鳞状细胞癌小鼠身上的实验表明:使用这项技能的小鼠全部存活,把小鼠的术后生存率提高了一倍!

Lapotko团队的研究成果发布之后,在肿瘤医学界引发了很大的反响。得克萨斯MD大学安德森癌症中心的Mien-Chie Hung说:“这项研究非常非常有意思。漂亮的解决了传统手术的一大问题。”但是Hung也没忘了给Lapotko泼冷水,Hung说如果这项技能在人体也有效才好,因为很多技能动物实验挺好,在人体却不灵。

Lapotko肯定会证明自己的,他们已经在设计临床试验,预计在接下来的两年里相关的临床试验会按部就班地开展。

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Colin Weekes教授在波士顿哈佛医学院的血液学/肿瘤学系任职,同时是麻省总医院Tucker Gosnell胃肠癌中心胰腺癌医学肿瘤研究主任,专注于胰腺癌患者的临床和转化研究,他所带领的研究小组的目标是将生物学原理纳入胰腺癌患者的治疗中。目前他正在与基础科学家合作,旨在将靶向治疗和疾病反应的生物标志物整合到临床试验开发中。 除了从事胰腺癌的工作外,Weekes博士还致力于胃肠道恶性肿瘤的早期药物开发。他的临床兴趣包括胰腺癌,结肠癌和直肠癌,以及肝癌,包括胆管癌和肝细胞癌。他可以治疗多种类型的癌症患者,包括结肠直肠癌,食道癌,胆囊癌,胃肠道癌,肝癌和胃癌。 履历 Colin W
【医学教育】 •麻省大学医学院医学博士 •布莱根妇女医院住院医生 •丹娜法伯癌症研究所专科培训 美国委员会认证 •内科医学,美国内科医学委员会 •美国内科医学委员会肿瘤内科 【关于劳拉·斯普林医生介绍】 Spring医生是麻省总医院癌症中心和哈佛医学院的临床试验/翻译研究人员和乳腺癌肿瘤专家。她获得了内科和内科肿瘤学的董事会认证。 Spring医生完成了在布莱根妇女医院的住院医

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