華東師範大學昨天宣布，該校科研人員開創性地提出了無機耗氧劑用於腫瘤饑餓療法的新思路，為傳統的腫瘤饑餓療法注入了新活力。

        這項在線發表在國際著名學術期刊《自然-納米技術》上的成果，是由華東師大化學與分子工程學院、上海市綠色化學與化工過程綠色化重點實驗室步文博教授團隊與中科院上海矽酸鹽研究所研究員施劍林課題組合作完成的。

        切斷血管餓死癌細胞

        所謂“腫瘤饑餓療法”，就是切斷腫瘤血管、餓死癌細胞。但這一理論一直受困於其對無機材料的苛刻要求。1971年，美國哈佛大學教授佛克曼首次提出切斷腫瘤血管、餓死癌細胞理論：沒有血管的腫瘤，一個月的時間裏連1毫米都長不到，而擁有血管的腫瘤3天就能長到原來體積的16000倍——“腫瘤”與“血管”的關係是“樹”與“根”、“魚”與“水”的關係，“血管”就是腫瘤的“命門”，破壞或者清除腫瘤的血管，腫瘤必然死亡。餓死癌細胞的這一抗癌全新思路、全新療法，石破天驚，讓世界都為人類最終戰勝癌症而奔走相告。從此世界各國科學家投入大量人力財力，進行這方麵的研究和開發。美方有研究表明，在癌症患者中約有10%的人會發生腫瘤自然消失，並極少複發的現象，癌症自然消退的根本原因，就在於腫瘤血管被破壞。

        然而遺憾的是，由於“腫瘤饑餓療法”對無機材料的苛刻要求，需要滿足腫瘤組織的特異性、耗氧能力強、阻塞血管持久性，可注射性、良好的生物相容性等要求，目前的無機材料用於腫瘤饑餓療法還無法實現。

        納米耗氧劑溶膠注射

        步文博教授及其團隊同事的研究，是從采用自蔓延燃燒方法合成新型Mg2Si納米顆粒出發，從而揭示了腫瘤微環境可以特異性激活Mg2Si納米顆粒的耗氧功能和分解產物堵塞腫瘤血管的新現象。他們采用改進的自蔓延燃燒法，成功製備了單分散、直徑約100nm的矽化鎂(Mg2Si)納米耗氧劑，經聚乙烯吡咯烷酮(PVP)表麵改性後形成穩定的溶膠，賦予其良好的可注射性。實驗結果顯示，該新型耗氧劑在腫瘤組織弱酸性微環境下被特異性激活，利用中間產物矽烷(SiH4)快速高效、持久消耗腫瘤組織及血管中的溶解氧和血紅蛋白結合氧，導致腫瘤病灶區極度缺氧;更重要的是，耗氧劑的分解產物SiO2在腫瘤組織血管中原位自聚集形成微米級絮狀物，高效率阻塞腫瘤血管，切斷腫瘤周圍的氧分子和營養成分通過腫瘤血管係統的供給，同時也切斷了腫瘤侵襲、轉移的血管途徑，致使癌細胞發生明顯的纖維化、凋亡和壞死，達到“餓死腫瘤”的治療效果。

        能被安全代謝出體外

        值得一提的是，該策略采用的製備工藝可以批量化、低成本製備矽化鎂耗氧劑，並僅能在腫瘤病灶區特異性激活其耗氧功能，正常組織和器官中無法激活其耗氧功能。該類不含有重金屬離子的新型耗氧劑，不但自身具有良好的生物相容性，其分解產物(Mg2+和SiO2)同樣也無毒無害，並最終被安全地代謝出體外，克服了醫用無機材料難降解、活體內滯留易導致生物毒性的醫學難題。該工作為批量化製備新型功能納米材料提供了新的方法，同時為“腫瘤饑餓療法”提供了新的思路。

        (原文標題：上海科學家提出腫瘤治療新思路注射"餓死"癌細胞)

        原始出處：

        Zhang C， Ni D， Liu Y，et al.Magnesium silicide nanoparticles as a deoxygenation agent for cancer starvation therapy.Nat Nanotechnol. 2017 Jan 9.