幹掉癌症:納米粒子激活被劫持的巨噬細胞

科學家意外地發現，納米粒子可以激活免疫細胞，殺死腫瘤。

「我們很吃驚地發現，納米粒子激活了巨噬細胞，這些免疫細胞開始攻擊小鼠體內的癌細胞」，史丹福大學醫學院放射學副教授HeikeDaldrup-Link在接受採訪時說。

這個讓人吃驚的現象是在小鼠實驗中發現的，當時研究人員想測試一種鐵補充劑中的納米粒子能否作為「特洛伊木馬」，把用於化療的藥物偷偷地帶入小鼠的腫瘤中。他們卻意外發現，鐵補充劑中的納米粒子能夠促使巨噬細胞（TAM，與腫瘤相關）殺死腫瘤細胞。這種鐵補充劑名為ferumoxytol，已經得到美國食品及藥品管理局（FDA）的批准，能夠在市面上買到，原本是用於治療缺鐵性貧血的。興奮之餘，他們很快把這項發現發表在了國際頂級的學術期刊《自然納米技術》（NatureNanotechnology）上。

【圖注】小鼠實驗發現，ferumoxytol能夠促使被稱為腫瘤相關巨噬細胞（TAM）的免疫細胞殺死腫瘤細胞。製圖：Amy Thomas

Heike Daldrup-Link副教授說，「我們認為這種方法在人體中應該也是可行。」或許，未來還能發展成治療癌症的輔助療法。

當時，Daldrup-Link副教授用3組小鼠做了一項實驗。在實驗組中，納米粒子上裝載著化療藥物；其中一個對照組的納米粒子中沒有裝載化療藥物；另一個對照組既沒有使用納米粒子也沒有使用化療藥物。研究人員觀察到，和另一個對照組相比，攜帶納米粒子的對照組中，動物的腫瘤生長被抑制了。

為了弄清為什麼會出現這種現象，現象研究人員做了一系列後續試驗。他們在培養皿中對細胞做了深入的研究，發現這些納米粒子的抗癌活動需要TAM的參與。在沒有TAM的細胞培養物中，鐵納米粒子對癌細胞根本不起作用。

在這項研究之前，人們已經知道，在健康的人群中，TAM能夠檢測並且吞噬單獨的腫瘤細胞。但是，大型的腫瘤能夠劫持TAM，使它停止攻擊癌細胞，甚至轉而分泌促進癌細胞生長的因子。

這項研究顯示，鐵納米粒子能夠改變巨噬細胞被劫持的狀態，轉而恢復原來的功能，攻擊癌細胞。對巨噬細胞的代謝產物的研究和對基因表達的跟蹤研究，都進一步證明了這一點。

另外，在標準乳腺癌小鼠模型中，研究人員發現按照體重調整劑量後，這種原本用來治療貧血的藥物也能夠抑制腫瘤生長。之前的研究已經發現，這種納米粒子能在6周內被身體代謝掉。而這項新的研究發現，單劑量的納米粒子的抗癌作用大概在3周後就會消退。

研究人員還測試了納米粒子是否能夠阻止癌細胞擴散。在小細胞肺癌的小鼠模型中，納米粒子減少了肝部腫瘤的形成。在人類和小鼠身上，肝臟是癌症轉移最常見的部位。在肝轉移的一個單獨模型中，用納米粒子進行預處理後再引入癌細胞，能夠極大地減少肝部癌細胞的體積。

Daldrup-Link副教授表示，這項研究顯示出納米粒子在人類試驗中的潛在應用前景。比如，外科醫生摘除潛在的轉移性腫瘤後，病人通常需要接受化療，但他們必須經過術後恢復，才能忍受傳統化療的嚴重副作用。鐵納米粒子並沒有化療的毒性副作用，能夠更好地在術後康復階段給病人使用這種藥物。

Daldrup-Link副教授還表示，「我們認為，在病人術後虛弱不堪的康復期間，這種納米粒子填補了空白，可以幫助病人在接受化療前抑制癌細胞擴散。」

或許，這種納米粒子還能幫助無法完全移除體內腫瘤的癌症病人的康復。「我們認為，如果手術沒有完全清除腫瘤細胞——癌症外科醫生稱其為邊緣陽性（positivemargin），注射鐵納米粒子或許有用。在它們的幫助下，小型的腫瘤粒子能夠被免疫系統快速清除，」Daldrup-Link副教授說。而且這種納米粒子已經獲得了FDA的批准，人類臨床試驗的進展也會更快完成。

「在許多研究中，研究者只考慮將納米粒子作為藥物運輸工具使用，」Daldrup-Link副教授說，「但是這些納米粒子還有隱藏的內在藥效，不對它們進行單獨研究，真的很難發現。」(生物谷Bioon.com)