热门资讯

这群科研青年“跨界”合作，求索攻克肿瘤新方向

大学作者：中国科学院大学 2021-11-16 20:29:27

编者按：癌症是公认难治愈的疾病之一，如何准确杀死肿瘤细胞一直以来也是科学界的研究热点。中国科学院大学（以下简称“国科大”）博士生导师马光辉、魏炜和田志远等组成的科研团队，致力研究“定点清除”肿瘤细胞的问题。在这个团队中，国科大2012级硕博连读生吕岩霖、2018级博士生鲍威尔和2019级博士生栗锋等“跨界”合作，经历科研“酸甜苦辣”，一路“披荆斩棘”，只为实现他们心中的那个科学梦。

将光热材料运输到肿瘤部位，把近红外激光的光能转换为热能，最终“热死”肿瘤细胞。在众多肿瘤治疗方案中，这一“光热疗法”近来倍受关注。国内外研究者也不断地从材料性能、载体选择、结构设计、递送方式等方向深入研究。因“光热疗法”具有治疗部位精确可控、杀伤效率高、副作用小等优点，一旦成功实现应用，将成为人类攻克肿瘤迈出的一大步。

国科大博士生导师、中科院过程工程研究所研究员马光辉、魏炜与国科大化学科学学院教授田志远等组成的科研团队，便是在仿生剂型与光功能材料更紧密结合的路上不断探索的“开路者”，向着“‘定点清除’肿瘤细胞”这一梦想奋力攀援。

3月27日，Science Advances（《科学进展》）刊发团队题为Near-infrared light–triggered platelet arsenal for combined photothermal-immunotherapy against cancer的研究论文，为肿瘤的靶向递送和联合治疗提供了新思路。项目蕴含着多学科与要素之间的相互渗透，是一场团队协作的智慧碰撞。

国科大2012级硕博连读生吕岩霖作为“血小板仿生剂型”相关科研项目的主要负责人之一，最先参与其中；2019级博士生栗锋负责前期共同完成工程血小板的相关体内体外功能验证、与传统材料的对比以及后期在全人源化模型中验证血小板仿生体系的临床应用前景部分；2018级博士生鲍威尔则协助两人进行实验以及完成文章初稿和终稿校稿工作。

栗锋（左）和鲍威尔（右）观察荷瘤小鼠状态

灵感袭来，迈出突破第一步

用何种载体递送光热材料？怎样递送？效果如何保证？一系列从无到有、从易到难的问题推着课题团队一步步朝前走去。不断完善，永无止境，这个看似简单的道理在这次科研经历中让大家尝遍百味。

要完成这一“定点清除”工程，既需要选择合适的光热材料作为发热“燃料”，又需要准确高效地将其递送至肿瘤部位。经过反复推敲递送抗肿瘤药物的载体方案，团队将目光锁定到“血小板”上。

被称为“血管卫士”的它，具有天然黏附受损血管并能在激活状态下形成凝血团块和分泌纳米囊泡的性质。也就是说，当血管受损时，破损处发出“信号”，血小板获得“信号”后被激活，聚集到破损处形成凝血块；激活的血小板进一步放大“信号”，“喊来”更多血小板聚集。

血小板的“天性”让团队成员深受启发。同时，肿瘤组织普遍存在血管破损的现象，正是血小板能够“自主前往”的地方。他们把血小板作为“子弹壳”，把具有高光热转换效率的聚合物纳米颗粒作为“弹药”装进去。这便涉及到田志远团队近年来密切关注的光学活性材料的生物应用方面的研究，另一方面也离不开马光辉和魏炜的团队在生物仿生新剂型和疫苗等方面的突破。

万事开头难。2015年10月，项目刚刚开启，团队就血小板装载的部分研究了几个月，尝试了低渗法、电导法等很多方法。不过，这些方法要么不能保证血小板的完整性和活性，要么不能实现药物的高效装载，迟迟没有取得实质性进展。

一筹莫展之际，在一次帮师姐进行流式细胞仪测试时，吕岩霖盯着屏幕上那些由于表面抗原与相应荧光抗体的结合而提高了荧光信号的细胞，灵感一闪，捕捉到了一种“货运方法”：“血小板表面也有很多靶标分子，那么能不能通过相应分子的介导把光热颗粒装载进去呢？”她很快将自己的想法分享给了课题组，经过一番商量，大家决定利用血小板表面较为丰富的CD42a作为靶标，通过受体-抗体的介导进行“填弹”。

基于硕士期间对于肿瘤免疫治疗以及相关动物实验的基础，吕岩霖开始着手查找合适抗体，订购原料制备新的光热颗粒。

“我成功了！”装载方法仿效流式样品的处理十分高效，吕岩霖第一次实验就获得成功，多次验证结果也十分稳定，在激光共聚焦扫描显微镜下观察到了药物的大量装载：“这个经历真的有一种‘蓦然回首，那人却在灯火阑珊处’的奇妙！”

吕岩霖在进行血小板实验样品制备

合作实践，“跨界”火花的新碰撞

“从生物工程到肿瘤纳米疫苗，到博士阶段，我开始在疫苗之外探究其他肿瘤免疫疗法，接手的第一个课题，便是这个过继血小板治疗肿瘤的研究。”日益精进的专业定位中，最终与课题组相遇的栗锋切身体会到科研之路精益求精的特性。课题组推进中秉持的，永远是“绝不容许半点沙子”的原则：“每条数据、每份表格、每张图片，甚至是写文章时的每个单词，都必须要精益求精，容不得半点马虎。”

一次例行课题组会汇报中，魏炜发现所展示的肿瘤细胞摄取药物载体共聚焦图片分辨率很低，提出了指正。他也给全组成员提出了高标准、严要求，让大家从此养成了每条数据、每张图片都进行精益求精的“强迫症”习惯。

“团队对细节的重视让我对科研有了更进一步的认识，科研不仅是解决什么难题、得出什么数据，科研更是一种艺术：数据的展现很灵活，也可以很美。”2014年转博后，吕岩霖开始在魏炜和田志远的联合指导下，开展光学活性材料的生物医疗应用方面的学科交叉研究领域：“我本身是一个神经比较大条的人，经过两位指导老师严谨态度的长期‘洗礼’，我也会自发地去较真细节，细节真的会决定成败。”