■本報(bào)記者 甘曉
如果我們可以精確檢測(cè)到血液中微量的腫瘤細(xì)胞，就可以在腫瘤發(fā)生的早期及時(shí)診斷,，為腫瘤的治療爭(zhēng)取寶貴的時(shí)間。
分形金納米結(jié)構(gòu)用于循環(huán)腫瘤細(xì)胞的捕獲 中科院化學(xué)所供圖
早期診斷,、合理治療,、隨診觀察是決定腫瘤治療成敗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，離不開(kāi)對(duì)癌細(xì)胞的精確檢測(cè),。然而,，目前的檢測(cè)方法檢測(cè)率不高、費(fèi)用昂貴,、多次抽血增加患者痛苦,，對(duì)腫瘤治療的幫助并不大。
10月18日,，記者從中科院化學(xué)所獲悉,，該所研究員王樹(shù)濤領(lǐng)導(dǎo)的研究小組利用特殊納米結(jié)構(gòu)在癌細(xì)胞的高效捕獲與監(jiān)測(cè)取得了諸多進(jìn)展。接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí),，王樹(shù)濤表示：“我們?cè)趪?guó)際上首次基于癌細(xì)胞表面結(jié)構(gòu),，發(fā)展了與之匹配的納米材料，有望在腫瘤檢測(cè)和治療過(guò)程中發(fā)揮作用,?！?
創(chuàng)新源于免疫系統(tǒng)
據(jù)王樹(shù)濤介紹,，癌細(xì)胞“捕手”的創(chuàng)新源于人體免疫系統(tǒng)本身。
當(dāng)人體受到外來(lái)物侵入時(shí),，免疫系統(tǒng)便會(huì)啟動(dòng),。免疫細(xì)胞通過(guò)識(shí)別特定的外來(lái)物，產(chǎn)生特定的物質(zhì),，指導(dǎo)身體識(shí)別并清除這些外來(lái)物,。在生物學(xué)上，外來(lái)物被稱為“抗原”,，免疫細(xì)胞對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)則為“抗體”,。而癌細(xì)胞也是能激發(fā)抗體產(chǎn)生的因素之一。
“生物學(xué)家已經(jīng)篩選出幾種癌細(xì)胞的特異識(shí)別抗體,?！蓖鯓?shù)濤向《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者介紹。他看到,，在過(guò)去的研究中,，科學(xué)家也曾試圖在分子水平上利用特異性抗體來(lái)識(shí)別癌細(xì)胞。不過(guò),，癌細(xì)胞檢測(cè)效果一直不理想,。
經(jīng)中科院化學(xué)所“引進(jìn)國(guó)外杰出青年人才計(jì)劃”回國(guó)后，王樹(shù)濤便致力于提高生物界面上癌細(xì)胞特異識(shí)別與黏附調(diào)控的效率,。
在仔細(xì)考察了人體免疫細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞的黏附界面后,，他發(fā)現(xiàn)了過(guò)去研究的局限性?！懊庖呒?xì)胞在‘抓’住腫瘤細(xì)胞時(shí),，并不是兩個(gè)球體簡(jiǎn)單的接觸?！蓖鯓?shù)濤說(shuō),，“而是有很多納米偽足，癌細(xì)胞表面也有類似結(jié)構(gòu),，這樣的界面使它們能夠牢牢結(jié)合,。”
因此,，受免疫細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞的特異黏附界面啟發(fā),，研究人員模仿這種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的界面制造出新的材料。例如,，與癌細(xì)胞結(jié)構(gòu)尺寸匹配的硅納米線陣列表面制備成功,，腫瘤細(xì)胞捕獲效率達(dá)到45%左右。
分型結(jié)構(gòu)幫大忙
2011年,，美國(guó)克拉克森大學(xué)研究人員發(fā)現(xiàn),，癌細(xì)胞的表面存在著大量“分形”納米結(jié)構(gòu),，而正常細(xì)胞卻沒(méi)有。分形是與傳統(tǒng)幾何學(xué)相對(duì)的一個(gè)概念,，即使將其分為大小不同的部分，每一部分的形狀都和整體一樣,。雪花便是典型的分形結(jié)構(gòu),。
這項(xiàng)研究發(fā)表后，王樹(shù)濤認(rèn)為,，提高腫瘤細(xì)胞捕獲效率又有了新的方向,。隨后，研究人員設(shè)計(jì)制備了與之相似的分形金納米結(jié)構(gòu),?！靶吗じ浇缑鎸?duì)腫瘤細(xì)胞的捕獲效率達(dá)到63%，比之前制備的硅納米線提高了大約20%,?！彼f(shuō)。
在此基礎(chǔ)上,，研究人員還可以進(jìn)一步結(jié)合微流控技術(shù)實(shí)現(xiàn)高于97%的細(xì)胞捕獲效率,。
更重要的是，通過(guò)施加微小的電壓,，被捕獲的癌細(xì)胞幾乎全部被釋放,。王樹(shù)濤指出，這些高活性的細(xì)胞又可用于后續(xù)的進(jìn)一步生物醫(yī)學(xué)分析,。10月17日,，這項(xiàng)研究成果在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《先進(jìn)材料》（Adv. Mater.）上發(fā)表。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為：“這項(xiàng)為循環(huán)腫瘤細(xì)胞的基因分析,、抗癌藥物的體外篩選提供了一個(gè)很好的平臺(tái),。”
華中科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院教授夏帆對(duì)《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者表示：“這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于癌癥早期檢測(cè)具有一定意義,?！痹诖嘶A(chǔ)上，他們合作開(kāi)發(fā)出“二次方循環(huán)放大”技術(shù),，用于乳腺癌細(xì)胞的單細(xì)胞水平檢測(cè),。
未來(lái)發(fā)展空間廣闊
談到未來(lái)的發(fā)展，王樹(shù)濤表示,，這項(xiàng)研究還有很長(zhǎng)的路要走,。他至今仍在為獲得更好的材料性能進(jìn)行不斷改進(jìn)?！氨热?，使用高分子聚合物能使界面變得更軟,，使用納米二氧化硅涂層能使界面變得透明，以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)即時(shí)跟蹤檢測(cè),?！彼f(shuō)。
夏帆也認(rèn)為,，靈敏度和特異性是兩個(gè)最重要的參數(shù),，也是廣泛應(yīng)用到臨床的基礎(chǔ)。
長(zhǎng)期從事胃癌治療的南京鼓樓醫(yī)院主治醫(yī)師楊覓對(duì)《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者表示：“臨床上,，我們迫切需要高效的腫瘤細(xì)胞血液檢測(cè)技術(shù),。”
現(xiàn)有的腫瘤診斷大多根據(jù)影像學(xué)檢查或血液中腫瘤標(biāo)志物的檢測(cè),，但當(dāng)這些檢測(cè)發(fā)現(xiàn)異常時(shí),，腫瘤往往已經(jīng)難以治愈?！叭绻覀兛梢跃_檢測(cè)到血液中微量的腫瘤細(xì)胞,，就可以在腫瘤發(fā)生的早期及時(shí)診斷，為腫瘤的治療爭(zhēng)取寶貴的時(shí)間,?！睏钜捳f(shuō)。
目前,，王樹(shù)濤開(kāi)發(fā)的癌細(xì)胞捕獲平臺(tái)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外開(kāi)展了100多例臨床試驗(yàn),，臨床醫(yī)生正在海量的數(shù)據(jù)中探索癌癥診斷的標(biāo)準(zhǔn)。
臨床醫(yī)生和基礎(chǔ)科學(xué)工作者都期待,，這項(xiàng)技術(shù)能盡快運(yùn)用到臨床,，為人類健康發(fā)揮作用。
