为抗癌药物「造桥铺路」 清大研究团队策反坏血管歼灭肿瘤

清华教授陈韵晶(左二)、鲁才德(中)带领研究团队研发出一氧化氮奈米载体,将肿瘤血管正常化。(图/清大提供)

记者陈凯力新竹报导

清华大学生物医学工程所副教授陈韵晶、助理教授鲁才德研发出对付细胞的最新疗法,注射特殊研发的一氧化氮奈米载体,将恶性肿瘤血管「正常化」,即可为癌症药物和免疫细胞「造桥铺路」,令治疗部队如木马屠城般进入肿瘤内部,有效杀死癌细胞。这项为癌症治疗带来飞跃性突破的研究受到生医界瞩目,刊登在国际知名期刊《自然奈米科技》(Nature Nanotechnology)。

▲清华跨域研究团队开发出可使肿瘤血管正常化的一氧化氮奈米载体。

陈韵晶把人体的器官比喻为城市,癌细胞就像一群地痞流氓在某个角落占据为王,释放出血管新生因子,吸引周围的血管爬进来当它的小弟,提供自身扩张养份,并造成正常细胞缺氧坏死;过去化疗标靶药物等癌症治疗方针主要在杀死癌细胞或肿瘤血管,但因肿瘤血管功能和结构异常,癌症药物难以顺利到达目标,且若留下少数癌细胞没杀死,转化为具有抗药性的更大尾流氓,就可能造成癌症复发或转移。

清华研究团队翻转当前抗癌观念的创新治疗方式则是「策反」原来作为癌细胞帮凶的新生血管,把坏血管「改邪归正」成为能帮助癌症药物进入敌营的好血管。陈韵晶解释,乱长的肿瘤血管正常化以后,就能帮抗癌药物和免疫细胞「造桥铺路」,让它们顺利进入肿瘤,发挥治疗效果。

▲清华跨域研究团队开发出可使肿瘤血管正常化的一氧化氮奈米载体。

但是谁能策反坏血管?陈韵晶找上了同系所的一氧化氮专家鲁才德共同研究。鲁才德指出,一氧化氮可使血管扩张、促进血液流通,因此过去即被医学界用来治疗心肌梗塞肺动脉高血压等疾病,但因为一氧化氮有效输送分子的时间很短,多用于急性症状,无法治疗癌症这样的慢性疾病。

研究团队于是开发出乳酸及甘醇酸合物奈米载体,把可以释出一氧化氮的仿生双亚硝基铁错合物稳定包覆好,让有效输送一氧化氮分子的时间从短短的数分钟延长为数天,并且成功蓄积在肿瘤组织,使异常的肿瘤血管恢复正常。此时,即可让治疗癌症的药物及免疫细胞长驱直入肿瘤,一举歼灭癌细胞。

免疫疗法近年成为抗癌的一道曙光,但如何让免疫细胞成功进入癌细胞所在位置才是关键。陈韵晶表示,团队发现这个利用一氧化氮奈米载体的「造桥铺路」新工法后,结合免疫细胞疗法,应用在动物实验,已证实可以成功消灭小鼠的肝肿瘤。

鲁才德强调,他所研发出的新型一氧化氮奈米载体还有容易合成的优点,3个步骤即可合成,1步骤完成剂型,适于量产。目前正在申请台湾及美国专利,未来期望能进一步与国内医院以及制药公司合作,将这项新型的抗癌疗法技转

清华大学创全球之先,将一氧化氮奈米载体应用于癌症治疗的研究团队,由横跨化学、材料、医学工程、医学科学等领域师生组成,除医工所的陈韵晶、鲁才德,还包括化工系副教授王洁、生医工程与环境科学系副教授王福年脑科学研究中心主任江安世及博士生朱丽安中研院原子与分子科学所助理研究员赖品光及生医所博士后研究员许馥妃嘉义大学应用化学系副教授邱秀贞林口长庚医院医师邱健泰、中央大学生医科学与工程学系助理教授许艺琼、及清华化工所博士生宋云杰、医工所硕士生金珮如等,彻底翻转当前癌症治疗的概念。

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