在大多數人的印象中,癌症、腫瘤這兩個詞常常會被打上“老年病”的標籤,但國家癌症中心的統計資料卻顯示,我國癌症患者人群在平均年齡增加、呈現“老齡化”趨勢的同時,年輕人群的癌症發病率也在持續提高,逐年“年輕化”。近年來,聲動力治療(SDT)技術憑藉其優秀的組織穿透能力,成為了一種新興的腫瘤治療手段。近期,大連理工大學化工學院就在該領域取得了最新進展,相關研究成果發表於Science子刊Science Advances。
說起腫瘤治療方法,許多人往往會最先想到化療和放療,雖然是治療癌症的主要方法,但它們對患者的正常組織都有著不可避免的嚴重不良反應。因此,開發一種有效、精確的無創治療方法就顯得極為迫切。
聲動力療法(Sonodynamic Therapy,SDT)是一種無創療法,最早於1990年提出,主要採用低強度超聲刺激疾病部位,啟用富集在此處的聲敏劑,進而產生活性氧分子(ROS),並在此基礎上對疾病細胞造成不可逆的損傷。相較於其他治療手段,超聲波能夠更好地穿透人體組織,適於治療周身蔓延的惡性腫瘤,在近年來頗受關注並迅速發展。
作為低強度超聲和聲敏化藥劑結合、治療癌變細胞或組織的新型無創傷療法,SDT治療的有效性和可行性不僅取決於SDT儀器的研製,還與分子的生物導向性、有效性和低毒副作用的聲敏感分子的發現密切相關,然而現今尚未有成型的標準供研究者使用。因此,開發具有高聲敏活性的新型聲敏劑是現階段SDT技術面臨的主要挑戰之一。
近日,由大連理工大學化工學院藥學系趙偉傑教授領銜的研究團隊在超聲動力抗惡性腫瘤研究上取得重要進展。團隊在細胞小動物試驗儀器研製、超聲動力應答分子設計合成、腫瘤細胞活性抑制、動物體內組織分佈、原位腫瘤及轉移病灶抗腫瘤評價和免疫治療等方面進行了研究與分析,發現設計合成的新化合物在聲動力驅動下,能夠發揮分子機器作用治療惡性腫瘤,提高抗腫瘤免疫。
相關研究成果以An Ultrasound-Driven Immune Boosting Molecular Machine for Systemic Tumor Suppression為題線上發表於Science子刊Science Advances,藥學系李廣哲副教授、精細化工國家重點實驗室邵堃教授、趙偉傑教授為論文共同通訊作者,博士研究生王柳為論文第一作者,大連理工大學為唯一通訊單位。
研究團隊以天然微藻中製取的二氫卟吩(CHC)為基礎分子骨架,設計合成系列新型超聲應答分子。透過將32-芳基和15-天冬氨醯基引入CHC,發現了超聲驅動的多功能“分子機器”(小分子化合物DYSP-C34)。實驗證實這種戰略性的化學修飾成功賦予了DYSP-C34多種有利特性,包括優秀的腫瘤部位蓄積能力、有效的超聲觸發細胞毒效應和內在的免疫增強能力,毒副作用甚微。在超聲波驅動下,DYSP-C34不僅可以作為腫瘤細胞殺傷劑,還可以作為免疫增強劑,透過直接刺激樹突狀細胞呈現強大的適應性抗腫瘤免疫,對原發性實體瘤進行治療並抑制轉移。經多個原位癌伴隨轉移灶的動物模型試驗,DYSP-C34介導的SDT能夠有效發揮周身的腫瘤抑制效果,實現了由單一分子介導的聲動力-免疫聯合治療。
DYSP-C34“分子機器”介導的聲動力-免疫聯合療法可廣泛地應用於不同型別的原發實體腫瘤,為臨床提供了簡便的治療選擇,展現出很高的臨床轉化價值和實際應用前景。目前,此項科學研究工作正在持續深入進行中。
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注:文章部分素材來自大連理工大學官網、大工招生、中科院之聲、腫瘤科空間、環球科學等