■ 记者团 沈昕 记者 范千
当前,我国恶性肿瘤发病、死亡数持续上升,然而,药物治疗作为临床肿瘤治疗的主要手段,临床有效率却不足25%。为何药物疗效不佳?如何缓解患者的不适症状?第十四届“挑战杯”秦创原中国大学生创业计划竞赛金奖获得者、生命学院“锦囊妙剂”团队递交了一份可行的答卷——用肿瘤精准靶向的柔性载药囊泡助力癌症患者治疗,显著降低副作用。
且思且忧,以真情献上锦“囊”妙“剂”
胃肠道反应、脱发、骨髓抑制、肝肾功能损伤……抗肿瘤药物治疗疗效不足,以及随之而来的副作用让癌症患者经历着身心双重折磨。能否研发出新型药物提高疗效、降低副作用,让患者不再承受痛苦?为探明药物疗效不佳的根本原因,团队无数次前往同济医学院附属协、同济医院开展临床调研,发现了三大临床痛点:靶向效率低、易产生耐药性、易复发和转移。尽管此前已有科学家开发了脂质体阿霉素、白蛋白紫杉醇等纳米药物,有效提高了药物肿瘤靶向效率、降低了毒副作用,但临床效果仍不尽人意。
能否将肿瘤细胞作为药物载体,伪装成“自己人”来绕开肿瘤的防御屏障?带着这个明确的问题,团队拨开迷雾,开启了研究之路。
经过研究,团队发现了一个理想的体内药物载体——细胞外囊泡(简称“囊泡”)。囊泡具有奇特的结构,存在亲水微区和疏水微区,这使得囊泡具有同时运载水溶药物和难溶药物的能力。同时,囊泡具有双层膜结构,有很好的兼容性,已被广泛应用于药物治疗领域。
然而,以往的载药囊泡受到自身结构限制,硬度较高,不能很好地用于增强肿瘤治疗。如果通过人工手段使载药囊泡更加柔软,是否能解决这一问题?经过团队数年的探索,团队在国际上首创了生物力学策略调控肿瘤细胞软硬度,将二维肿瘤细胞培养转变为三维软纤维蛋白胶培养,设计开发出柔软、可变形的载药囊泡。
柔性载药囊泡在受到外界压力时可以变形,能够轻松突破肿瘤患处的血管缝隙,大量富集在肿瘤周围,并通过不断变形突破肿瘤致密基质屏障到达肿瘤深处,高效靶向肿瘤。柔性载药囊泡更容易被柔软的肿瘤干细胞摄取,有效杀伤肿瘤干细胞,降低肿瘤耐药。生物力学调控改变了囊泡蛋白组成丰度,可以使柔性载药囊泡更好地激活抗肿瘤免疫反应,有效防止肿瘤复发转移。肿瘤靶向效率低、耐药、治疗后复发与转移三大现存问题迎刃而解。
“纳米药物力学特性调控为发展抗肿瘤高效递送系统提供了新思路”,“新型载药囊泡可以通过变软实现更好的治疗效果”。团队项目成果得到了国内外高度认可,国家纳米科学中心主任赵宇亮院士,美国三院院士、中国科学院外籍院士高华健教授纷纷表示肯定。
且行且闯,用坚毅克服重重困难
成就的背后是团队日日夜夜的钻研。
六年来,团队共开展了上千批次实验,制备并检测了万余管样品。“刚进组的时候团队还不到10人,为了提高效率,团队成员轮流上阵,保证实验顺利快速完成。”密密麻麻的细胞培养瓶、试剂瓶、仪器,额头上渗出的汗珠、眼睛里数天都消不去的红血丝、因肌肉紧张而微微颤抖的双手,这是实验过程中团队成员面临的常态。2022年团队正值载药囊泡中试转化关键时期,为了抢抓时间,团队成员在中试车间没日没夜的开展试验,无数次从天黑到天明的坚持与尝试,最终成功推动了项目进程。
“做科研是枯燥的,实验过程是煎熬的,但是一想到还有那么多癌症患者在痛苦中挣扎,一切困难又都是可以并且必须克服的。”
且干且悟,接续书写抗癌新篇章
在项目推进过程中,除了团队成员坚定的信念,各方的大力支持也为项目提供了坚实的保障。项目负责人、生命学院生物医学工程专业2023级直博生吕蔚林从大一期间就跟随指导老师开展载药囊泡相关研究,在多个国家级项目的支持下,得到大量基础研究和临床转化应用方面的锻炼。在生命学院杨祥良教授、甘璐教授和雍土莹副教授的支持和指导下,项目逐渐成熟,团队成员也逐渐壮大至20余人。
得益于附属同济医院陈孝平院士、张必翔教授,附属协和医院郑传胜教授等老师从临床角度给予的大量指导,项目逐渐成熟。而在产品中试和产业化过程中,国家纳米药物工程技术研究中心孵化企业武汉科福新药有限责任公司也提供了细致的指导。
与此同时,生命学院高度重视大学生创新创业教育,秉承“以赛促教、以赛促学、以赛促创”双创教育理念,将双创教育融入人才培养全过程,构建引导推动生命青年科技创新“三早进,全保障”机制,搭建培养磨砺生命青年科技创新“勇自立,敢自强”擂台,夯实激励支持生命青年科技创新“挑大梁,当主角”担当,团结带领广大生命青年面向人民生命健康奋力书写为中国式现代化挺膺担当的青春篇章。
国家创新战略的鼓励、学校的高水平培养、指导老师的方向引领、合作企业的帮助指导,让团队得以与时间赛跑、与癌症赛跑,研制出癌症药物治疗的“锦囊妙剂”,为人民健康保驾护航。
目前,柔性载药囊泡正开展临床试验。下一步,团队会继续加强与医院、药企等机构合作,拓展临床试验范围。在提升患者五年生存率、降低药物治疗成本、改善患者生活质量的不断努力中,团队将继续用实际行动书写“人民至上、生命至上”的精彩答卷。