Nature Nano: 中国学者发展肿瘤特异性的饥饿治疗, 无毒副作用
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传统的癌症治疗方式采用放疗或化疗，都存在强烈的副作用。中国学者提出了一种治疗肿瘤的饥饿疗法，无毒无副作用。该方法发表在Nature Nanotechnology上，并且获得最热论文排名第二。
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常规的癌症治疗方法，除了直接的手术切除，主要是设法使癌细胞坏死或凋亡，从而杀灭恶性肿瘤。然而常规的杀死癌细胞的方法，无论是化疗或放疗，均存在强烈的毒副作用。事实上接受化疗的癌症病人，70%以上是始于化疗药物的毒副作用以及癌细胞对药物的耐药性。
大家知道肿瘤的快速生长依赖于充分的氧分子和营养成分的供给，事实上是人体的血管系统养活了肿瘤。与直接杀死癌细胞的思路相反，设想如能利用某种可以进入肿瘤组织和细胞的纳米颗粒，这些颗粒能够响应肿瘤的特异性微环境，大量消耗肿瘤内的氧分子，同时阻塞其中的血管系统，阻止外部氧分子和养分的供给，就有可能实现肿瘤的饥饿治疗。然而一般的方法很难实现如上具有肿瘤特异性的局部饥饿治疗的目的。
最近，来自中科院上海硅酸盐研究所和华东师范大学的施剑林、步文博团队，采用在含氧/氩的气氛中进行的自蔓延燃烧方法，成功制备出单分散的、直径约一百纳米左右的硅化镁 (Mg2Si) 纳米颗粒。纳米颗粒经适当的表面改性可以形成稳定的溶胶，从而可以实现注射给药。这种纳米颗粒的显著特点是，正常组织的中性环境（pH =7.0-7.4）下稳定，无毒无害，也不会消耗氧组分；而在肿瘤的弱酸性环境(pH = 6.0-6.5）下，可以与质子反应生成硅烷（SiH4），这种硅烷分子极易与氧分子反应，从而大量而快速消耗氧组分。这一过程持续数小时，不仅肿瘤内的自由氧组分，同时血红蛋白结合的氧均被几乎完全消耗。 包括PET/CT 影像在内的手段证明，耗氧过程仅发生在肿瘤，而对周围组织的氧含量没有影响。
在此同时，产生的SiO2絮状中间产物，原位堵塞血管，防止外部的氧分子和养分通过肿瘤血管系统的供给。进一步的观察证明，接收Mg2Si纳米颗粒注射的肿瘤的生长明显减缓，癌细胞发生明显的纤维化、坏死和凋亡，从而抑制肿瘤生长，达到肿瘤治疗效果。此外，耗氧过程中产生镁离子很快被清除出动物体，而氧化硅组分也最终被排出体外。
这种策略的具有如下显著的优势
Mg2Si纳米颗粒无毒无害，而且容易大规模制备，成本低；
颗粒即使大量进入正常组织也能在其中性环境下稳定存在，无副作用；而在肿瘤弱酸性下很快大量消耗氧组分，因而具有明显的肿瘤特异性；
原位产生的副产物氧化硅同样无毒无害，却可以堵塞肿瘤血管系统，阻止外界养分和氧的供应；
而最后，不仅没离子可以排除，生成的氧化硅颗粒还可以在一定时间后彻底降解，从而从根本上不存在毒副作用。
这一工作于一月九日在线发表（Nature Nanotechnology, 2017，DOI: 10.1038/NNANO.2016.280），其中，博士生张辰做出重要贡献。
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