癌細胞(圖:National Institutes of Health)

比利時魯汶大學(KU Leuven)、德國布萊梅大學(University of Bremen)、德國萊布尼茲材料工程機構(Leibniz Institute of Materials Engineering)、希臘約阿尼納大學(University of Ioannina)組成的跨學術科學團隊,成功使用奈米尺寸的銅化合物配合免疫療法(immunotherapy)殺死老鼠體內的腫瘤細胞。在治療之後,癌症並未復發。

使用奈米粒子

近年在癌症治療最新進展是利用病患自身的免疫系統來對抗癌症。然而,在某些情況下,免疫療法已被證實是不成功的。而一個生醫研究人員、物理學家及化學工程師組成的研究團隊發現,腫瘤對氧化銅奈米粒子相當敏感。這些奈米粒子一旦存在於生物體內,就會溶解並變成毒性。藉由使用氧化鐵來製造奈米粒子,研究人員能控制這個過程來消除癌細胞,而健康細胞不受影響。

本研究的作者,魯汶大學影像及病理學系的史蒂芬·索南教授(Stefaan Soenen)及貝拉·曼錫安博士(Bella B. Manshian)解釋:「任何奈米尺度材料的性質,都與其正常尺寸的對應材料稍微不同。若我們攝取大量的金屬氧化物,它們可能是危險的;然而,若在奈米等級且在經控制的安全濃度之下,它們可能會帶來益處。」

技術功效

正如研究人員預測的,在只用奈米粒子進行治療之後,癌症又復發了。因此,研究人員結合了奈米粒子及免疫療法。曼錫安博士表示:「我們注意到銅化合物不只可以直接殺死腫瘤細胞,它們也可以協助免疫系統抵抗腫瘤等外來物質的細胞。」

奈米粒子與免疫療法的結合讓腫瘤完全消失,也因此可作為本研究中試驗的兩種癌症—肺癌及大腸癌的疫苗。為了證實其發現,研究人員將腫瘤細胞重新注射至老鼠體內。此時,免疫系統立即消滅這些腫瘤細胞。

研究團隊指出,在癌細胞是源自 p53 基因的突變下,這種新技術可用於大約 6 成的癌症上,例如肺癌、乳癌、卵巢癌及大腸癌。

這是一項非常關鍵的研究,不需化療,腫瘤就會消失,而化療通常會伴隨嚴重的副作用。化療藥物不僅會攻擊癌細胞,也會損害健康細胞。例如,有些化療藥物會清除白血球細胞而破壞免疫系統。

未來目標

索南教授表示:「就我所知,這是首次在活體內使用金屬氧化物來有效對抗癌症,並長期維持免疫功效。下一步,我們想要創造其他金屬奈米粒子,並且辨識出哪種粒子會影響哪種類型的癌症。這應該能建立一個全面的資料庫。」

此外,該團隊也計畫要測試源自癌症病患組織的腫瘤細胞。若結果維持相同,索南教授計劃進行臨床測試。但要讓這件事發生,還要克服許多障礙。他表示:「奈米醫學在美國及亞洲都在成長中,但是歐洲卻相對落後。在這個領域中要進展是一大挑戰,因為醫生及工程師通常說不同的學術語言。因此,我們需要更多的跨學術合作,如此一來我們可以更了解彼此,並在彼此的知識基礎上發展。」

參考資料:

  1. KU Leuven, (2020, January 9). Copper-based nanomaterials can kill cancer cells in mice. Phys.Org
  2. Naatz, H. et al., (2019, November 22). Model-Based Nanoengineered Pharmacokinetics of Iron-Doped Copper Oxide for Nanomedical Applications. Angewandte Chemie International Edition. DOI: 10.1002/anie.201912312
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