蔡林涛:给抗癌药穿上可视化“马甲”

来源: 科技日报  作者: 刘传书  Tue Mar 21 10:10:58 CST 2017 A- A+

蔡林涛在深圳先进技术研究院实验室。丁宁宁摄

蔡林涛指导学生进行实验分析。丁宁宁摄

做学问就是要坚持下去,任何失败都不低头,在任何领域里坚持做10—20年,必能有所突破。如果中途没有坚持下去,就很难做出让你心动的结果。

近年来,我国癌症发病率和死亡率呈明显上升趋势。然而,传统治疗手段不仅针对性低、而且毒副作用明显,导致药品无效耗费率高。

中国科学院深圳先进技术研究院医药所所长蔡林涛及其团队最新的研究成果,“以癌治癌”的同源靶向仿生纳米载药体系将为癌症的诊断和治疗带来新的技术和思路,该论文在线发表在《美国化学会纳米》上;几乎与此同时,团队另一成果“纳米人工红细胞载氧治癌”也喜获进展,相关成果发表在《科学报告》上。

找不到癌细胞?试试光敏GPS

蔡林涛团队给药物装上GPS系统,一下子就能找到癌细胞,再用纳米材料将“GPS”和药物打包……

目前,治疗恶性肿瘤,绝大多数仍采用手术、化疗、放疗等传统方法。而具有毒副作用的化疗药物进入人体后,在杀死癌细胞前,大部分已被肝、肾代谢吸收;同时还可能导致人体正常细胞与器官受损,甚至破坏免疫系统,对病人造成不可逆的伤害。最后,“救命”变成了“要命”,损害癌症化疗患者的生活质量。即便是目前较有针对性的分子靶向治疗,也存在疗效不稳定,药价高昂的问题。

“与这些治疗方案不同,我们换了一种思路。”蔡林涛说。

先找到病灶,再精准用药。如何找呢?平时我们走在路上,如果不认路,就打开手机的GPS系统,抵达目的地。蔡林涛团队则给药物装上GPS系统,一下子就能找到癌细胞,再用纳米材料将“GPS”和药物打包。近红外激光激发后,使肿瘤局部温度升高,载体发生破坏,药物得以释放,从而精准作用于癌细胞,将对其他正常细胞和器官的伤害降至最低。

蔡林涛团队采用无毒的磷脂或蛋白作为纳米材料,制成“纳米智能载药”体系。这一智能体系非常“聪明”,可以“看到”病灶,之后实现“定点、定时、定量”给药,全程达到可视化精确控制和光学触发,从而大幅度提高癌症的治疗效果。

“不仅如此,纳米光敏剂本身也可以通过光动力治疗和光热治疗直接产生作用,杀灭癌细胞。也就是说,对于一些特定的肿瘤,不需要搭载化疗药物,仅使用无毒的敏化剂就可以治病。这就大大降低了治疗成本。”蔡林涛介绍。

从科幻大片中获取灵感

蔡林涛聊起科幻大片中很多通过激光恢复断肢的情节,受此启发,团队开始用纳米与光学做尝试……

多年来蔡林涛团队主要攻关两大任务—— “一是精确地找到并看到肿瘤,我们一直在做分子探针;另一个是治疗肿瘤,也就是用纳米的方式包裹药物投递进去。”蔡林涛说。

可是,科学研究并不是一帆风顺的。

难点在于既要保证纳米材料可以靶向和识别

肿瘤,同时又对人体无毒副作用。

最初,团队找到的材料有微量的毒性,不得不放弃。

功夫不负有心人,经过无数次筛选和实验后,他们终于发现了一种肝脏血管的造影剂,该造影剂不仅有光学成像的特性,可以用于“跟踪”,而且作为敏化剂一旦用激光引发后还可以产生热效应和释放大量自由基,直接杀灭癌细胞,从而实现肿瘤的可视化治疗。

用激光当“炮捻子”,引发智能载药系统,听上去“脑洞”略大。这样的奇思妙想是如何迸发出来的呢?

听记者这么问,蔡林涛会心一笑。“做科学研究,要有点科幻精神。之前我们走老路发现并不通畅,化疗药物进入体内往往不能有效可控,但是我们需要有个技术在可视监控下短时间内杀死癌症细胞而且避免复发,我们就换了换思维方式,尝试纳米光敏剂。”蔡林涛聊起科幻大片中很多通过激光恢复断肢的情节,受此启发,团队开始用纳米与光学做尝试。这一举动看起来是“脑洞”大开,实际上要归功于其多学科的学术背景。

瞄准产品化,做多学科“杂家”

至少还需要5年的时间,才能把技术用于临床。一旦应用,可把现在只能治疗食管癌与腔道肿瘤的光动力与光热治疗延伸到更多部位肿瘤的治疗……

细数蔡林涛的履历,不得不说,他是个“杂家”。

蔡林涛涉猎的学科包括化学、材料学、生物学、光学、电子信息学,这般多学科背景源于他丰富的求学及科研经历。

1995年,蔡林涛从厦门大学化学系博士毕业后,来到南京大学化学系做博士后研究,同时在东南大学生物电子学国家重点实验室工作过。而后,在日本大阪大学产业科学研究所任特别研究员,又在美国莱斯大学化学系与宾夕法尼亚大学电子工程系做访问学者,最后到波士顿附近的生物技术公司当研究人员。

2008年回国后,蔡林涛加入中国科学院深圳先进技术研究,瞄准国家急需的“纳米医疗”技术,这一干就是9年。在这里,依托自身的多学科背景,蔡林涛在纳米医疗领域,成为光学精准治疗癌症的开拓者。

在蔡林涛看来,科研工作不仅是发论文,更是要把技术转化成实实在在服务大众的产品。

但是蔡林涛坦言,至少还需要5年的时间,才能把“纳米智能载药”技术应用于临床。“一旦用于医院,可以把现在只能治疗食管癌与腔道肿瘤的光动力与光热治疗延伸到更多部位肿瘤的治疗,比如脑瘤与头颈肿瘤治疗。”蔡林涛说。

而5年的时间并不是技术问题,而是需要做纳米光敏剂成药性、规模化工艺生产、药物临床报批以及激光光纤技术整合到临床内镜的产业化工作。

“做学问就是要坚持下去,任何失败都不低头,在任何领域里坚持做10—20年,必能有所突破。如果中途没有坚持下去,就很难做出让你心动的结果。保持好奇心和想象力非常重要。”蔡林涛信心满满。

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