专爆癌细胞的纳米泡弹有望杜绝癌症复发或转移

手术是治疗癌症的有效手段之一，不过，就算是手术移除了可见的病灶，甚至之后再加上放疗和化疗，都不能*保证没有残存的癌细胞（被称为microscopic residual disease，MRD），而这些躲藏在正常组织中的癌细胞将有可能引起致命的癌症复发或者转移。另外，手术以及放化疗本身，都会对病人的正常组织造成伤害，有时甚至导致严重的副作用。科学家们一直在寻找更好的抗癌方案，希望能在不影响正常细胞的前提下，更准确地找到并杀灭癌细胞。

zui近，美国莱斯大学Dmitri Lapotko领导的研究团队在《Nature Nanotechnology》上报道了他们在这个方向上取得的突破。他们利用红外激光脉冲诱导的等离激元纳米泡（plasmonic nanobubble），特异性地发现并“爆破”癌细胞，为**地肃清癌细胞找到了一条新道路。（Intraoperative diagnostics and elimination of residual microtumours with plasmonic nanobubbles. Nature Nanotech., DOI: 10.1038/nnano.2015.343）

金纳米粒子聚集在癌细胞表面。

在过去的十年中，莱斯大学和其他地方的科学家发现金纳米粒子可作为对抗癌细胞的一个有力武器。金纳米粒子在肿瘤周围聚集并被癌细胞吞噬后，科学家们利用红外激光（可透过几厘米的组织）照射这些纳米“特洛伊木马”，纳米粒子会通过等离激元共振（plasmon resonance）过程把光能转变为热能，周围温度会升高并zui终杀死癌细胞。但郁闷的是，这种纳米粒子加热策略存在两个问题，Lapotko说。*，有些纳米粒子zui终也会聚集在正常细胞内部或周围，这意味着这些正常细胞也会被误伤；第二，加热粒子的激光通常情况下发射连续红外光束，其传播的热量也会对正常组织造成误伤。

为了解决这些问题，Lapotko及其同事用抗体修饰金纳米颗粒，这种抗体能识别癌细胞表面上的特异性受体，而不会进入正常细胞；另外研究人员也不再使用连续激光束，取而代之的是超短红外脉冲。他们以移植人类鳞状细胞癌细胞的小鼠作为研究对象，结果证实正如希望的那样，这种策略阻止了热量向周围正常组织的扩散。除此之外，该策略还产生了另一个更重要的作用。大量金纳米颗粒聚集，红外激光脉冲导致其周围温度迅速升高并汽化临近的水分子，产生极其微小的气泡（也就是等离激元纳米泡），这些气泡迅速膨胀并爆裂，从而撕裂癌细胞。Lapotko说，他们的重点正是“纳米颗粒簇能在癌细胞而非正常组织中产生纳米泡”。

Lapotko团队报道称，通过探测这些微型“爆破”所产生的震荡波，就能发现微型肿瘤（50微米大小）甚至单个癌细胞，同时，还能破坏这些癌细胞。而现在的肿瘤检测技术，一般只能检测毫米级别的肿瘤。在Lapotko团队的实验中，手术切除大部分肿瘤组织后，实验动物100％存活。在只能手术切除部分肿瘤的情况中，实验动物的存活率增加了一倍。

这非常非常吸引人，”美国德克萨斯大学MD安德森癌症中心的Mien-Chie Hung说，他的研究方向也是使用纳米粒子治疗癌症。这种新技术，他说，就像针对那些残存肿瘤细胞的显微外科手术。不过，Hung也强调，许多在动物实验中成功的癌症治疗方案却并不能在人类身上得到重现。

目前，这项新技术只在几只小鼠身上得到验证，但研究人员希望在未来两年内能用于人类的临床试验研究。如果人体实验获得成功，那么该技术将极大地提高癌症患者的生存率，有望杜绝癌症复发或转移。