《Chemical Engineering Journal》
近日，哈爾濱醫科大學附屬第一醫院孫備教授團隊與中國科學院長春應用化學研究所馬平安研究員團隊合作開發了一種用於治療胰腺癌的新型納米材料。該材料聯合凋亡與鐵死亡，在高效治療胰腺癌的同時還能夠有效降低胰腺癌小鼠的CA 19-9水平。相關研究成果以「Synergistic Apoptosis-Ferroptosis: Oxaliplatin loaded amorphous iron oxide nanoparticles for High-efficiency therapy of orthotopic pancreatic cancer and CA19-9 levels decrease」為題發表在《Chemical Engineering Journal》(中科院一區，IF 16.744)上，哈爾濱醫科大學附屬第一醫院胰膽外科與哈爾濱醫科大學附屬第一醫院肝脾外科教育部重點實驗室為第一通訊單位，孫備教授、馬平安研究員、陳華教授為文章的並列通訊作者，李軼龍副主任醫師、王鑫龍博士研究生、丁彬彬副研究員為並列第一作者。
胰腺癌是消化系統惡性程度最高的腫瘤之一，預後極差，並且對目前已知的化療藥物如奧沙利鉑等不敏感。為了在治療胰腺癌方面取得比游離奧沙利鉑更為有效的治療效果，本研究設計了一種非晶態氧化鐵包裹奧沙利鉑的納米藥物（AIOoxp）。AlOoxp能夠顯著增加鉑在腫瘤部位的積累，並有效降低奧沙利鉑誘導的全身毒性。此外，AlOoxp釋放的鐵離子可以通過芬頓反應與H2O2發生反應，產生大量活性氧。過量的活性氧可以誘導腫瘤細胞鐵死亡和促進細胞凋亡。搭載的化療藥物奧沙利鉑反過來可以促進芬頓反應底物H2O2的生成，從而實現協同的腫瘤治療效果。此外，AlOoxp還能顯著降低糖類抗原CA19-9的水平。CA19-9是胰腺癌最重要的生物標誌物，同時也是胰腺癌的促進因素。CA19-9水平的降低預示著具有良好的治療效果和預後。本研究為胰腺癌的臨床治療提供了新的思路以及一種有效的治療策略。
鐵死亡是一種新型細胞死亡方式，最早於2012年提出。其特徵為產生過量的活性氧，導致脂質過氧化、細胞膜和細胞器膜完整性被破壞，進而引起細胞死亡。相較於傳統的細胞凋亡，腫瘤細胞對鐵死亡的敏感度更高。本研究表明，AlOoxp可在胰腺癌細胞中以芬頓反應的方式產生大量ROS並誘導脂質過氧化，從而導致鐵死亡的發生。氧化鐵納米顆粒已被廣泛應用於腫瘤成像和治療。相較於傳統的氧化鐵納米顆粒，本研究合成的非晶態氧化鐵納米顆粒具有亞穩態的隨機結構，使其在酸性的腫瘤環境中更快地釋放鐵離子，從而誘導胰腺癌細胞發生鐵死亡。
糖類抗原19-9（CA19-9）是胰腺癌最常用的生物標誌物。研究表明，胰腺癌患者的CA19-9水平與胰腺癌分期密切相關，並且也與胰腺癌患者術後復發以及預後有關。因此，CA19-9水平常被用於監測胰腺癌患者的治療效果。然而，CA19-9不僅僅是胰腺癌的標誌物，其自身也可能促進胰腺癌的發展。因此，CA19-9水平的降低也意味著減少了一部分胰腺癌進展的風險因素。本研究在體內和體外實驗中證明，與奧沙利鉑相比，AlOoxp可以顯著降低胰腺癌小鼠以及胰腺癌細胞上清中CA19-9的水平，表明AlOoxp具有比奧沙利鉑更為有效的抗腫瘤效果。
綜上，本研究提供了一個用於胰腺癌治療的有效策略。與傳統化療藥物奧沙利鉑相比，納米藥物AIOoxp通過凋亡-鐵死亡協同的方式，具有更好的治療效果和更小的副作用。這對於推動胰腺癌化療的進一步發展具有重要意義。
據了解，該研究受到國家自然科學基金、中國博士後基金、黑龍江省自然科學基金、黑龍江省博士後基金以及哈爾濱醫科大學附屬第一醫院優秀青年科學基金的資助。團隊負責人孫備教授長期致力於胰腺炎以及胰腺癌的臨床與基礎研究，並先後主持多項國家自然科學基金，省部級重點科研項目等課題。
近年來，在孫備教授的領導下，哈醫大一院普外科醫工合作正如火如荼地開展，並取得了豐碩的成果，合作團隊包括中國科學院長春應用化學研究所以及哈爾濱工業大學等頂尖研究團隊。孫備教授指出：「學科交叉的意義在於將不同領域的專業知識和技能相互結合，可以有效地解決各領域存在的複雜問題。通過醫工合作，醫學和工程學科之間的專業知識可以相互補充，從而帶來更好的創新和應用。此外，醫工合作也可以促進跨學科人才的培養和教育，為未來的技術創新和發展打下堅實基礎。」
納米材料在醫工合作中具有重要意義，它們可以用於製備各種功能性生物材料和藥物輸送系統。納米材料的小尺寸和高比表面積使其具有優異的生物相容性和靶向性，可用於合成高效的腫瘤診斷和治療平台，為醫工合作提供了廣闊的應用前景。哈爾濱醫科大學附屬第一醫院普外科擁有醫工合作的平台優勢，其中包括紮實的理論研究基礎以及學科先進的領軍人才。本研究是該科室積極推廣醫工合作的成果之一，對於進一步實現醫工交叉融合具有重要意義。