癌癥致命的原因之一就是它可以避開(kāi)人體免疫系統(tǒng)的攻擊，而科學(xué)家可以采用免疫療法，誘使免疫系統(tǒng)進(jìn)入攻擊模式，形成針對(duì)癌細(xì)胞的長(zhǎng)期免疫力。美國(guó)威斯生物工程研究所和哈佛大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種非手術(shù)注射式疫苗，這是一種可編程生物材料，能在活體內(nèi)自行組裝成3D結(jié)構(gòu)，以對(duì)抗甚至幫助預(yù)防癌癥或者艾滋病等傳染性疾病。他們的研究結(jié)果發(fā)表在《自然·生物技術(shù)》上。

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，這種名為介孔二氧化硅棒的微小桿狀可生物降解結(jié)構(gòu)能裝載生物和化學(xué)藥物成分，然后通過(guò)皮下注射的方式遞送到人體內(nèi)。介孔二氧化硅棒會(huì)在接種部位自發(fā)組裝，形成三維支架，就像將一盒火柴倒在桌上堆成一堆一樣。支架的空隙足夠大，可招募體內(nèi)的樹(shù)突狀細(xì)胞“棲身”其中。這時(shí)，介孔二氧化硅棒中包含的藥物會(huì)釋放，激活樹(shù)突狀細(xì)胞，而這些負(fù)責(zé)“監(jiān)控”異常情況的細(xì)胞在檢測(cè)到有害物存在時(shí)，便會(huì)觸發(fā)免疫應(yīng)答。

“納米介孔二氧化硅顆粒已被確定可用于從內(nèi)部操縱單個(gè)細(xì)胞，但這是第一次使用較大的微米尺寸的顆粒來(lái)創(chuàng)建體內(nèi)3D支架，并招募和吸引了數(shù)以千萬(wàn)計(jì)的免疫細(xì)胞。”論文共同第一作者、韋斯研究所前博士后研究員、韓國(guó)成均館大學(xué)化學(xué)工程助理教授金載允(音譯)說(shuō)。

被激活的樹(shù)突狀細(xì)胞會(huì)離開(kāi)支架，移行到淋巴結(jié)，并發(fā)出警報(bào)，指揮免疫系統(tǒng)攻擊癌細(xì)胞等特異細(xì)胞。而注射部位的介孔二氧化硅棒在幾個(gè)月內(nèi)會(huì)自然地生物降解。研究人員目前只在小鼠身上測(cè)試了3D疫苗，發(fā)現(xiàn)其非常高效。

“雖然我們現(xiàn)在的重點(diǎn)是開(kāi)發(fā)一種癌癥疫苗，但未來(lái)我們能夠利用介孔二氧化硅棒釋放不同的細(xì)胞因子，操控3D支架招募的樹(shù)突狀細(xì)胞或其他細(xì)胞類型。”論文共同第一作者、哈佛大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院博士生艾琳·李說(shuō)，“通過(guò)調(diào)整介孔二氧化硅棒的表面特性和孔徑大小，并由此控制各種蛋白和藥物的導(dǎo)入和釋放，我們就可以操控免疫系統(tǒng)來(lái)治療多種疾病。”

制造這種疫苗非常容易和快速，因此當(dāng)出現(xiàn)新興傳染性疾病時(shí)，可迅速得到廣泛應(yīng)用。此外，由于其工作原理是觸發(fā)免疫應(yīng)答，這種方法可用于在感染之前通過(guò)建立機(jī)體的免疫抵抗來(lái)預(yù)防疾病。