小球藻的功效与作用(微藻，肿瘤细胞新克星)

微藻，肿瘤细胞新克星

螺旋藻饼干、小球藻保健品、微藻生物燃料……微藻，是一种天然界中可以举行光互助用的单细胞微生物，在食品、保健品、生物燃料等范畴均有广泛使用。如今，微藻还多了一项新的用处——“种”在肿瘤细胞里医治癌症。

克日，浙江大学医学院从属第二病院、浙江大学转化医学研讨院周民团队与孙毅团队互助，在工程化活性微藻的体内癌症医治使用上取得新历程。研讨标明，微藻介导的光互助用在肿瘤原位产生氧气，可改良肿瘤的低氧情况，提升肿瘤放射医治后果。干系论文于5月20日公布在《封建》杂志旗下的综合性期刊《封建历程》上，并被该期刊选为“高光图片”。

缺氧

肿瘤细胞暴虐

的爪牙

肿瘤包含良性肿瘤与恶性肿瘤，后者便是我们常说的癌症。现在，癌症医治办法主要有手术医治、化学医治与放射医治。放射医治是使用放射线医治肿瘤的一种局部医治办法，在临床上的使用越来越广泛，是如今肿瘤综合医治的紧张伎俩，到场了约70%肿瘤的临床医治，如肺癌、鼻咽癌、肠癌等。

当缺氧时，康健细胞生长会遭到克制，但令人惊奇的是，缺氧却是90%实体瘤中广泛存在的一个特性。绝大大多的癌症，其肿瘤细胞向外扩张历程中，氧斲丧量会凌驾周围的血液需求，中央地区的细胞处于乏氧形态。这些细胞固然缺氧，但不会死去，而是展现一种“冬蛰”形态。

此时，放射医治对肿瘤倡导固守，使用放射线杀死了肿瘤边沿的一大圈细胞，但对正中“冬蛰”的乏氧细胞却没什么杀伤力。这是由于乏氧细胞具有共同的生物学特性，低落了肿瘤的放射敏敏感，增长了对放射化疗的反抗性。乏氧细胞平常生长十分缓慢，由于边沿细胞的凋亡，它反而重获氧气，开头清醒并生长，并且比之前的细胞更坚强。

云云暴虐的乏氧细胞，成为肿瘤复发、侵袭、转移的紧张缘故，改良肿瘤乏氧地区的氧合浓度成为提高肿瘤医治后果的一个紧张途径。多年来，人们对这一成绩的熟悉不休深化，实验处理的办法也越来越多。

周民团队不休在眷注肿瘤医治方面的研讨，他先容，现在临床上对乏氧肿瘤医治多接纳高压氧法，就是将患者置于高压氧舱内呼吸高浓度氧大概纯氧举行医治。但是，高压氧医治并不克不及为承受医治的肿瘤部位靶向供氧，吸氧过多还会对肢体其他器官形成氧中毒、气压伤、减压病等多种反作用，医治方案不公道乃至约莫招致严峻后果。

另有专家实验将化疗药物经过纳米机器人靶向运送至肿瘤构造，在乏氧地区消费氧气，加强放射医治成效。这种办法的缺陷，一是靶向运送听从不高，二是药物毒性大，代谢慢，在肝脏、脾脏和肾脏等器官中会萃时约莫惹起中毒等反作用，三是本钱高，难以量产。

那么，有没有一种宁静无毒、医治后果好，且可以完成范围化消费的新办法呢？周民团队不休在寻觅答案。2016年底，他有了一个不测的发觉。

微藻 “种”在细胞里的“超等制氧机”

微藻是一种在显微镜下才干区分其外形的弱小藻类群体，它并不是一种藻，而是一个总称，包含蓝藻门、绿藻门、金藻门和红藻门4个藻门，我们常常听说的螺旋藻、小球藻等就属于微藻。

微藻在海洋和大海都有广泛分布，可直接使用阳光、二氧化碳和含氮、磷等元素的简便养分物质快速生长，养分丰厚，油脂量高，光合使用度高。

“我们选择了最稀有的小球藻做实行，通常情况下肉眼看不见单个小球藻，需借助显微镜。”周民说，2016年底的一次校内跨学科交换中，浙江大学农学院的专家学者提及该院正在养殖的微藻，可以提取内里的物质做成养分品、保健品、护肤品等。当说到微藻具有超强的光互助用时，他忽然想到，对否可以使用微藻这台“超等制氧机”消费氧气，调治肿瘤乏氧地区呢？

周民团队和孙毅团队随即举行了生物实行，将小球藻举行工程化变革后，经尾静脉注射进被移植了肿瘤的小鼠体内，坚持红光照射，两小时后举行X射线放疗。实行后果和意料的一样：在光照下，微藻在肿瘤乏氧地区产生氧气，明显改良了肿瘤的乏氧情况，放射医治成效分明提升。

同时，在颠末X射线放射医治后，小球藻内里的叶绿素被开释出来，在激光（光动力医治办法）引发下产生存性氧，借助光敏作用，提高放疗医治听从。最初，工程化的小球藻，包含叶绿素等，经过肝肾代谢，快速好效消弭体外。

微藻是怎样经过工程化变革后“种”到肿瘤乏氧地区呢？专家们的办法是：为这个看不见的微藻“穿”上了红细胞膜“外套”。

每一部兼顾上都有红细胞，它可以在人体内自在穿行，但微藻不可。免疫体系是人体内天然的防守屏蔽，可以识别外源入侵物，如病毒和细菌、弱小生物等，实行免疫扫除职责，保证人体正常运转。微藻要想“骗”过免疫体系进入人体，就得经过包裹红细胞膜的办法“伪装”成红细胞。

周民团队将红细胞内里抽干，留下细胞膜“外套”，铺在特制仪器的“筛子”上，小球藻在水压的作用下从“筛子”一端高速穿过，从另一端出来时外表就包裹上了红细胞膜。“伪装”告捷的小球藻可以明显低落免疫细胞的免疫吞噬和巨噬细胞的扫除作用，进入人体后随着血液循环体系流至浑身各个部位。

肿瘤在体内，光源在体外，微藻怎样照到光呢？周民先容说，关于乳腺肿瘤，局部体外照光即可满意微藻对光的需求。关于其他肿瘤，好比肠癌、肝癌，可以经过超声引导大概DSA影像引导到场办法把光纤送至肿瘤地区。

实行中，研讨团队接纳荧光成像办法，可以动态观察到小球藻在肿瘤部位的摄取量，进而选择最佳放疗时间；接纳光声影像，对小球藻在肿瘤构造的血氧含量的动态厘革举行察看，完成了肿瘤乏氧地区的及时、动态监测；同时，小球藻中叶绿素具有的荧光特性，可完成动态荧光成像功效。

宁静 将来使用场景丰厚

宁静性，屡屡是研发一项新武艺开始思索的事变，其次，才是好效性。微藻“种”进肿瘤细胞的宁静性怎样呢？

“工程化的微藻没有繁衍才能，不会生长，也没有毒性，它们会在体内自行降解，并被消弭体外。”周民说，微藻已在生物燃料、食品、保健品等范畴取得广泛使用，研讨团队察看了其短期毒理功能，没有发觉有分明毒性及免疫诱导作用。下一步，他们将团结浙大药物宁静性评价中央，探寻此医治体系的体内耐受剂量、长时毒性，以及遗传毒性等体系性研讨。

周民先容，此项研讨后果的上风是，小球藻为无分明毒反作用的天然活性生物，质料纯天然，具有较好的生物宁静性和可范围化消费的出息，且制造本钱极低，可以多量消费。好比，置办一瓶500mL的小球藻液只必要200元，此中约莫有20亿个小球藻。颠末预算，100元的质料可以使用于上百名病人的剂量。

现在，该项研讨已完成小生物实行，准备进入大生物实行阶段，同时，已在浙江省药品监督办理局举行宁静性实验。周民表现，该项目展开临床实验前，还需经过国度药监局等部分的严厉审批，举行毒性和好效性等全盘体系的研讨，提供多量好效材料给干系部分，最初才干使用于临床。

“我们已与浙大二院肿瘤外科、浙江大学肿瘤研讨所展开互助，前一阶段会先会合精力展开胃癌和肠癌方面的临床转化推进，我们希冀经过多方面积极，尽快展开临床实验。假如顺遂的话，有需求的患者可能4至5年后享用到这项科研后果。”周民说。

在谈及该项研讨将来的使用场景时，周民表现，除了用于癌症医治以外，将来，与细胞缺氧干系的疾病也都可以掀开研讨与使用。好比脑梗，局部脑构造缺氧招致的脑梗死有一段黄金接济时间，在几个小时之内假如可以持续为脑构造提供充足的养分，脑梗是有约莫规复的，心梗也是相反的真理。

据了解，浙大多家从属病院有较强的肿瘤基本研讨和临床医治才能，并对临床转化具有剧烈的互助愿望和支持力度，研讨团队对此项目标临床转化较有决计。该项研讨事情取得了浙江大学眼科中央、恶性肿瘤预警与干涉教导部重点实行室、古代光学仪器国度重点实行室的支持，以及国度重点研发方案、国度天然封建基金、中国博士后封建基金、浙江省重点研发方案专项等项目帮助。