癌癥致命的原因之一就是它可以避開人體免疫系統(tǒng)的攻擊，而科學(xué)家可以采用免疫療法，誘使免疫系統(tǒng)進入攻擊模式，形成針對癌細胞的長期免疫力。美國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)院的團隊研發(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)近日報道，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，然后通過皮下注射的方式遞送到人體內(nèi)。介孔二氧化硅棒會在接種部位自發(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)的樹突狀細胞“棲身”其中。這時，介孔二氧化硅棒中包含的藥物會釋放，激活樹突狀細胞，而這些負責(zé)“監(jiān)控”異常情況的細胞在檢測到有害物存在時，便會觸發(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)部操縱單個細胞，但這是第一次使用較大的微米尺寸的顆粒來創(chuàng)建體內(nèi)3D支架，并招募和吸引了數(shù)以千萬計的免疫細胞。”論文共同第一作者、韋斯研究所前博士后研究員、韓國成均館大學(xué)化學(xué)工程助理教授金載允(音譯)說。

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

“雖然我們現(xiàn)在的重點是開發(fā)一種癌癥疫苗，但未來我們能夠利用介孔二氧化硅棒釋放不同的細胞因子，操控3D支架招募的樹突狀細胞或其他細胞類型。”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，“通過調(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，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建立機體的免疫抵抗來預(yù)防疾病。