癌症對於人類來說，是惡魔一樣的存在。
無論是功成名就的偉人、還是揮金如土的商客，抑或是為了生活沿街叫賣的販夫走卒，在癌症面前，人人平等。
癌症最可怕之處在於，它會在漫長且煎熬的治療中摧毀一個人的求生意志。
施劍林院士
正如中國科學院院士、中國科學院上海硅酸鹽研究所研究員、博士生導師施劍林所說，“其實我們在面對疾病時，比如說兇險的癌症，無論你是達官貴人還是明星名流，都是人人平等的。有很多我們熟悉的人，都是因為各種癌症而過早地離開了世界”。
施劍林院士為我們詳細介紹了在癌症治療領域的新突破：<strong>納米藥物輸運與<strong>納米催化醫學，並展望了學科交叉給人類健康福祉帶來的美好前景。
施劍林
- 中國科學院院士
- 中國科學院上海硅酸鹽研究所研究員、博士生導師
- 高性能陶瓷和超微結構國家重點實驗室
腫瘤和癌症的關係到底是什麼？
很多人也許並不是特別明白癌症和腫瘤是什麼關係。所謂腫瘤，它其實是一個人體不需要的組織，分為惡性和良性。所謂良性的基本上是無害的，它不會影響人的生存和身體健康；如果是惡性腫瘤，則會無限制地複製，影響正常的組織和身體機能。
那麼癌症是什麼？癌症就是惡性的腫瘤加上血癌，也就是白血病。
癌症現有的治療方法有哪些，它們真的有效嗎？
現有的各種臨床方法，一個是手術，這是一種物理的快速切除法，一般適合於早期或中期、在癌症轉移之前，我就把它切掉。然而，這樣的手術治療也是有風險的：本來它可能不一定會轉移，但你動了它以後，可能反而會加速它的轉移。
第二種方法就是化療，用化學藥物殺死腫瘤。這種目前用的非常多，即使做了手術之後同樣也化療。但是化療的療效往往不確定、因人而異，而且毒副作用比較強。為什麼？因為我們現有的化療藥物沒有特異性，它往往在殺死癌細胞的同時也殺死了我們的正常細胞，所以往往會造成非常大的毒副作用。而且那種藥用的時間長了以後會產生耐藥性，後面可能會失去效果。
還有一種是所謂的放療，即用高能射線X射線，伽馬射線等來殺死癌細胞。那麼這種方法同樣也有比較大的副作用：用它對人體進行治療的過程中，在這個高能射線射入的路徑當中正常細胞和癌細胞通通被殺死了。
儘管生物技術在迅速發展，但是為什麼癌症的發病率和死亡率還是在上升？現實和我們希望之間還存在著巨大的鴻溝。這個鴻溝說明我們現在對癌症的治療還是有很大的缺陷。
施劍林院士
我們以化療為例，化療是目前癌症治療的一個非常重要的手段，但它藥效比較低毒副作用比較強，而且癌細胞容易轉移，也容易產生耐藥性的問題。實際上很多的患者最後是死於藥物的毒副作用以及由於耐藥性引起癌細胞的轉移。
腫瘤為什麼治療這麼困難？因為人的身體非常複雜，腫瘤的發生發展同樣非常複雜。而且腫瘤共生於人體的系統當中，它的複雜性使得人們很難用單一的手段來治療癌症。
納米催化醫學的優勢在哪裡？
我們藥物的利用度是<strong>1%到5%，甚至更低。也就是說99%以上的藥物都用到了正常組織上。如果我們實現了藥物靶向，藥效也許會提高几倍甚至十倍，但是它最多也就到10%了，也就是說90%的藥物還是到了正常組織，藥物的毒副作用依然沒有得到徹底解決。
因此我們提出一個創新概念：能不能不用這樣的有毒的藥物，而<strong>直接使用無毒的或者低毒的納米材料或者分子，讓它進入腫瘤以後，才會從無毒變成有毒，而進入正常組織時，保持無毒。這樣的話我們就可以實現腫瘤的特異性的治療，從根本上解決藥物的毒副作用問題。
利用無毒納米顆粒，通過原位催化反應，實現腫瘤特異性治療
因此我們提出來納米催化醫學，也就是我們用催化的方法讓無毒東西進入腫瘤以後，通過催化反應變成有毒。
用納米技術通過催化的方法來實現腫瘤治療，甚至從腫瘤治療拓展到其他的疾病治療。這就是我們提出的納米催化醫學：用無毒的顆粒、無毒的分子在腫瘤內催化反應，這其中的關鍵是如何使這樣的催化反應能夠發生？
我們通過不同手段，要找到一個腫瘤和正常組織的差別，再讓它特異性地在腫瘤裡面發生反應。
我們知道腫瘤裡面一般有一些特性，比如說它有弱弱的酸性，因為腫瘤長得很快、它要消耗很多的能量，那麼這過程中它會產生一些酸性物質，使它PH值會低於正常組織裡面的PH值。
如果我們引入的這個物質或者我們引入的納米顆粒能夠響應這樣微弱的酸性，實現催化反應，那就可以達到我們的目的了。
第二個我們可以通過外場的刺激，藥到了腫瘤組織，如果我們在光場聲場刺激下能夠讓進入腫瘤的這些物質產生毒副作用，產生殺滅腫瘤的毒性物質，同樣會達到我們的目的。
讓腫瘤細胞“窒息”的方法，是否就是未來發展的方向？
腫瘤的生長過程中消耗大量的葡萄糖，同時還需要大量的氧分子。我們是不是有可能把腫瘤的氧分子一下子完全給消耗掉，讓腫瘤“窒息”？
我們這裡發展了一種硅化鎂納米顆粒。硅化鎂顆粒一般是一種大的塊體，我們想辦法把它做成一百納米左右的納米顆粒，而且是單一分散、分散性非常良好。那麼這樣的顆粒有什麼特性？它就是在非常微弱的酸性條件下，可以大量地消耗氧。
施劍林院士
然後產生這樣一種氧化硅的納米顆粒，起到兩個作用：第一個作用是把氧分子大量消耗掉，第二個產生很多的比較大的氧化硅。一方面消耗了腫瘤的氧，讓它沒辦法進行呼吸、沒辦法新陳代謝，同時能更進一步產生氧化硅在血管裡面堵塞後續的氧和養分的供給，使腫瘤的生長受到極大的抑制。
學科交叉，才能催生出更多對人類健康更有益的貢獻
我們做技術研究、探索未來世界，應該找一些新的學科交叉方向。比如我們把材料和生命科學、醫學相交叉，我們現在有了納米醫學。納米醫學在藥物輸運等方面起到很好的療效。
不同學科、多學科的交叉，才能更好地為人類的健康作出貢獻
但是我們更加要把納米技術、化學和醫學結合起來，不同學科、多學科的交叉。我們提出了納米催化醫學，用納米催化的方法來實現腫瘤治療，不使用有毒的化療藥物，只使用無毒的納米顆粒，讓納米顆粒進入腫瘤以後，響應腫瘤的微環境或者在外場刺激下實現腫瘤的治療，從而產生特異性的治療效果，還不會產生毒副作用。
我們希望將來能夠實現低毒副作用的高效的腫瘤治療，為人類的健康作出貢獻。
“院士Talk”是由上海市人才工作協調小組辦公室、上海市科技工作黨委、上海市教衛工作黨委聯合主辦的系列演講活動，每期由一家單位負責承辦。
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文字 | 一成；校對 | Lily
視頻 | Pencil；版面 | 尹歡歡
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