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    癌癥如此致命的其中一個(gè)原因就是，它可以逃避機體免疫系統的攻擊，使得腫瘤能夠旺盛生長(cháng)及擴散。科學(xué)家們一直在設法嘗試利用免疫療法來(lái)誘導免疫系統進(jìn)入到抗癌攻擊模式，建立起對癌細胞的長(cháng)期免疫抵抗。
 

    現在，來(lái)自Wyss生物啟發(fā)工程研究所和哈佛大學(xué)工程與應用科學(xué)學(xué)院的研究人員證實(shí)，非手術(shù)注射可在體內自發(fā)組裝成3D結構的一些可編程生物材料，可以對抗甚至幫助預防癌癥以及諸如HIV一類(lèi)的傳染病。他們的研究結果發(fā)表在《自然-生物技術(shù)》（Nature Biotechnology）雜志上。

    研究的資深作者、Wyss研究所核心成員、哈佛大學(xué)工程與應用科學(xué)學(xué)院生物工程教授David Mooney博士說(shuō)：“我們可以構建出一些3D結構，通過(guò)微創(chuàng )傳送來(lái)富集和激活宿主的免疫細胞，在體內靶向和攻擊有害細胞。”

    研究人員將這些由二氧化硅制成的、可生物降解的微小桿狀結構命名為介孔二氧化硅棒（mesoporous silica rods, MSRs）。MSRs可以裝載一些生物和化學(xué)藥物成分，通過(guò)注射傳送到皮膚下。這些介孔二氧化硅棒會(huì )在接種部位自發(fā)形成一種三維支架，就像一盒火柴在桌上堆成一堆那樣。MSRs堆中的多孔空隙非常的大，以致可以招募和填充樹(shù)突狀細胞。樹(shù)突狀細胞是一種負責監視人體的重要免疫細胞，當檢測到有害物存在時(shí)其會(huì )觸發(fā)免疫反應。

    共同主要作者、Wyss研究所前博士后研究人員、韓國成均館大學(xué)化學(xué)工程系助理教授Jaeyun Kim博士說(shuō)：“研究人員曾構建出一些納米尺寸的介孔二氧化硅顆粒用于從內部操控單個(gè)細胞，但這是第一次采用微米大小的較大顆粒在體內構建出一種3D支架，其可以招募和吸引數百萬(wàn)計的免疫細胞。”

    在實(shí)驗室中合成的這些MSRs內部具有一些稱(chēng)作為納米孔（nanopore）的小孔。納米孔中可以填充特異的細胞因子、寡核苷酸、大蛋白抗原，或是任何種類(lèi)的關(guān)注藥物，允許以大量可能的組合來(lái)治療廣泛的感染。

    論文的共同主要作者、哈佛大學(xué)工程與應用科學(xué)學(xué)院研究生Aileen Li說(shuō)：“盡管現在我們的重點(diǎn)是開(kāi)發(fā)一種癌癥疫苗，在未來(lái)我們可能能夠通過(guò)利用MSRs釋放不同種類(lèi)的細胞因子，操控將哪種類(lèi)型的樹(shù)突狀細胞或其他類(lèi)型的免疫細胞招募到這一3D支架中。通過(guò)調整MSRs的表面特性和孔的大小，由此控制導入和釋放各種蛋白質(zhì)及藥物，我們可以操控免疫系統來(lái)治療多種疾病。”

    一旦這一3D支架招募到來(lái)自機體的樹(shù)突狀細胞，MSRs中包含的藥物就會(huì )被釋放出來(lái)，松開(kāi)它們的“監督”觸發(fā)器，啟動(dòng)免疫反應。激活的樹(shù)突狀細胞會(huì )離開(kāi)支架，移行到淋巴結，在那里它們發(fā)出警報，指揮機體免疫系統攻擊如癌細胞等特異細胞。在數月內注射部位的MSRs會(huì )自然地發(fā)生生物降解及分解。

    盡管迄今為止研究人員還只在小鼠中測試了這一3D疫苗，卻發(fā)現它非常高效。一項實(shí)驗表明，這些可注射3D支架在宿主小鼠體內招募和吸引了數百萬(wàn)計的樹(shù)突狀細胞，然后這些細胞分散到淋巴結，觸發(fā)了強有力的免疫反應。

    這些疫苗的制造容易且快速，因此當面對一種新興傳染病時(shí)它們有可能能夠非常快速且廣泛地得到應用。“我們預計這些3D疫苗能夠廣泛應用于許多情況下，它們的可注射特性使得易于在診所內外給藥，”Mooney說(shuō)。

    由于這些疫苗是通過(guò)觸發(fā)免疫反應來(lái)起作用，這種方法可用于在感染之前通過(guò)建立機體的免疫抵抗來(lái)預防疾病。

    Wyss 研究所創(chuàng )始主任Donald Ingber 博士說(shuō)：“利用可編程生物材料，這種可注射免疫療法是傳送靶向治療一種強大的工具，且預防保健可以幫助對抗一系列的致死性感染，包括全球的常見(jiàn)***如HIV和埃博拉病毒以及癌癥。這些可注射3 D疫苗提供了一種微創(chuàng )且可擴展的方式來(lái)傳送治療，在以往逃避免疫檢測的一些疾病中通過(guò)模擬機體自身的強大免疫反應來(lái)起作用。”