作者|泳池涵洞
武俠小說中的一幫乞丐往往憤世嫉俗，他們遇到蜂擁而至的惡棍。科學家發現，人體内的鈣離子，如果局部集中在惡性良性腫瘤病變中，形成"鈣幫"可導緻惡性良性腫瘤細胞因"鈣超負荷"而死亡，這一過程被稱為"鈣死亡"。
近日，由華東師範大學化學與分子工程學院、上海綠色化學與化學過程綠化重點實驗室教授波文波、國立大學化學系教授劉曉剛和複旦大學附屬華山醫院放射科主任姚振偉聯合研究組成員，在《化學雜志》上發表文章稱，惡性良性腫瘤病變轉化為過氧化鈣納米顆粒， 能使惡性良性腫瘤失去鈣調節能力，産生"鈣超負荷"作用，達到抑制惡性良性腫瘤離子幹擾治療的作用。
不可或缺的細胞"鈣幫"
作為細胞内信号傳導的第二信使，鈣離子在調節人體的許多生理功能中起着至關重要的作用，例如細胞遷移和增殖，肌肉收縮，神經元激發等，他告訴中國科學日報。
細胞的許多功能依賴于細胞内外非常高的鈣離子濃度，一旦這種濃度差異發生變化，細胞功能就會受到幹擾，甚至導緻細胞死亡。
研究表明，在正常情況下，細胞對環境中鈣離子的濃度有嚴格的控制機制，這使得細胞的鈣超載變得更加困難，然而，在氧化應激狀态下，細胞調節鈣離子的能力會逐漸下降，導緻鈣離子聚集并引起鈣過載， 在減少氧化應激後，細胞可以恢複到正常狀态。
細胞的氧化應激和鈣超負荷也具有互相增強的協同作用，為鈣超負荷型惡性良性腫瘤的有效治療提供了理論支援。
臨床醫生發現，惡性良性腫瘤患者放療或化療後，CT影像顯示惡性良性腫瘤病變中鈣化點，對許多患者具有顯著的治療效果。
這種現象讓科學家思考，惡性良性腫瘤病變鈣化的發展與治療效果之間是否存在必然的聯系？
此外，從材料的角度來看，惡性良性腫瘤病變中産生的鈣化點的主要成分是羟基磷灰石。
如果這種臨床現象能夠與無機材料科學相結合，可能會激發出一種新型的高效惡性良性腫瘤治療政策。
精密高效的納米飛彈
基于上述考慮，研究團隊利用濕化學設計合成了一類粒徑小于5納米的過氧化鈣納米顆粒，并在其表面塗覆一層透明質酸鈉，得到超小的透明質酸改性過氧化鈣納米顆粒。
文章的第一作者、步文博博士生張盟告訴《中國科學日報》，超小納米粒子的使用有多重考慮。
首先，大于100納米的顆粒很容易被血液循環中的網狀内膜系統捕獲和去除，導緻它們在惡性良性腫瘤區域的濃度顯着降低，治療效果顯着降低。
超小納米顆粒可以有效地逃脫網狀内切系統的捕獲，顯着增加惡性良性腫瘤區域的物品質。
其次，随着納米顆粒尺寸的減小，納米顆粒的結晶減少，增加材料的反應活性，在酸性條件下更容易分解。
是以，超小的過氧化鈣納米顆粒在惡性良性腫瘤區域的酸性微環境中，更容易降解鈣離子的産生，達到誘導鈣死亡的目的。
此外，超小納米顆粒主要是通過腎髒代謝來實作從體内快速排出，即通過尿液從體内排出，這樣的循環代謝速度加快。
如果使用較大的納米顆粒，它們最終通過肝髒代謝途徑排洩，肝髒代謝途徑通過糞便排洩，循環周期較長，這可能導緻體内積聚。
張說，研究小組以小鼠為模型動物，建立了小鼠原位乳腺癌模型，并評估了過氧化鈣納米顆粒對惡性良性腫瘤的抑制作用。
結果表明，納米顆粒具有顯著的惡性良性腫瘤治療效果。通過他對惡性良性腫瘤組織進行染色，可以看到治療組中惡性良性腫瘤細胞的大量壞死。這表明過氧化鈣納米顆粒具有良好的效果。
無機石攻擊抗癌玉石
新型超小過氧化鈣納米細胞具有以下優點：首先，由于幾乎所有惡性良性腫瘤細胞中都存在鈣離子的特殊生物效應，是以納米藥物在理論上具有治療惡性良性腫瘤的普遍性。
其次，在正常細胞中，超小的過氧化鈣分解速度極慢，分解産生的過氧化氫速度慢，能被過氧化氫酶迅速分解成氧氣和水，是以，不能誘導正常細胞産生氧化應激，進而避免了鈣超負荷。
同時鈣是人體的必需元素，具有良好的生物安全性。
最後，納米藥物的室溫合成工藝簡單友善，适用于間歇制備。
基于以上幾點，随着"鈣死亡"抑制惡性良性腫瘤的分子機理、藥代動力學等基礎研究的逐漸完善，預計這種新型透明質酸-過氧化鈣納米噬體将具有很大的臨床轉化潛力。
目前，各類用于癌症治療的無機納米材料研究取得了很大進展，但遺憾的是，無機納米材料的生物相容性仍在阻礙其臨床應用瓶頸。
基于本工作中鈣離子的特殊生物效應，科學家認為，納米材料本身降解産生的功能離子或簇的特殊生物效應可用于幹擾或阻礙惡性良性腫瘤細胞的代謝和增殖過程，或調節生物活性離子與惡性良性腫瘤細胞生理過程之間的互相作用， 進而誘發惡性良性腫瘤細胞代謝紊亂，進而起到抑制惡性良性腫瘤生長和轉移的作用。
該團隊将這些新的惡性良性腫瘤治療政策定義為離子幹擾療法。
根據Step Wenbo的說法，離子幹擾療法的引入将為無機納米材料在臨床惡性良性腫瘤治療中開辟一條新途徑。
相關論文資訊：
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2019.06.003
中國科學學報（2019-07-09，第3版，綜合版）
