10 月 30 日，加州大學洛杉磯分校（UCLA）生物工程學教授顧臻在 Nature 子刊 Nature Biomedical Engineering 發表一項重磅成果，研究人員通過一種「聯合細胞藥物遞送」技術，將抗癌藥物直接輸送到骨髓中，大幅提升白血病的治療效果。

動物實驗表明，通過聯合細胞快遞技術的治療，能夠延緩小鼠急性髓性白血病（AML）的進展。與對照組相比，治療使得小鼠病灶顯著減小，87.5% 的小鼠存活時間增加了一倍。

圖 | 著色後掃描電子顯微鏡下連接在一起的造血幹細胞（紫色）和血小板（綠色）（來源：加州大學洛杉磯分校）

AML 是一種病發於骨髓，並會擴散到血液和身體其它部位的癌症。正因如此，常規的治療手段比如化療，很難影響到躲在骨髓深處的癌細胞，這也是 AML 治療後的容易複發的主要原因。

除了傳統的放化療，近年來腫瘤的免疫治療頻頻取得重大進展，對腫瘤免疫治療作出突出貢獻的三位科學家也因此榮獲今年的諾貝爾生理或醫學獎。但是，各種各樣的 PD-1 抑製劑，也面臨著難以深入骨髓的障礙。

為了解決這一問題，顧臻教授團隊設計了一套精巧的思路：將 PD-1 抑製劑「搭載」在血小板上，再將血小板與造血幹細胞「化學結合」。由於造血幹細胞會回到骨髓中，所以在造血幹細胞的帶領下，PD-1 抑製劑就能深入骨髓，並阻斷癌細胞表明的免疫抑制，從而引發免疫細胞對骨髓內癌細胞的攻擊。

圖 | 聯合細胞藥物遞送系統（來源：Nature）

這是第一個將兩種不同細胞連接在一起用於治療目的嘗試。「這部分細胞組合就像一輛運貨卡車，我們可以在血小板的細胞表面包裝藥物或免疫系統助推器，並讓它們在身體內的目標部位完成激活和卸載。」顧臻教授說。

論文第一作者、顧臻研究小組的前博士生 Quanyin Hu 表示：「造血幹細胞就像是指向骨髓的導航信號，一旦幹細胞將組合細胞引導到骨髓中，血小板就可以被激活。他們在骨髓內釋放免疫治療藥物，以激活身體自身的免疫系統，在這種情況下，T 細胞會殺死白血病癌細胞。」

研究人員同時指出，該技術入股和化療或細胞療法等聯合使用，會更好地發揮白血病的治療效果。而且接下來，研究人員還會嘗試將該技術用於白血病之外的癌症治療。

變革性的藥物輸送系統

其實，除了「聯合細胞快遞技術」，顧臻所在的加州大學洛杉磯分校顧臻實驗室（Gu iMedication Lab），一直以來都在探索將生物材料設計、生物大分子工程和微/納米製造整合到新的藥物遞送策略中。

近些年來，顧臻實驗室也已經開發出了一系列變革性的藥物輸送系統，特別是用於癌症和糖尿病的治療，以及提高患者的生活質量。

2015 年，顧臻研究組關於智能胰島素貼片的研究工作發表在《美國國家科學院院刊（PNAS）》上，被各大媒體爭相報道。

圖 | 智能胰島素貼片（來源：PNAS）

這種如一塊硬幣大小的貼片上，上面覆蓋著超過 100 個微小細針，微針上裝有胰島素和葡萄糖感應酶。當智能貼片檢測到血糖水平升高時，貼片上的微針即可自動釋放一定劑量的胰島素，從而實現血糖監測和調控的目的。

小鼠實驗表明，智能貼片能夠將血糖升高的小鼠血糖水平在 30 分鐘內降低到正常水平，並且能夠維持數個小時。

這種由無毒生物相容性材料製成的無痛智能貼，為終結糖尿病患者厭倦的胰島素注射，帶來了新的希望。

2017 年，顧臻團隊與中國科學院長春應用化學研究所的科學家聯合，發明了一種減肥黑科技——減肥貼片。類似於前面提到的智能胰島素貼片，這次研究人員則是將減肥藥物裝入納米顆粒，再將納米顆粒放入微針中。

圖 | 減肥貼片（來源：ACS NANO）

想瘦肚子，就把貼片貼到肚子上，簡直是想瘦哪裡貼哪裡。這些通過微針定點釋放到脂肪組織中的藥物，能夠將皮下白色脂肪轉變為棕色脂肪並分解產熱，從而避免了口服或靜脈注射減肥藥對身體的副作用傷害。

在肥胖小鼠中的驗證實驗表明，這種攜帶減肥藥的減肥貼片能使小鼠體重在 4 周內減少大約 15%，下腹部的白色脂肪最高減掉了 30%。

不光是貼片，顧臻團隊曾在 2017 年 1 月發表的論文中就提到，利用血小板遞送 PD-L1 抗體藥物，用於靶向術後的殘餘腫瘤。這並非顧臻團隊腦洞大開，仔細了解會發現簡直是巧奪天工。

圖 | 攜帶免疫檢查點抗體的血小板（來源：Gu iMedication Lab）

因為對於腫瘤手術切除來說，術後複發是一個很大概率的事情，看起來手術切除得很乾凈，但是難免會有殘餘的癌細胞以及進入外周血的循環腫瘤細胞。而手術後大量發揮止血功能的血小板會聚集到手術部分，啟動傷口的癒合。於是研究人員就嘗試將免疫檢查點抑制抗體依附在血小板的表面，以藉助血小板的力量將癌細胞「趕盡殺絕」。

在此基礎之上，顧臻團隊本次開發出的「聯合細胞快遞技術」，正是又給攜帶抗癌藥物的血小板，「加裝」了一個可以導航到白血病患者骨髓內部的造血幹細胞。不得不為顧大神的創造力所折服。

除此之外，顧臻團隊還曾開發出一款人造細胞，來模擬人體胰島β細胞的功能。這種人造細胞具有雙層脂膜，內部含有精心設計的胰島素載體。當血糖水平升高時，胰島素載體表面就會與人造細胞外膜融合，將胰島素釋放出去。也就是說，這種人造的細胞，在體內能夠自主感知血糖變化，並以此自主分泌胰島素，簡直和真實的胰島β細胞不相上下。

圖 | 顧臻團隊近年來發表的期刊封面成果（來源：Gu iMedication Lab）

從科學家到創業者

顧臻現目前為加州大學洛杉磯分校生物工程系和加州納米系統研究所教授，同時還是三家初創公司的聯合創始人。

2003 年，顧臻在南京大學化學系獲得化學學士學位，並與 2006 年在南京大學獲得高分子化學與物理學碩士學位。後進入美國加州大學洛杉磯分校（UCLA）化學和生物分子工程系，並在導師 Yi Tang 博士的指導下，於 2010 年獲得博士學位。

2010 年至 2012 年，在麻省理工學院和哈佛醫學院的 Robert Langer 博士那裡做博士後研究。在 2018 年加入加州大學洛杉磯分校之前，他已經成為北卡羅來納州立大學和北卡羅來納大學教堂山分校生物醫學工程聯合學系 Jackson Family 傑出教授。

顧臻目前已經發表的研究論文多達 140 多篇，並申請 50 多項專利，主要集中在用於癌症和糖尿病等疾病治療的藥物控釋、生物材料和納米生物技術領域。他還曾獲美國糖尿病學會青年科學家獎、美國糖尿病學會 Pathway 加速研究獎、Sigma Xi 協會青年教授研究獎、斯隆研究獎等。

圖 | 顧臻教授（來源：Gu iMedication Lab）

2015 年，顧臻教授被《麻省理工學院科技評論》雜誌評為「2015 年全球 35 位 35 歲以下傑出青年創新人物」，並破格通過北卡羅來納大學終身教授評審，成為最年輕的美國大學終身教授之一。相關成就也多次被《時代周刊》等媒體報道。

據了解，為將在實驗室開發的糖尿病和癌症治療技術加速轉化並投入商業運作，顧臻教授在 2015 年就創立了一家研發智能化遞葯製劑及器件的平台技術公司 ZenomicsInc。此外，他還在南京成立一家專註免疫治療藥物局部與靶向遞送的公司。

顧臻曾對實驗室科技的商業化轉換髮表看法：「前方肯定有很多艱難險阻，但不邁出去，創新只能在紙面上呈現，很難來到最需要它們的病患的身邊。」

期待顧大神能帶來更多的醫療黑科技，以造福更多癌症和糖尿病等患者，不僅提升疾病治療效果，還能改善患者生活質量。

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