根据世界卫生组织的最新数据显示，预计到2050年，全球每年新发癌症病例将超过3500万。这一惊人的数字引发了全球医学界的广泛关注。尽管现有的治疗方法多种多样，但癌症的复发和转移依然是难以攻克的难题，其根源在于肿瘤干细胞。近日，中国科学家与新加坡科学家合作，在《自然-纳米技术》期刊上发表了一项研究成果：成功构建出一种纳米疫苗，为清除肿瘤干细胞、抑制肿瘤复发和转移提供了新策略。

肿瘤干细胞因其自我更新和无限增殖的能力，使得癌症在治疗后仍可能死灰复燃。科学家们的研究重点逐渐转向如何有效地对抗这些细胞。此次研究的突破性进展是否能为攻克多种癌症带来希望？我们邀请了知名科普作者张田勘来为我们解读。

肿瘤干细胞为何难以对付

肿瘤细胞可分为两大类：普通肿瘤细胞和肿瘤干细胞。肿瘤干细胞具有无限增殖潜能，以及自我复制和多细胞分化能力。这类细胞不仅可以发展成癌症，还能通过上皮-间充质转化和免疫逃逸转移到远端，导致肿瘤转移。

在不同类型的肿瘤中，肿瘤干细胞的存在是普遍的。无论通过体内还是体外培养，它们都能分化形成新的肿瘤。其内含高水平的三磷酸腺苷结合盒转运蛋白，能够将药物分子以主动转运的方式跨膜从细胞内转运到细胞外，从而形成耐药性。

“肿瘤干细胞是肿瘤发生、耐药、复发和转移的根本因素，也是导致肿瘤治疗失败的重要原因。”

因此，当前科学家对治疗癌症的思路主要有两种：一是寻找肿瘤干细胞特异的表面标志蛋白，作为研发靶向药物的突破口；二是研发疫苗以刺激机体免疫系统，抑制肿瘤干细胞的复活、生长甚至完全杀灭。

纳米疫苗或对多种癌症有效

科学家认为，研发特定肿瘤疫苗来刺激人体免疫系统，使其识别和追杀肿瘤干细胞是可以实现的。国家纳米科学中心杨延莲研究员团队与新加坡国立大学陈小元教授团队合作，构建了一种表观遗传调控抗原集成化仿生纳米疫苗。

这种疫苗通过解决癌症抗原递送与提呈效率的关键难题，有利于激活免疫系统攻击癌细胞。抗原递呈是指免疫细胞将抗原片段如癌细胞的片段呈递给其他免疫细胞的过程，这对于启动和调节适应性免疫反应至关重要。

“动物实验表明，与无疫苗治疗组相比，该纳米疫苗对肿瘤的抑制率提高了5倍至7倍。”

研究团队选择了乳腺癌和黑色素瘤作为抗原，这两种肿瘤具有广泛的代表性。抗原集成化纳米疫苗对很多肿瘤都可能有效，具有良好的临床转化前景。研究团队的下一步目标是将疫苗制成注射类针剂来治疗癌症。

“预防”疫苗与“治疗”疫苗的前景

如今，研发疫苗已成为防治癌症的主流策略。癌症疫苗可分为预防性疫苗和治疗性疫苗。前者如脊髓灰质炎疫苗用于疾病发生前的预防，而后者则是在癌症发生后，通过疫苗激发和增强机体免疫系统的攻击力来抗御肿瘤。

目前，全球最有希望的癌症疫苗中，治疗性疫苗占大多数，尤其是mRNA疫苗。mRNA疫苗采用特定癌症的mRNA制作，合成技术成熟，能编码完整的肿瘤mRNA分子作为抗原。

“2024年美国癌症研究协会公布的全球最有希望的10款癌症疫苗中，治疗性疫苗占大多数。”

癌症mRNA疫苗具有多种优势，纳米技术可能成为其顺利发挥作用的重要助手。美国纪念斯隆凯特琳癌症中心研发的胰腺癌mRNA疫苗已成功唤醒长期沉默的免疫细胞群，部分患者实现了3年无复发。

“纳米”与“mRNA”联手抗癌的未来

癌症mRNA疫苗与纳米技术的结合，或将成为防治癌症研究领域的一颗新星。纳米技术不仅可以保护mRNA不被降解，还能通过淋巴管将mRNA传递到淋巴结。

国内外研究表明，使用纳米脂质体提高癌症抗原递呈效率的mRNA疫苗，能够产生较好的治疗效果，并长期保持机体强大的免疫力。

“可以预见，‘纳米’与‘mRNA’的结合将促成一种新技术，成为防治癌症研究领域的新星。”

随着科学技术的进步，癌症疫苗的研发方向愈加明晰。未来，纳米技术与mRNA疫苗的结合或将为癌症患者带来新的希望。