日前,我院2012级本科生程宇豪同学为共同第一作者的最新研究成果“Perfluorocarbon nanoparticles enhance reactive oxygen levels and tumour growth inhibition in photodynamic therapy”于《自然通讯》(Nature Communications)杂志在线发表。医学院胡一桥教授和吴锦慧副教授为该文的通讯作者。
11月17日,《中国青年报》对程宇豪同学和该项研究成果的应用前景进行了详细报道。
程宇豪从小的梦想就是成为一名科学家。他从初三开始对化学产生浓厚兴趣。2012年高中毕业时,凭借奥林匹克化学竞赛的优秀成绩,他被保送至南京大学,进入化学化工学院化学专业学习,入选“基础学科拔尖人才培养试验计划”,并在大学一年级即进入胡一桥教授课题组进行科研工作。
光动力是现代医疗临床中,进行疾病诊断和治疗的一种新技术。主要是光敏剂与靶向组织和细胞产生反应,特定光照射之后发生作用,导致靶向细胞坏死的治疗技术。光动力疗法具有靶向性好、副作用小等优势,是一种前景广阔的癌症治疗手段。
21岁的程宇豪是四川人,2008年汶川大地震时,他看到血液供应的重要性,以及人血保存条件和保存期的问题。因此,他对人造血液的研究格外关注,这种合成乳剂具有极强的溶氧能力,可代替人血输入体内。程宇豪将人造血液与光动力疗法联想起来。
“光动力具体工作时,主要是利用光敏剂吸收激光,将肿瘤内的溶解氧活化,成为具有细胞毒性的活性氧,从而实现肿瘤杀伤。”程宇豪说,在实体肿瘤内部通常是一种缺氧状态,加上光动力治疗过程本身会消耗氧气,所以治疗可利用的氧气受到限制。
他们设想了一种“自供氧光动力”疗法,该方法将人造血液与光敏剂相结合,能够在光动力治疗时,为光敏剂提供氧气。也就是说,光敏剂即使是在“乏氧环境”下工作时,也会有源源不断的氧气供应,从而保证光动力的疗效。
“实验表明,在正常氧分压和低氧分压下,自供氧光动力疗法均可以显著增加光敏剂产生活性氧的能力,增加光敏剂的细胞毒性,尤其有助于提高体内实体瘤治疗时的药效。”程宇豪说,这一研究可以为光动力制剂的研究提供新的设计思路,未来或有望用于现有临床光动力药物的改进和增效。
从开发一个全新药物到其最终上市往往需要5~10年甚至更久,并且失败的风险非常大。这项工作的亮点就在于使用已经上市的药物(全氟化碳,是临床人造血液和造影剂的原料)来增效市面使用的光动力药物,简单、有效、安全并且解决了长期以来限制光动力疗法发展的关键问题。如能最终应用到临床,它能在更多类型癌症的治疗上取代放、化疗,为患者减轻副作用所带来的痛苦。
得益于我校推行的“三三制”本科教学改革,作为 “拔尖计划”入选者的程宇豪目前已获得免试直博预录取资格。他认为,化学是一门中心学科、基础学科,化学与医学的学科交叉,让他在解决癌症治疗难题方面拥有更开阔的思路。