尽管过去几十年，已经发展出了外科手术、化疗、放疗等多种癌症治疗方法，但其中任何一个都对一种恶性脑癌——胶质瘤都没有很好的治疗效果。胶质瘤属于一种致死率较高的脑癌，但是最近对于这类脑癌特异性基因突变的新发现，使得对其进行基因治疗成为一种可能，虽然能有效将致毒基因或缺失基因传递至大脑肿瘤细胞仍有很大难度。

近日，霍普金斯大学（Johns Hopkins）的科学家们就成功使用纳米颗粒将基因治疗手段实施在大鼠脑部的胶质瘤细胞上，并延长了它们的存活时间。这部分工作现已汇总发表在《美国化学会纳米科学》（ACS Nano）上。

此前的研究已经发现，小鼠大脑肿瘤细胞可吞噬携带基因的纳米颗粒，并使得基因在其细胞内释放。但是，本研究能够在动物模型体内使用生物可降解纳米颗粒来有效杀死脑癌细胞，并延长动物存活时间，在相关领域还是首次实现。

在这项研究中，霍普金斯大学的科研团队设计并测试了一系列各种各样的多聚物纳米颗粒，最终发现一个很好的可将基因传递至大鼠脑肿瘤细胞的候选材料。之后他们在此材料中填充了一种DNA，制成相应的纳米颗粒。这种DNA可以编码单纯孢疹病毒胸苷激酶1  （HSVtk），这种酶可将一种原本效果极微的癌症治疗药物——更昔洛韦（ganciclovir)转变为另一种可有效杀死脑肿瘤细胞的化合物。当满载DNA的纳米颗粒与更昔洛韦结合后，可100%杀死实验室平板培养的胶质瘤细胞。

对此，此研究的其中一个科学家——来自霍普金斯大学生物医药工程和眼科专业的副教授Jordan Green曾提到，他们改进了这个在患有胶质瘤大鼠身上使用的传递系统，采用了一种被称作“颅内对流加强式传递”（intracranial convection-enhanced delivery）的方法，使得纳米颗粒能够通过一次注射就完全渗透入肿瘤细胞。这个系统是通过一定的压强差来加强纳米颗粒在肿瘤中的渗透速度。当结合更昔洛韦使用这个系统，就能显著提高恶性脑癌大鼠的存活时间。

为了揭示这种生物可降解多聚物纳米颗粒仅仅代表一种可能的基因传递方法，这项研究还展示了，非病毒的HSVtk基因传递方法结合更昔洛韦的使用也能有很强的抗肿瘤效果。对此，这项研究的另一个科学家——来自霍普金斯大学神经外科专业的副教授Betty Tyler还说道：“迄今为止，类似的系统还只在人类身上以病毒进行过基因的传递，但是病毒传递系统的安全性一直存在很大争议。虽然我们的研究也需要一定的时间来确认，这种纳米颗粒传递系统是否能传递其他抗肿瘤基因以用于脑瘤甚至其他系统性肿瘤的治疗。”

Green教授也提到，这种方法在被应用于临床之前，还需要额外的临床试验来确认其安全性和有效性。“毕竟，选择哪种基因来与这种纳米颗粒传递系统结合使用才最理想，这是未知的。我们也需要在其他脑癌动物模型身上进一步改进这项科技。”他说道。

在未来，Green教授希望可以在外科手术这类胶质瘤常用治疗手段进行的同时，就将此类纳米颗粒定位使用于大脑内。也许在将来，还可以将这类纳米颗粒直接在全身系统应用，而不再需要准确定位使用于大脑中。Tyler教授也说，现有发现给了他们很大鼓舞，希望他们可以在未来优化这类纳米颗粒在颅内的分布，从而改进这项新的纳米颗粒介导的基因疗法。