Nature重磅！中国科学家研发“黑科技”，饿死癌细胞、唤醒免疫系统

癌症，这个令无数人闻之色变的词汇，如同隐藏在黑暗中的恶魔，时刻威胁着人类的健康与生命。在抗癌的漫漫长路上，科学家们从未停止探索的脚步。你知道吗？癌细胞之所以能肆无忌惮地疯狂生长，背后有一个关键的“帮凶”——线粒体，它就像一个不知疲倦的“能量工厂”，持续不断地为癌细胞供能。

2025年10月22日，一则振奋人心的消息从科学界传来：中国科学家在国际顶级期刊《自然》（Nature）旗下的《自然・纳米技术》发表了一项具有里程碑意义的研究成果。这项由四川大学孙勇教授和樊渝江教授团队合作完成的研究，为抗癌治疗带来了全新的思路。他们设计发明了一种名为聚乙二醇修饰的黑磷纳米片（BPP）的“黑科技”，它就像一把“精准手术刀”，进入肿瘤细胞后分解成磷酸盐，不仅能破坏线粒体的“能量生产”，还能唤醒免疫系统，让免疫治疗效果大幅提升，仿佛给抗癌之路加上了双倍的助力。

癌细胞的“能量密码”：线粒体

癌细胞和正常细胞在诸多方面存在差异，其中“能量代谢异常”是极为关键的一点。正常细胞主要依靠线粒体的“氧化磷酸化”来产生能量，维持自身的正常运转。而很多癌细胞却会切换到“无氧糖酵解”模式，也就是我们熟知的“瓦伯格效应”。不过，最新的研究发现，即便那些依赖无氧糖酵解的癌细胞，线粒体的氧化磷酸化依然是它们生存的“续命关键”。

线粒体对于癌细胞而言，就像是一个多功能的“核心命脉”。首先，它是供能站，持续不断地产生ATP，为癌细胞快速分裂提供源源不断的能量支持。想象一下，癌细胞就像一群贪婪的掠夺者，而线粒体产生的ATP就是它们抢夺的“粮食”，有了充足的“粮食”，癌细胞才能肆意地分裂增殖。其次，线粒体还是原料厂，能够合成核酸、蛋白质等关键物质，满足癌细胞增殖的巨大需求。这些物质就像是癌细胞建造“城堡”的砖块，没有它们，癌细胞就无法构建起自己的“王国”。最后，线粒体还是癌细胞的保护伞，它可以通过调控PD-L1蛋白表达，帮助癌细胞躲避免疫系统的攻击。PD-L1蛋白就像是癌细胞的“隐身衣”，让免疫细胞难以识别和攻击它们，从而在人体内逍遥法外。而这次中国科学家设计的BPP，恰恰能精准打击癌细胞的线粒体，还能激活免疫系统，相当于“一手断粮，一手调兵”。

BPP的“抗癌双招”：

精准打击与免疫激活

黑磷，这种具有独特层状结构的纳米材料，经过聚乙二醇（PEG）修饰后，仿佛被赋予了神奇的魔力。它不仅能在体内稳定存在，还能精准地靶向肿瘤组织，就像一位技艺高超的狙击手，能够准确地找到目标。研究发现，BPP进入肿瘤细胞后，会通过两种强大的方式发挥抗癌作用。

第一招：拆解成磷酸盐，掐断线粒体“能量生产线”

BPP在肿瘤细胞内会逐渐分解为磷酸盐（PO₄³⁻），而这种磷酸盐正是线粒体氧化磷酸化的“关键干扰剂”。它就像一个调皮的小捣蛋鬼，会破坏线粒体的电子传递链，让“能量生产”过程陷入混乱甚至中断。癌细胞的ATP产量因此骤降，这就好比断了癌细胞的“粮草供应”，让它们陷入饥饿状态。能量不足还会引发一系列连锁反应，导致癌细胞内生物合成受阻。DNA复制、蛋白质合成等关键过程无法正常进行，癌细胞的生长速度明显减慢，就像一辆失去动力的汽车，只能缓慢爬行。更重要的是，磷酸盐还能下调PD-L1蛋白的表达，这意味着癌细胞的“隐身衣”被无情地撕碎，它们再也无法躲避免疫细胞的追杀，只能乖乖地暴露在免疫系统的火力之下。实验数据显示，用BPP处理黑色素瘤细胞后，线粒体的氧化磷酸化活性降低了40%，PD-L1蛋白表达量减少了35%，癌细胞的增殖能力显著下降，这一系列数据充分证明了BPP的强大威力。

第二招：唤醒免疫系统，给免疫治疗“搭梯子”

除了直接对癌细胞发起攻击，BPP还能激活机体的免疫系统，改善肿瘤微环境，为免疫治疗创造有利条件。它就像一位优秀的指挥官，能够动员免疫细胞奔赴战场。BPP处理后，小鼠血清中的促炎细胞因子（如IL-2、IFN-γ）浓度显著升高，这些细胞因子就像响亮的集结号，能够“召唤”免疫细胞向肿瘤聚集，形成强大的抗癌阵容。同时，BPP还能增强免疫细胞的杀伤能力。肿瘤组织中CD8⁺T细胞（主要的抗肿瘤免疫细胞）数量增加了2倍，而具有免疫抑制作用的CD4⁺调节性T细胞数量减少了50%，这就好比在战场上“增兵减敌”，让免疫细胞能够更加有效地攻击癌细胞。此外，BPP还能培养“免疫记忆”。小鼠脾脏中“效应记忆CD8⁺T细胞”浓度大幅提升，这种细胞就像忠诚的卫士，能够长期记住癌细胞的特征。即使癌细胞再次出现，它们也能迅速发起攻击，降低癌症复发的风险。简单来说，BPP不仅能自己“抗癌”，还能让免疫系统变得更加强大，为后续的免疫治疗铺平道路。

实验验证：BPP的卓越疗效

为了验证BPP的实际治疗效果，研究者在黑色素瘤小鼠模型中进行了严谨的对比实验，结果令人振奋不已。

单独用BPP，肿瘤明显缩小

给小鼠注射BPP后，奇迹发生了。肿瘤生长速度显著减缓，21天后，肿瘤体积比对照组小了60%。而且，在整个治疗过程中，没有出现明显的毒副作用，比如肝肾功能损伤、正常组织损伤等。这说明BPP具有极强的靶向性，能够精准地打击肿瘤，就像一颗智能炸弹，只攻击目标，而不伤害周围的无辜“群众”。

联合PD-1/PD-L1抑制剂，效果翻倍

当BPP与PD-1/PD-L1抑制剂（目前常用的免疫治疗药物）联合使用时，抗癌效果更是得到了进一步提升。肿瘤完全消退率从单独用药的15%提升到了45%，这意味着有更多的小鼠能够彻底摆脱肿瘤的困扰。小鼠的中位生存期从35天延长到了62天，生存期翻倍，近30%的小鼠存活超过90天。更关键的是，这些存活的小鼠在停药后，再次接种黑色素瘤细胞时，肿瘤几乎不生长。这充分说明BPP诱导的“免疫记忆”发挥了重要作用，实现了“长期抗癌”的梦想。免疫荧光实验显示，联合治疗组的肿瘤组织中，CD8⁺T细胞浸润量是单独免疫治疗组的3倍，PD-L1蛋白表达量则进一步降低，这进一步证明了BPP确实能够增强免疫治疗的“杀伤力”，让免疫细胞在抗癌战场上更加勇猛无敌。

BPP的3点临床意义

BPP的出现，无疑为纳米材料在癌症治疗中的应用开辟了崭新的方向，同时还成功解决了当前癌症治疗中的两个关键难题。

突破“瓦伯格效应”的限制

过去，人们普遍认为依赖无氧糖酵解的癌细胞对线粒体靶向药物不敏感，这使得很多治疗手段在这些癌细胞面前效果大打折扣。然而，BPP通过干扰氧化磷酸化，即使是这类癌细胞也能被有效抑制，大大扩大了治疗范围，让更多类型的癌细胞都无处遁形。

解决免疫治疗“应答率低”的问题

目前，PD-1/PD-L1抑制剂虽然在一定程度上为癌症治疗带来了希望，但它对很多肿瘤的应答率只有20%-30%。主要原因是肿瘤微环境存在“免疫抑制”现象，比如CD4⁺调节性T细胞过多、PD-L1表达过高等。而BPP能够改善肿瘤微环境，调节免疫细胞的平衡，让更多患者对免疫治疗产生应答，为那些原本对免疫治疗无效的患者带来了新的生机。

安全性高，容易临床转化

黑磷是一种生物相容性很好的材料，经过PEG修饰后，在体内的代谢产物是磷酸盐，而磷酸盐是人体本身就有的物质，不会产生有毒副作用的代谢残渣。目前的研究中，BPP无论是静脉注射还是局部给药，都没有出现明显毒性，这为后续的临床研究奠定了坚实的基础，让BPP有望更快地走向临床，造福广大癌症患者。

纳米材料的抗癌新征程

目前，这项研究还处于动物实验阶段，但已经展现出了巨大的临床潜力。研究者们已经制定了详细的下一步计划，他们打算在大动物模型（如猴子）中进一步验证BPP的安全性和有效性。未来，可能会针对黑色素瘤、肺癌、肾癌等对PD-1/PD-L1抑制剂敏感的肿瘤，开展BPP联合免疫治疗的临床试验。由于BPP的作用机制不依赖于特定基因突变，未来它可能适用于多种类型的肿瘤，尤其是那些难治性、复发性肿瘤，为那些饱受癌症折磨、传统治疗手段无效的患者带来新的希望。

从“断能量”到“唤免疫”，BPP的双重抗癌作用让我们清晰地看到了纳米材料在癌症治疗领域的巨大潜力。它就像一把多功能抗癌刀，不仅能精准打击癌细胞的“命门”，还能为免疫治疗“铺路搭桥”。或许在不久的将来，随着纳米技术的不断发展，像BPP这样的“黑科技材料”会成为癌症治疗的常规手段，让更多患者摆脱肿瘤的困扰，重新拥抱健康美好的生活。毕竟，科学对抗癌症的每一步突破，都是为了让生命更加长久、更有质量。如果未来纳米材料能成为癌症治疗的常规手段，你觉得它最大的优势会是什么呢？欢迎在评论区分享你的看法！