近日，哈尔滨医科大学附属第一医院孙备教授团队与中国科学院长春应用化学研究所马平安研究员团队合作开发了一种用于治疗胰腺癌的新型纳米材料。该材料联合凋亡与铁死亡，在高效治疗胰腺癌的同时还能够有效降低胰腺癌小鼠的CA 19-9水平。相关研究成果以“Synergistic Apoptosis-Ferroptosis: Oxaliplatin loaded amorphous iron oxide nanoparticles for High-efficiency therapy of orthotopic pancreatic cancer and CA19-9 levels decrease”为题发表在《Chemical Engineering Journal》(中科院一区，IF 16.744)上，哈尔滨医科大学附属第一医院胰胆外科与哈尔滨医科大学附属第一医院肝脾外科教育部重点实验室为第一通讯单位，孙备教授、马平安研究员、陈华教授为文章的并列通讯作者，李轶龙副主任医师、王鑫龙博士研究生、丁彬彬副研究员为并列第一作者。
胰腺癌是消化系统恶性程度最高的肿瘤之一，预后极差，并且对目前已知的化疗药物如奥沙利铂等不敏感。为了在治疗胰腺癌方面取得比游离奥沙利铂更为有效的治疗效果，本研究设计了一种非晶态氧化铁包裹奥沙利铂的纳米药物（AIOoxp）。AlOoxp能够显著增加铂在肿瘤部位的积累，并有效降低奥沙利铂诱导的全身毒性。此外，AlOoxp释放的铁离子可以通过芬顿反应与H2O2发生反应，产生大量活性氧。过量的活性氧可以诱导肿瘤细胞铁死亡和促进细胞凋亡。搭载的化疗药物奥沙利铂反过来可以促进芬顿反应底物H2O2的生成，从而实现协同的肿瘤治疗效果。此外，AlOoxp还能显著降低糖类抗原CA19-9的水平。CA19-9是胰腺癌最重要的生物标志物，同时也是胰腺癌的促进因素。CA19-9水平的降低预示着具有良好的治疗效果和预后。本研究为胰腺癌的临床治疗提供了新的思路以及一种有效的治疗策略。
铁死亡是一种新型细胞死亡方式，最早于2012年提出。其特征为产生过量的活性氧，导致脂质过氧化、细胞膜和细胞器膜完整性被破坏，进而引起细胞死亡。相较于传统的细胞凋亡，肿瘤细胞对铁死亡的敏感度更高。本研究表明，AlOoxp可在胰腺癌细胞中以芬顿反应的方式产生大量ROS并诱导脂质过氧化，从而导致铁死亡的发生。氧化铁纳米颗粒已被广泛应用于肿瘤成像和治疗。相较于传统的氧化铁纳米颗粒，本研究合成的非晶态氧化铁纳米颗粒具有亚稳态的随机结构，使其在酸性的肿瘤环境中更快地释放铁离子，从而诱导胰腺癌细胞发生铁死亡。
糖类抗原19-9（CA19-9）是胰腺癌最常用的生物标志物。研究表明，胰腺癌患者的CA19-9水平与胰腺癌分期密切相关，并且也与胰腺癌患者术后复发以及预后有关。因此，CA19-9水平常被用于监测胰腺癌患者的治疗效果。然而，CA19-9不仅仅是胰腺癌的标志物，其自身也可能促进胰腺癌的发展。因此，CA19-9水平的降低也意味着减少了一部分胰腺癌进展的风险因素。本研究在体内和体外实验中证明，与奥沙利铂相比，AlOoxp可以显著降低胰腺癌小鼠以及胰腺癌细胞上清中CA19-9的水平，表明AlOoxp具有比奥沙利铂更为有效的抗肿瘤效果。
综上，本研究提供了一个用于胰腺癌治疗的有效策略。与传统化疗药物奥沙利铂相比，纳米药物AIOoxp通过凋亡-铁死亡协同的方式，具有更好的治疗效果和更小的副作用。这对于推动胰腺癌化疗的进一步发展具有重要意义。
据了解，该研究受到国家自然科学基金、中国博士后基金、黑龙江省自然科学基金、黑龙江省博士后基金以及哈尔滨医科大学附属第一医院优秀青年科学基金的资助。团队负责人孙备教授长期致力于胰腺炎以及胰腺癌的临床与基础研究，并先后主持多项国家自然科学基金，省部级重点科研项目等课题。
近年来，在孙备教授的领导下，哈医大一院普外科医工合作正如火如荼地开展，并取得了丰硕的成果，合作团队包括中国科学院长春应用化学研究所及哈尔滨工业大学等顶尖研究团队。孙备教授指出：“学科交叉的意义在于将不同领域的专业知识和技能相互结合，可以有效地解决各领域存在的复杂问题。通过医工合作，医学和工程学科之间的专业知识可以相互补充，从而带来更好的创新和应用。此外，医工合作也可以促进跨学科人才的培养和教育，为未来的技术创新和发展打下坚实基础。”
纳米材料在医工合作中具有重要意义，它们可以用于制备各种功能性生物材料和药物输送系统。纳米材料的小尺寸和高比表面积使其具有优异的生物相容性和靶向性，可用于合成高效的肿瘤诊断和治疗平台，为医工合作提供了广阔的应用前景。哈尔滨医科大学附属第一医院普外科拥有医工合作的平台优势，其中包括扎实的理论研究基础以及学科先进的领军人才。本研究是该科室积极推广医工合作的成果之一，对于进一步实现医工交叉融合具有重要意义。
