碳納米管（CNT）是重要的一維納米材料，隨著這種材料的廣泛應(yīng)用，其對(duì)健康的影響也引發(fā)關(guān)注。不過(guò)關(guān)注該種材料對(duì)機(jī)體系統(tǒng)性影響的研究寥寥無(wú)幾，對(duì)腫瘤轉(zhuǎn)移影響的研究就更加鮮見(jiàn)。

　　國(guó)家納米科學(xué)中心陳春英課題組與中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院朱濤課題組，對(duì)CNT的生物學(xué)效應(yīng)及其機(jī)制展開(kāi)了合作研究。近日，他們研究發(fā)現(xiàn)，CNT單次肺部暴露后，會(huì)影響除肺部外的遠(yuǎn)端器官或組織腫瘤（乳腺癌）的發(fā)生發(fā)展，CNT呼吸暴露后的延遲毒性可導(dǎo)致原位乳腺腫瘤的多發(fā)性轉(zhuǎn)移。這是關(guān)于CNT長(zhǎng)期呼吸暴露對(duì)除肺部外的遠(yuǎn)端器官或組織的腫瘤發(fā)生發(fā)展影響的首次報(bào)道，近日，相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《自然—納米材料》。

　　由生產(chǎn)走向生活 

　　CNT，是由單層或多層石墨片卷曲而成的無(wú)縫納米級(jí)管。由于優(yōu)良的導(dǎo)電性、場(chǎng)發(fā)射性能、大面積定向生長(zhǎng)等特性，其在電容器、織物、天線、建筑材料等領(lǐng)域展示出巨大的應(yīng)用潛能。

　　已有研究發(fā)現(xiàn)，CNT呼吸暴露可引起實(shí)驗(yàn)動(dòng)物肺部炎癥和纖維化反應(yīng)，出現(xiàn)局部肉芽腫和間質(zhì)瘤的風(fēng)險(xiǎn)大大提高。因此，工業(yè)領(lǐng)域要求CNT的制造和應(yīng)用必須符合健康和安全標(biāo)準(zhǔn)。

　　2010年中國(guó)頒布了MWCNT（多壁碳納米管）表征和操作的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。2011年，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)局制定了SWCNT（單壁碳納米管）標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)；同年，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織和國(guó)際電工技術(shù)委員會(huì)頒布了“碳納米管中金屬含量的絕對(duì)定量分析方法”。此后，電氣與電子工程師協(xié)會(huì)制定了在潔凈室內(nèi)CNT加工標(biāo)準(zhǔn)。

　　“除了職業(yè)人群，越來(lái)越多的公眾其實(shí)也已受到了CNT暴露的影響。”該論文通訊作者陳春英表示，國(guó)外文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，除了生產(chǎn)工作場(chǎng)所中的CNT，在法國(guó)巴黎、美國(guó)等地的空氣樣本中，均檢測(cè)到CNT。公眾接觸到CNT的機(jī)會(huì)越來(lái)越多，CNT呼吸暴露離公眾越來(lái)越近。

　　“然而迄今為止，CNT呼吸暴露研究多局限于肺部或心血管系統(tǒng)病變，缺乏對(duì)全身系統(tǒng)影響和長(zhǎng)期健康效應(yīng)的研究。”該論文通訊作者朱濤強(qiáng)調(diào)。

　　可定向促進(jìn)癌癥轉(zhuǎn)移 

　　盡管關(guān)于CNT暴露危害的猜想很多，但不同于發(fā)病概率相對(duì)較高的職業(yè)暴露——二氧化硅、石棉暴露導(dǎo)致矽肺、石棉肺，CNT導(dǎo)致的臨床病例尚無(wú)報(bào)道。

　　為研究CNT對(duì)腫瘤發(fā)生發(fā)展的影響，研究人員讓小鼠模型單次肺部暴露CNT。觀察發(fā)現(xiàn)，小鼠肺部的CNT可引起局部微環(huán)境改變——局部炎癥和纖維化，這顯著增強(qiáng)了乳腺腫瘤細(xì)胞侵入臨近血管和周邊組織的能力，促進(jìn)小鼠腫瘤組織內(nèi)血管生成。“這意味著，小鼠乳腺腫瘤細(xì)胞更容易向發(fā)生炎癥的肺部轉(zhuǎn)移，甚至進(jìn)一步形成多器官轉(zhuǎn)移。”陳春英表示。 分子水平的研究發(fā)現(xiàn)，CNT在肺部長(zhǎng)期蓄積，刺激肺成纖維細(xì)胞和巨噬細(xì)胞分泌的VEGFA（血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子）經(jīng)血液循環(huán)到達(dá)乳腺腫瘤，直接促進(jìn)腫瘤血管生成；此外，上調(diào)腫瘤細(xì)胞內(nèi)源性VEGFA與COX-2（環(huán)氧化酶）的表達(dá)，會(huì)啟動(dòng)VEGFA-COX-2的正反饋通路，使乳腺組織內(nèi)血管生成持續(xù)增強(qiáng)，為腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移提供了“豐富的營(yíng)養(yǎng)”和“肥沃的土壤”。

　　“也就是說(shuō)，CNT暴露在不同組織器官中形成的炎癥和纖維化，為癌癥轉(zhuǎn)移提供了轉(zhuǎn)移前和轉(zhuǎn)移后的微環(huán)境，可‘定向’促進(jìn)腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移生長(zhǎng)。”朱濤告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》。

　　　重視納米材料生物安全性研究 

　　乳腺癌是一種常見(jiàn)腫瘤，患病人數(shù)逐年增加。國(guó)家癌癥中心的數(shù)據(jù)顯示，乳腺癌發(fā)病率位列女性惡性腫瘤之首，每年新增病例超30萬(wàn)。

　　英國(guó)伯明翰大學(xué)教授Iseult Lynch評(píng)價(jià)說(shuō)，該研究提供了一個(gè)重大的機(jī)會(huì)，通過(guò)探索納米材料與腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)的信號(hào)通路，可以促進(jìn)臨床治療干預(yù)方案的發(fā)展。

　　該研究還為納米材料呼吸暴露的毒理學(xué)研究提供了啟示。包括中國(guó)在內(nèi)的許多國(guó)家正在積極開(kāi)展納米材料生物安全性的研究，把納米生物環(huán)境健康效應(yīng)以及職業(yè)衛(wèi)生防護(hù)等問(wèn)題放在納米科技發(fā)展戰(zhàn)略的重要位置，以促進(jìn)納米技術(shù)的安全應(yīng)用和可持續(xù)發(fā)展。

　　陳春英介紹，該研究系統(tǒng)、深入地研究了典型納米材料長(zhǎng)期低劑量暴露的生物安全性和毒理學(xué)機(jī)制，不但提醒人們生產(chǎn)場(chǎng)所的職業(yè)防護(hù)迫在眉睫，同時(shí)對(duì)普通人群暴露的健康效應(yīng)研究也具有現(xiàn)實(shí)意義。