照亮生命边缘的曙光——记同济大学生物医学工程与纳米科学研究院副研究员陈炳地

本刊记者 付 强

陈炳地

在外界看来，从能源材料到生物医学的研究跨度不可谓不大，但陈炳地却表示，有跨度但其实还是老本行，只是依托纳米材料、技术解决不同的问题而已。

从事医学研究始于肿瘤靶向影像诊断，粒细胞抗癌疗法、循环肿瘤细胞检测纳米技术等自主研发新成果亦与他大有渊源，陈炳地如今砥砺而行，正以创新、自信迎接时代发起的挑战，为人类健康保驾护航。

结缘纳米医学研究

2005年毕业于吉林大学，陈炳地以年级第一名的成绩被保送浙江大学杨德仁院士团队，本是从事能源材料研究的他未曾想在这里转了弯儿。“2007年，我被导师委派与医学院的教授进行‘863’项目合作对接，接触到一些采用纳米材料进行肿瘤靶向影像的相关研究，自此正式转入了纳米医学领域。”这么痛快的“转行”不是没由来的，陈炳地的描述是“机缘巧合下圆了儿时的梦想”。

早年间父亲罹患癌症逝世，让年仅14岁的陈炳地萌生了学医的念头。“当时心想着日后有机会必定要步入医学行列”，但阴差阳错之下，他与医学专业擦肩而过，进入了吉林大学攻读材料科学。4年的学习夯实了他对纳米材料、技术的基础知识，而2007年的契机又让他时隔多年的念想重新燃起。邂逅医学肿瘤靶向影像诊断研究，陈炳地自然而然地开始了他的抗癌之路。

据《2015年中国癌症统计数据》显示，2015年中国人口癌症新发病例总数为429.2万人，死亡281.4万人，换言之，依照该速度，平均每分钟会有8人被确诊患癌，5人会因癌症而离世。

那么，在如此严峻的形势下肿瘤靶向影像诊断可以做什么？根据陈炳地介绍，该技术的发展，主要以纳米材料、技术研究为基础，应用于临床影像科、检验科等进行肿瘤的早期诊断。“结合生物分子学方法，针对肿瘤或其他疾病的靶向诊断，我们能够给出比现有诊断技术更及时、更清晰、更直观、更准确的人体影像。”而得益于此，肿瘤的病体分析、靶向治疗进而能够得到更有效的保障。

新疗法绽放新希望

2010年对于陈炳地而言意义重大，那是他放弃海外深造入职同济大学的一年，是他与粒细胞抗癌疗法初次会面的一年。

博士毕业后，陈炳地权衡再三进入同济大学展开转化医学的深入研究。他说：“转化医学是连接基础医学与临床医学的重要桥梁。”而他也不负众望，近年来在粒细胞抗癌疗法和循环肿瘤细胞检测两大方向取得了突破性进展，为转化医学的发展做出了卓越贡献。

说起粒细胞抗癌疗法，不得不提的是美国维克森林大学华裔崔征教授。早在2006年，崔征教授采用小鼠实验，意外发现了一只抗癌小鼠。在明确分析该小鼠的抗癌原理，历经数十年的潜心研究与实验后，一项全新的免疫治疗方法——粒细胞抗癌疗法成功问世。而谈及与该疗法的渊源，陈炳地言语间无不透露着对崔征教授的感谢。“可以说我站在了崔教授20多年的研究基础上。对于2010年刚刚独立研究的我而言，能迅速进入崭新的研究领域与崔教授的帮助是分不开的。”

在与崔征教授展开长期的合作过程中，陈炳地全权负责粒细胞抗癌疗法在国内的推广和应用。据他介绍，该疗法比现有的免疫治疗手段，在细胞来源、治疗原理等方面存在很大的不同。“现有的免疫治疗，通常是提取患者自身的T细胞等免疫细胞进行体外改造、扩增，然后再回输到病人体内。这就决定了其必须要面临T细胞等免疫细胞数量少且不适用于所有肿瘤类型等问题。”在陈炳地看来，主流疗法的过程复杂且能达到的机体防护性低，同时必须采取个性化定制而让其不具备广谱性。

粒细胞抗癌疗法的诞生则解决了现有技术手段面临的多个难题。粒细胞抗癌疗法作为世界首创的新型免疫治疗方法，采用的是经过高度筛选的异体健康人粒细胞。该细胞为人体免疫系统中成分最多的白细胞，包括采集的数量、作用效果等均优于T细胞，通过成分采血机进行高度富集收集后，无需经过复杂的培养流程便可直接回输到癌症患者体内进行治疗。“人体天然的免疫系统对于外来细菌、病毒具有高强度的识别能力，而粒细胞作为免疫系统的主要成分，本身具有高防护性。同时它对所有肿瘤类型适用，符合普遍推广的价值要求。”除此之外，该疗法还具有疗效显著、杀癌彻底、不伤害人体正常细胞、副作用小、治疗周期短等特点，被西方媒体誉为癌症治疗的“革命性突破”。

目前，粒细胞抗癌疗法已经在美国通过FDA许可进入I期和II期临床试验。同时在墨西哥、印度、丹麦、波兰、英国、比利时及中国等多个国家进入临床或筹备进入临床阶段。从现有的临床试验结果来看，由健康供体采集的高抗癌活性粒细胞对某些晚期癌症具有“药”到病除的奇效。“由于是新兴疗法，在应用过程中人群接受度还需要培养，所以接受粒细胞抗癌疗法的往往是生命只剩3～6个月弥留期的重症患者。即便在这样的前提下，我们也从死亡边缘拉回不少生命，实现30%以上的治疗有效率。”

团队合影

将癌症扼杀于摇篮

如果说粒细胞抗癌疗法属于陈炳地传承性研究，那么循环肿瘤细胞检测纳米技术则是他自主创新的重要一步。

2017年10月，“滴血验癌”一词爆红网络，成为各大媒体、医学专家争相讨论的热点。通过一滴血完成12项早期癌症筛检？血检真有如此强大的能力？具有多年肿瘤液体活检技术研究经验的陈炳地娓娓道来：“‘滴血验癌’与肿瘤液体活检技术概念相似，都是以高灵敏检测技术对血液中的癌症标志物进行排查、分析。”

传统来讲，治疗癌症的三大武器为手术、放疗及化疗。这种一贯的治疗方法不但花费巨大，还会给患者带来深切的身心痛苦，甚至对患病晚期病人可以说毫无意义。除了尽可能杜绝癌症的发生，“早发现、早治疗”成为有效挽救癌症患者的最有效手段。从近50年来的数据分析，发达国家中癌症诊断后5年存活率从30%左右提高到80%以上。在陈炳地看来，这种改善离不开早期肿瘤诊断技术的飞跃，比如C T、P E T、PET-CT及MRI等影像学临床技术的应用所带来的革命性变化。但此类技术费用昂贵且易对患者身体造成积累性伤害，也就使得其不便于常规重复使用，而且也很难实现真正的早期诊断。

如何降低肿瘤诊断技术的伤害度？怎样以最低廉的成本让诊断技术发挥行之有效的作用？如何实现癌症的早期诊断？这是陈炳地一直以来研究工作的着力点。“近30年来，临床医学在外周血中寻找癌症标记物。虽然技术成本低、无损害且可以重复使用，但血化验不具备针对多种癌症的广谱性，其检验准确性、可靠性、特异性和敏感度也都十分有限。”为此，陈炳地带领团队立足以往抗癌新疗法的可行性研究，发现几乎所有有代谢活性的癌细胞，都具有超高度使用葡萄糖且通过无氧酵解产能等特点。而由此产生的癌细胞表面生理特性的特殊变化，是导致癌细胞与正常细胞存在显著差异的关键。基于该广谱性的特异性变化，并依托团队多年开发成熟的合成多功能纳米材料的技术平台，陈炳地成功设计出全新的多功能纳米颗粒。经过大量系统性细胞学实验验证，该纳米颗粒对不同种类的癌细胞都有超高效的特异性的吸附力，同时又有极强的富集作用、细胞荧光成像及量化能力，为循环肿瘤细胞检测纳米技术的诞生提供了有力支撑。

“循环肿瘤细胞检测纳米技术适用于所有肿瘤类型，比如说白血病和各种实体肿瘤等。”除此之外，这种技术的成本低、灵敏度高，临床使用快速简便，特别适用于癌症的大范围筛查、早期检测以及癌症病人治疗方案指导、预后监测、复发可能性评价等多个方面。

在肯定自身技术方法的同时，陈炳地还表达了对新疗法的发展愿景。他希望谋求更多的政策支持，开展临床试验为技术进步创造更大的价值空间。