头颈癌是一种常见的恶性肿瘤，主要发生在口腔、咽喉和喉部。全球每年有超过50万人罹患此病，并导致约30万人死亡。尽管手术、放疗和化疗是目前主要的治疗手段，但许多患者仍然面临治疗失败、副作用以及癌症复发等问题。生存率依旧偏低，寻找更有效的治疗方法迫在眉睫。
传统治疗的困境
医学上，头颈癌通常指的是头颈部鳞状细胞癌（HNSCCs），它起源于口腔和咽喉的黏膜内层。针对晚期病例，医生通常采用手术、放疗和化疗相结合的综合治疗方案。然而，这些方法也存在明显的局限性：复发率高，且治疗副作用严重影响患者的生活质量。肿瘤细胞往往具有高度侵略性和抵抗力，分裂迅速且不易被摧毁。
肿瘤内部的微环境是另一个挑战。其致密的结构宛如一道屏障，阻碍药物有效抵达癌细胞。考虑到头颈部肿瘤位置表浅，容易触及，医生们一直认为直接将药物注射到肿瘤内部可能比全身给药效果更好。然而，即使是直接注射，也难以保证药物只作用于癌细胞。
为了解决这些难题，科学家们正在开发一种更加精准的治疗方法：利用脂质纳米颗粒（LNPs）将CRISPR基因编辑工具直接递送到肿瘤细胞内部。脂质纳米颗粒是一种微小的脂肪样颗粒，常被用于携带RNA，例如mRNA疫苗。
CRISPR与纳米技术的结合：新的希望
特拉维夫大学的研究团队对这一思路进行了验证。在Razan Masarwy博士和Dan Peer教授的带领下，他们设计了一种基于CRISPR的递送系统，该系统利用抗体精准靶向癌细胞。这些抗体能够与一种名为EGFR的蛋白结合，而EGFR在许多头颈癌细胞表面大量表达。研究人员将CRISPR系统封装在LNPs中，并在其表面涂覆抗EGFR抗体，然后直接注射到动物模型体内的肿瘤中。
肿瘤消退50%
实验结果令人振奋。经过每周一次，连续三次注射这种载有CRISPR的纳米颗粒疗法后，一半的肿瘤在84天内完全消失。“我们很高兴看到我们预测的多米诺骨牌效应，”Peer教授表示，“每周注射一次，连续三次后，50%的癌性肿瘤直接消失了——对照组没有出现这种情况。”
这并非Peer教授团队首次将CRISPR技术应用于癌症研究。早在2020年，他们就率先在小鼠体内实现了利用CRISPR技术以细胞特异性精度切割癌细胞基因。但这是他们首次将该技术应用于头颈癌治疗。
此前，CRISPR技术在癌症治疗中的应用并不广泛，因为科学家们认为仅仅删除一个基因不足以阻止癌症的发展。然而，Peer教授的研究表明，某些基因（如SOX2）对于癌细胞的生存至关重要，删除这些基因可能会导致整个系统崩溃。“我们证明，确实存在一些基因是癌细胞无法离开而生存的，”他解释说，“这使得它们成为CRISPR疗法的绝佳靶点。”
该方法的优势
这项研究的设计解决了以往癌症基因治疗面临的许多难题。最重要的是，研究团队没有依赖血液循环来递送治疗药物，从而避免了药物进入肝脏或其他健康器官的风险。相反，他们将CRISPR-LNPs直接注射到肿瘤内部。由于头颈部肿瘤通常容易被发现和触及，这种方法提供了更好的控制性和精确性。
靶向EGFR进一步提高了治疗的特异性。由于健康细胞不会产生大量的EGFR受体，因此该疗法更有可能进入癌细胞，并避免损害健康细胞。通过选择SOX2——一种对癌细胞生存至关重要，但在大多数成年细胞中并非必需的基因——也大大降低了不良反应的风险。
这项研究的关键创新在于经过改造的LNPs。它们不仅仅是携带有效载荷的脂肪泡，还涂有能够识别癌细胞表面特定蛋白质的分子，从而增加了CRISPR系统准确到达目标位置的可能性。进入细胞后，CRISPR开始工作，切除SOX2基因，并阻止细胞生长。
未来的展望
这项研究的成功为类似方法在其他癌症中的应用打开了大门。Peer教授和他的团队已经在着手使用相同的方法来治疗其他侵袭性癌症，包括多发性骨髓瘤、淋巴瘤和肝癌。
然而，挑战依然存在。其中之一是确保CRISPR切割的安全，避免导致新的遗传损伤。另一个挑战是确定是否需要联合靶向更多基因，以防止癌细胞适应。
尽管如此，这项发表在《先进科学》（Advanced Science）杂志上的研究提供了一个真实的希望。通过将CRISPR的精准性与智能递送系统相结合，科学家们终于越来越接近能够直接针对癌症根源，同时又不损害身体其他部位的治疗方法。未来的癌症治疗可能不再仅仅依赖于有毒的疗法，而是依靠更智能、更专注的工具。
正如Peer教授所说，“从理论上讲，这种方法可能对多种类型的癌细胞有效。” 目前，重点仍然是将这些在动物身上取得的早期成功转化为人体试验，尽管前方还有许多障碍。但可以肯定的是，下一代癌症疗法已经在形成——并且从分子层面开始。
