碳納米管（CNT）是重要的一維納米材料，由于其良好的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能，可用作超強(qiáng)纖維、隱身材料、大功率超級(jí)電容器、傳感器等，被稱為“明星材料”。CNT的生產(chǎn)操作使職業(yè)人群的接觸不可避免，所以，工業(yè)的快速發(fā)展要求CNT的制造和應(yīng)用必須要符合健康和安全的標(biāo)準(zhǔn)。另外，隨著大量CNT材料進(jìn)入消費(fèi)市場(chǎng)，CNT的相關(guān)產(chǎn)品將和人們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)。目前的毒理學(xué)研究顯示，CNT呼吸暴露可以引起實(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)瘤的趨勢(shì)。但是更令人擔(dān)憂的是CNT呼吸暴露在人群日常生活中的現(xiàn)實(shí)意義，除了生產(chǎn)工作場(chǎng)所中CNT的空氣環(huán)境釋放，在巴黎、美國(guó)等地（尤其是911事件現(xiàn)場(chǎng)）的空氣樣本中均檢測(cè)到CNT。2015年的一篇報(bào)道顯示巴黎地區(qū)64位患有哮喘病兒童的肺灌洗液樣本中檢測(cè)到CNT。大氣中的碳納米管對(duì)人類健康的潛在影響成為廣泛關(guān)注的現(xiàn)實(shí)問題。然而迄今為止，CNT呼吸暴露多局限于肺部或心血管系統(tǒng)病變，而缺乏對(duì)全身系統(tǒng)影響和長(zhǎng)期健康效應(yīng)的研究。

該研究發(fā)現(xiàn)，沉積于小鼠肺部的CNT引起的局部微環(huán)境改變可顯著增強(qiáng)乳腺腫瘤細(xì)胞侵入臨近血管和周邊組織的能力，并促進(jìn)腫瘤組織內(nèi)血管生成，從而導(dǎo)致乳腺腫瘤細(xì)胞向肺部的轉(zhuǎn)移，形成快速生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)移灶，甚至進(jìn)一步在體內(nèi)形成多器官轉(zhuǎn)移。CNT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經(jīng)血液循環(huán)到達(dá)乳腺腫瘤，一方面直接促進(jìn)腫瘤血管生成，另一方面上調(diào)腫瘤細(xì)胞內(nèi)源性VEGFA與COX-2的表達(dá)，從而啟動(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)移提供更加“豐富的營(yíng)養(yǎng)”和“肥沃的土壤”。與之相呼應(yīng)，CNT暴露形成的肺局部炎癥和纖維化也為促進(jìn)腫瘤細(xì)胞定向轉(zhuǎn)移到肺及進(jìn)一步侵襲生長(zhǎng)，提供了轉(zhuǎn)移前的肺部微環(huán)境與轉(zhuǎn)移后的腫瘤微環(huán)境。

此項(xiàng)研究首次證實(shí)了肺部CNT長(zhǎng)期暴露對(duì)遠(yuǎn)端部位的乳腺腫瘤轉(zhuǎn)移有明顯的促進(jìn)作用，長(zhǎng)期存在的肺部局部炎癥可能是乳腺癌進(jìn)展的主要風(fēng)險(xiǎn)。該研究工作同時(shí)開拓了納米材料呼吸暴露對(duì)遠(yuǎn)端部位腫瘤發(fā)生和發(fā)展的毒理學(xué)研究新領(lǐng)域。系統(tǒng)性地深入研究典型納米材料長(zhǎng)期暴露的生物安全性和毒理學(xué)機(jī)制，不但讓人們意識(shí)到對(duì)生產(chǎn)場(chǎng)所的職業(yè)人群的健康防護(hù)迫在眉睫，同時(shí)對(duì)普通人群暴露的健康效應(yīng)研究也具有巨大的現(xiàn)實(shí)意義。

Nature Nanotechnology 同期刊發(fā)了英國(guó)伯明翰大學(xué)教授Iseult Lynch針對(duì)該文章的評(píng)述，認(rèn)為該工作意義深遠(yuǎn)，并提出該研究也提供了一個(gè)重大的機(jī)會(huì)即利用納米材料去探索與腫瘤轉(zhuǎn)移有關(guān)的信號(hào)通路，促進(jìn)對(duì)臨床治療干預(yù)的理解。

該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金委和中科院國(guó)際合作項(xiàng)目等的支持。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41565-019-0472-4

多壁碳納米管在肺部的長(zhǎng)期沉積可促進(jìn)原位乳腺腫瘤血管生成，乳腺腫瘤細(xì)胞浸潤(rùn)能力