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用，其對健康的影響也引發關注。不過關注該種材料對機體系統性影響的研究寥寥無幾，對腫瘤轉移影響的研究就更加鮮見。

　　國家納米科學中心陳春英課題組與中國科學技術大學生命科學學院朱濤課題組，對CNT的生物學效應及其機制展開了合作研究。近日，他們研究發現，CNT單次肺部暴露后，會影響除肺部外的遠端器官或組織腫瘤（乳腺癌）的發生發展，CNT呼吸暴露后的延遲毒性可導致原位乳腺腫瘤的多發性轉移。這是關于CNT長期呼吸暴露對除肺部外的遠端器官或組織的腫瘤發生發展影響的首次報道，近日，相關研究成果在線發表于《自然—納米材料》。

　　由生產走向生活 

　　CNT，是由單層或多層石墨片卷曲而成的無縫納米級管。由于優良的導電性、場發射性能、大面積定向生長等特性，其在電容器、織物、天線、建筑材料等領域展示出巨大的應用潛能。

　　已有研究發現，CNT呼吸暴露可引起實驗動物肺部炎癥和纖維化反應，出現局部肉芽腫和間質瘤的風險大大提高。因此，工業領域要求CNT的制造和應用必須符合健康和安全標準。

　　2010年中國頒布了MWCNT（多壁碳納米管）表征和操作的國家標準。2011年，美國國家標準和技術局制定了SWCNT（單壁碳納米管）標準物質；同年，國際標準化組織和國際電工技術委員會頒布了“碳納米管中金屬含量的絕對定量分析方法”。此后，電氣與電子工程師協會制定了在潔凈室內CNT加工標準。

　　“除了職業人群，越來越多的公眾其實也已受到了CNT暴露的影響。”該論文通訊作者陳春英表示，國外文獻發現，除了生產工作場所中的CNT，在法國巴黎、美國等地的空氣樣本中，均檢測到CNT。公眾接觸到CNT的機會越來越多，CNT呼吸暴露離公眾越來越近。

　　“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病變，缺乏對全身系統影響和長期健康效應的研究。”該論文通訊作者朱濤強調。

　　可定向促進癌癥轉移 

　　盡管關于CNT暴露危害的猜想很多，但不同于發病概率相對較高的職業暴露——二氧化硅、石棉暴露導致矽肺、石棉肺，CNT導致的臨床病例尚無報道。

　　為研究CNT對腫瘤發生發展的影響，研究人員讓小鼠模型單次肺部暴露CNT。觀察發現，小鼠肺部的CNT可引起局部微環境改變——局部炎癥和纖維化，這顯著增強了乳腺腫瘤細胞侵入臨近血管和周邊組織的能力，促進小鼠腫瘤組織內血管生成。“這意味著，小鼠乳腺腫瘤細胞更容易向發生炎癥的肺部轉移，甚至進一步形成多器官轉移。”陳春英表示。 分子水平的研究發現，CNT在肺部長期蓄積，刺激肺成纖維細胞和巨噬細胞分泌的VEGFA（血管內皮生長因子）經血液循環到達乳腺腫瘤，直接促進腫瘤血管生成；此外，上調腫瘤細胞內源性VEGFA與COX-2（環氧化酶）的表達，會啟動VEGFA-COX-2的正反饋通路，使乳腺組織內血管生成持續增強，為腫瘤細胞的轉移提供了“豐富的營養”和“肥沃的土壤”。

　　“也就是說，CNT暴露在不同組織器官中形成的炎癥和纖維化，為癌癥轉移提供了轉移前和轉移后的微環境，可‘定向’促進腫瘤細胞轉移生長。”朱濤告訴《中國科學報》。

　　　重視納米材料生物安全性研究 

　　乳腺癌是一種常見腫瘤，患病人數逐年增加。國家癌癥中心的數據顯示，乳腺癌發病率位列女性惡性腫瘤之首，每年新增病例超30萬。

　　英國伯明翰大學教授Iseult Lynch評價說，該研究提供了一個重大的機會，通過探索納米材料與腫瘤轉移相關的信號通路，可以促進臨床治療干預方案的發展。

　　該研究還為納米材料呼吸暴露的毒理學研究提供了啟示。包括中國在內的許多國家正在積極開展納米材料生物安全性的研究，把納米生物環境健康效應以及職業衛生防護等問題放在納米科技發展戰略的重要位置，以促進納米技術的安全應用和可持續發展。

　　陳春英介紹，該研究系統、深入地研究了典型納米材料長期低劑量暴露的生物安全性和毒理學機制，不但提醒人們生產場所的職業防護迫在眉睫，同時對普通人群暴露的健康效應研究也具有現實意義。