由哈尔滨医科大学附属肿瘤医院陈秀玮教授团队与中科院理化技术研究所孟宪伟等专家共同完成的一项科研课题，通过设计一种多功能可降解的纳米材料，有效抑制了肿瘤细胞内的碳酸酐酶9的表达，取得了抑制肿瘤细胞内乏氧的效果；在此基础上引入具有肿瘤放射增敏特性的药物槲皮素，进而达到了双重放疗增敏的疗效。这一学术成果近期被美国化学学会主办的《纳米》（影响因子13.903）杂志所刊用。马腾闯博士为论文第一作者，陈秀玮教授、谭龙飞副研究员及孟宪伟研究员为文章通讯作者。

马腾闯博士解释说：放疗是利用放射线的生物学作用，最大量地杀伤肿瘤组织，诱导癌细胞坏死及凋亡，最终达到扼杀肿瘤的目的。肿瘤细胞对放射线的敏感性是决定其疗效的关键因素，癌组织供氧主要靠肿瘤毛细血管内的血流将氧弥散给瘤细胞，因此瘤细胞越靠近毛细血管则含氧越丰富，而远离毛细血管者则成为乏氧细胞。肿瘤细胞内氧的含量决定了该细胞对放疗的敏感性，氧在基质的扩散被细胞所消耗，当肿瘤细胞层的厚度超过氧的有效扩散距离时，细胞将不能存活。而那些处于即将坏死边缘部位的细胞，即是仍有一定活力的乏氧细胞，时常被称为慢性乏氧细胞。因而绝大多数的肿瘤放疗效果不彻底的症结所在，与肿瘤内的乏氧状态密切相关。

针对肿瘤放疗的这一瓶颈难题，在国家自然基金等项目的资助下，陈秀玮教授其团队成员马腾闯博士、刘运铎博士与中科院理化技术研究所孟宪伟等人联手攻关，于2016年率先开展了多功能纳米材料的设计与应用研究，针对临床所面临的实际问题，设计、合成具有多功能诊疗一体化的纳米材料，先后在肿瘤的光热、微波治疗中进行了开创性的探索，发表了多篇学术文章。在此基础上，基于肿瘤微环境中乏氧状态的存在，如何更好地增强放疗的敏感性，课题组再接再厉，设计合成了金属有机框架材料，该材料由于其独特的金属离子及较高的表面积和多孔结构，易于表面修饰和装载各种药物，能够降解且生物相容性良好，在肿瘤精准治疗方面展现了广阔的发展空间和应用前景。

与此同时，陈秀玮团队还创新性地引进了具有放射增敏性的中药物质槲皮素，槲皮素及其衍生物是具有多种生物学活性的黄酮类化合物，广泛存在于自然界各种植物的花和果实中。国内外学者曾经研究发现，槲皮素有极强的抗肿瘤效果，其机制是通过多途径抑制肿瘤细胞增殖，诱导其凋亡。课题组抓住这一重要线索，首次对槲皮素的放疗增敏功效进行了深入探索，证明槲皮素不仅能明显杀死肿瘤细胞，而且对于外放疗有显著的增敏效果，其增敏的机制可能由于毛细血管扩张共济失调突变蛋白激酶的介导及γ-H₂AX（DNA双联断裂的标志）基因的参与。由此，课题组设计了一种多功能可降解的纳米材料，利用其多孔特性，将中药槲皮素包裹进去，再通过联合放疗扩大肿瘤细胞的放疗敏感性。

研究结果表明：在肿瘤酸性的环境中，上述新材料可降解为1-4苯甲酸和配体，1-4苯甲酸能有效抑制肿瘤细胞膜上乏氧因子碳酸酐酶9的表达，阻止二氧化碳向氢离子及碳酸氢根的转换，改善肿瘤微环境中乏氧状态，增加肿瘤的放疗敏感性；而此材料降解释放出的槲皮素，能有效进入细胞内，加大肿瘤细胞对射线的通透性，进一步增强肿瘤细胞的放射敏感性，达到双增敏策略的目的；材料中包含的金属离子配体，可有效地增大影像效果，完成肿瘤诊疗的一体化。

据了解，陈秀玮团队与中科院理化研究所专家共同致力于肿瘤微创及放疗的机制研究，历经多年努力，现已发表SCI论文多篇，其中影响因子大于10分1篇，大于5分3篇；在医工结合领域获得国家自然基金面上项目资助1项，国家自然基金青年项目资助1项，黑龙江省青年基金资助1项。上述成果展示了陈秀玮教授团队致力于临床转化的科研能力，为肿瘤患者的精准诊治提供了更好的临床选择和理论基础。