结直肠癌是全球第四大癌症死亡原因。其中，直肠癌所占比例约为60%，而直肠癌中又以中低位直肠癌（肿瘤远侧缘距肛缘的距离<10cm）最为常见。外科手术切除以及术后化疗是治疗直肠癌的主要方法，但因中低位直肠肿瘤深入盆腔和紧邻齿状线，手术保留肛门的难度较大而使一些患者不得不采取永久性外置结肠造口。在保证肿瘤根治的基础上尽可能地保留肛门及其功能是治疗中低位直肠癌的一大挑战。

　　基于此，我们利用中低位直肠癌特殊的生理位置（靠近排泄口），“因地制宜”肛门灌注负载EDTA的层状双氢氧化物（LDH/EDTA）至中低位直肠区。如图1所示，LDH/EDTA材料可以有效粘附在肿瘤细胞膜上，在肿瘤微酸环境中响应性释放螯合剂EDTA，通过螯合钙黏蛋白中的钙离子，破坏瘤内癌细胞间的连接，使肿瘤解聚并脱落下来，最终随着粪便排出体外。同时，剥离的肿瘤细胞被LDH/EDTA材料牢牢包裹，阻止其与邻近组织粘连与着壁，预防肿瘤的转移。此外，该材料具有pH响应性，在肿瘤微酸环境中LDH层间力较弱可较快释放EDTA，而在正常组织中LDH较稳定，减少EDTA的释放，从而阻碍对正常组织的损伤，保护肠道粘膜的完整性。

图1 EDTA/LDH治疗中低位直肠肿瘤的示意图

　　如图2所示，我们将LDH/EDTA纳米材料在结直肠癌患者肿瘤组织来源的3D类器官模型以及小鼠活体结直肠癌模型中均表明了LDH/EDTA纳米材料对肿瘤细胞的剥离作用。此外，LDH/EDTA纳米材料治疗的安全性在小鼠实验中也得以验证。

　　综上所述，我们提出一种新的肿瘤细胞解聚策略，不需要临床常规外科手术和全身化疗，避免手术风险和化疗毒性，利用具有生物安全性的复合材料体系EDTA/LDH，通过易操作的直肠灌注给药，在肿瘤区域附着并响应性释放EDTA，解离肿瘤细胞并使之从肛门排泄口排出体外。重要的是，该治疗方案可以保留肛门及其功能，提高预后生存质量，为临床中地位直肠癌高效安全治疗提供了新的思路。 

图2 EDTA/LDH在小鼠结直肠癌模型中的治疗效果

　　该研究工作以“Low colorectal tumor removal by E？cadherin destruction-enabled tumor cell dissociation”为题发表在 Nano Letters的期刊上（DOI：10.1021/acs.nanolett.1c04797）。李曼和鲍群群为共同第一作者，导师为秦环龙、胡萍和施剑林。研究工作得到了国家自然科学基金委资助和支持。

　　论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c04797