癌癥致命的原因之一就是它可以避開人體免疫系統的攻擊，而科學家可以采用免疫療法，誘使免疫系統進入攻擊模式，形成針對癌細胞的長期免疫力。美國威斯生物工程研究所和哈佛大學工程與應用科學學院的團隊研發出一種非手術注射式疫苗，這是一種可編程生物材料，能在活體內自行組裝成3D結構，以對抗甚至幫助預防癌癥或者艾滋病等傳染性疾病。他們的研究結果發表在《自然·生物技術》上。

據物理學家組織網近日報道，這種名為介孔二氧化硅棒的微小桿狀可生物降解結構能裝載生物和化學藥物成分，然后通過皮下注射的方式遞送到人體內。介孔二氧化硅棒會在接種部位自發組裝，形成三維支架，就像將一盒火柴倒在桌上堆成一堆一樣。支架的空隙足夠大，可招募體內的樹突狀細胞“棲身”其中。這時，介孔二氧化硅棒中包含的藥物會釋放，激活樹突狀細胞，而這些負責“監控”異常情況的細胞在檢測到有害物存在時，便會觸發免疫應答。

“納米介孔二氧化硅顆粒已被確定可用于從內部操縱單個細胞，但這是第一次使用較大的微米尺寸的顆粒來創建體內3D支架，并招募和吸引了數以千萬計的免疫細胞。”論文共同第一作者、韋斯研究所前博士后研究員、韓國成均館大學化學工程助理教授金載允(音譯)說。

被激活的樹突狀細胞會離開支架，移行到淋巴結，并發出警報，指揮免疫系統攻擊癌細胞等特異細胞。而注射部位的介孔二氧化硅棒在幾個月內會自然地生物降解。研究人員目前只在小鼠身上測試了3D疫苗，發現其非常高效。

“雖然我們現在的重點是開發一種癌癥疫苗，但未來我們能夠利用介孔二氧化硅棒釋放不同的細胞因子，操控3D支架招募的樹突狀細胞或其他細胞類型。”論文共同第一作者、哈佛大學工程與應用科學學院博士生艾琳·李說，“通過調整介孔二氧化硅棒的表面特性和孔徑大小，并由此控制各種蛋白和藥物的導入和釋放，我們就可以操控免疫系統來治療多種疾病。”

制造這種疫苗非常容易和快速，因此當出現新興傳染性疾病時，可迅速得到廣泛應用。此外，由于其工作原理是觸發免疫應答，這種方法可用于在感染之前通過建立機體的免疫抵抗來預防疾病。