Wiley人物访谈——中国科学院长春应用化学研究所马平安研究员

人物访谈

推进健康中国建设迫切需要科技支撑,将纳米科技与生物医学应用相结合,纳米疫苗应运而生。它以纳米材料作为载体,运送特异性抗原及佐剂,用于治疗或者预防肿瘤。本期WILEY人物访谈,我们邀请长春应化所马平安研究员为读者分享他的学术成果和科研故事。

人物简介

马平安,中国科学院长春应用化学研究所,稀土资源利用国家重点实验室,研究员,博士生导师,中国-白俄罗斯先进材料与制造“一带一路”联合实验室副主任,国家优秀青年基金获得者(2019)。2010年毕业于东北师范大学生命科学学院,获理学博士学位。目前任中国稀土学会发光专业委员会委员、稀土晶体专业委员会委员、中国核学会分会理事,吉林大学第二医院外聘教授,担任《Chinese Chemical Letters》期刊编委、《中国稀土学报》、《分析化学》、《应用化学》期刊青年编委等学术任职。相关研究成果获得 “吉林省科学技术进步一等奖”1项(2014年),“吉林省科学技术进步二等奖”1项(2017年),“吉林省自然科学学术成果一等奖”1项(2014年)等学术奖励。主要从事于稀土发光材料及生物医学应用交叉研究。近5年来,在Adv. Mater.Angew. Chem. Int. Ed.Adv. Funct. Mater.Nano Lett.Biomaterials等期刊发表SCI论文51篇,个人H-index 54,8篇入选ESI高被引论文。

科研访谈

MVC:请您简单介绍一下课题组目前的主要研究工作?

马平安(MPA: 团队目前主要研究工作集中于稀土发光材料等无机纳米材料控制合成及生物医学应用交叉研究。以规则形态调控与表面修饰-纳米复合体系构筑-生物医学应用为主线,开展包括但不限于多功能稀土上转换纳米复合材料的设计与开发,纳米药物传递与医学诊疗、肿瘤纳米疫苗等相关研究。

MVC:您在稀土上转换生物材料领域浸淫多年,您将光动力治疗与免疫治疗有机结合,制备了高光敏剂和抗原负载量的上转换纳米结构,相关成果发表在WILEY旗下的旗舰期刊《Advanced Materials》(Adv. Mater., 2018, 30, 1802479)上,请为读者剖析一下这项工作的灵感来源。

MPA: 我们知道,光动力治疗(PDT)的三大要素,光、氧气、光敏剂,缺一不可。然而,在有机光敏剂介导的PDT中,光穿透深度不足及光敏剂的负载效率低限制了进一步应用。稀土离子掺杂的上转换纳米颗粒(UCNPs)可以将低能量的近红外转换为高能量的可见、紫外甚至近红外光,且表现出低荧光背景、高组织穿透深度等特点。因此,我们通过在典型的二氧化硅溶胶凝胶反应中引入扩孔剂,合成了尺寸小于100 nm的超大介孔二氧化硅包覆的上转换纳米复合粒子作为一种纳米免疫佐剂。利用大孔二氧化硅壳层可同时实现抗原与光敏剂的高效协同负载,联合内层的UCNPs实现NIR光激发的光动力治疗。佐剂本证免疫原性及光动力治疗激活的免疫响应进一步加强佐剂的免疫原性。二者协作下,光动力免疫协同治疗组表现出最强的免疫应答反应及最高的CD4+,CD8+、效应记忆T细胞表达。体内抑瘤结果表明,和单一的光动力治疗和免疫治疗组相比,光动力免疫协同治疗能显著抑制肿瘤生长,延长小鼠存活周期(65天)。

MVC:前面提到了您在Wiley旗下的期刊上发表了多篇论文,哪篇论文最让您最为欣赏?为什么?

MPA: 我想介绍一篇对我而言较为重要的论文,即为2013年发表在Advanced Materials期刊上的一个工作(Rational Design of Multifunctional Upconversion Nanocrystals/Polymer Nanocomposites for Cisplatin (IV) Delivery and Biomedical Imaging, Adv. Mater., 2013, 25, 4898-4905)。该工作发展了一种具有普适性的有机/无机纳米复合体系的方法,利用简单的亲疏水作用,通过共组装的方式将官能化的双亲性嵌段高分子PEG-PCL-PL与稀土上转换纳米晶构建为集药物传递、示踪、生物成像为一体的有机/无机纳米复合体系。该工作完成历时近三年的时间,也是我由攻读博士期间高分子纳米药物方向拓展到无机纳米医用材料方向的一个重要标志,后续的很多相关工作也是在此工作基础上逐步展开的。

MVC:您在博士学习期间主要从事高分子药物的研究,工作后主要进行无机纳米生物材料的研究,您认为您在高分子药物载体的研究经历对后来无机纳米生物材料的研究有何促进作用?

MPA: 博士期间,有幸师从景遐斌研究员和陈学思研究员从事高分子药物的研究。具体是从事肝靶向高分子纳米药物的设计与应用研究,期间也接触到了铁基、硅基、稀土基等无机纳米材料,并认识到无机纳米材料不同于高分子材料的一些特性,特别是其优异的光、电、磁等性能。2010年博士毕业后,有机会加入到稀土资源利用国家重点实验室林君研究员团队,逐步集中开展了稀土发光材料及生物医用研究。正是博士期间积累的有关药物递送、生物医学成像、肿瘤治疗等研究基础,为后续的研究,特别是设计和开发有机/无机纳米复合体系以及学习和审视“纳米药物”这一概念,奠定了非常重要的基础。

MVC:近年来您在纳米疫苗领域取得了丰硕的成果,请为读者归纳如何理性设计纳米疫苗并展望未来纳米疫苗的发展方向。

MPA: 肿瘤疫苗是利用肿瘤抗原诱导机体自身的免疫反应对肿瘤细胞进行特异性杀伤。理想的肿瘤纳米疫苗不仅要包含可诱导产生高免疫原性抗原物质,而且要能高效地将抗原递送给免疫系统,从而有效激活机体免疫响应。理性的纳米疫苗设计必须要兼顾这两个方面内容。当然,疫苗的安全性也是重要的评价指标。未来纳米疫苗的发展方向我认为主要涉及以下几个方面:(1)疫苗用纳米递送系统及纳米佐剂的设计与开发;(2)个性化的原位癌症疫苗构建;(3)利用纳米材料自身特性,实现纳米疫苗的多功能设计。

MVC:在您的人生经历中对您影响较大的人是谁(们)?

MPA: 对我成长过程影响最大的当然是我的父母。父亲的坚韧与乐观,母亲的细致与耐心,塑造了我谨慎又乐观的性格。在遇到困难的时候,不放大困难、不制造焦虑、唯“做”字当先。而对我科研生涯影响最大的两位恩师是景遐斌研究员(高分子物理与化学国家重点实验室)、林君研究员(稀土资源利用国家重点实验室)。古人云:“师者,人之模范也”。我很幸运遇到了多位“有志”、“有德”、“有学”、“有爱”的老师。景老师带我走进高分子纳米药物的研究领域。他严谨的治学态度、渊博的学识、敏锐的思维、高度的敬业精神为我树立了非常高的标杆,是我一生学习的榜样;林老师让我有机会跨入到无机纳米生物医用的研究领域。他广阔的科研视角、勤奋的工作态度,以及对青年人不遗余力的培养,使我能够抛开顾虑、摒弃浮躁,踏实地开展感兴趣的科研工作。

MVC:您在选择研究生的时候有什么标准?对有志从事科学研究的同学们有什么建议?

MPA: 首先,我们是非常尊重学生的个性,团队多年来也形成和传承了非常棒的学术氛围。而在选择及培养研究生的过程中,我认为最基本也是最为首要的是拥有好的人格品质。学识越高,就代表责任越大,善良、正直、有担当是作为一名合格的科研工作者的基本标准。此外,从事科学研究一定要有好奇心、进取心、细心、恒心,对自己和团队负责,能够不断的磨炼和提高自己,才能让自己成长。当然还需要一定的承受能力,也就是常说的逆商(Adversity Quotient)。不如意事常八九,尤其是科研工作并非会一帆风顺,因此更要学会正确面对失败和挫折。

MVC:科研工作之余,您如何平衡生活和工作?您最大的爱好是什么?

MPA: 每个家庭都是社会的最小单元,每个人身上承担着不同的角色,作为科研人也不例外。我非常感谢爱人多年来对我们小家庭的付出,特别是每逢项目申请、答辩、出差等情况,她都做出了很多的努力和牺牲,能够让我有更多的精力投入到科研工作中。在工作之余,我非常乐于做饭、打扫卫生,这让我从科研的思绪中暂时的抽离出来,也是一种休息的方式。至于个人爱好可能有点太接地气,我喜欢早起逛长春的早市儿,喧闹的人群、浓厚的烟火气,让我觉得生活很踏实,要活在当下、享受当下。