碳納米管（CNT）是重要的一維納米材料，由于其良好的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能，可用作超強纖維、隱身材料、大功率超級電容器、傳感器等，被稱為“明星材料”。CNT的生產(chǎn)操作使職業(yè)人群的接觸不可避免，所以，工業(yè)的快速發(fā)展要求CNT的制造和應(yīng)用必須要符合健康和安全的標(biāo)準(zhǔn)。另外，隨著大量CNT材料進入消費市場，CNT的相關(guān)產(chǎn)品將和人們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)。目前的毒理學(xué)研究顯示，CNT呼吸暴露可以引起實驗動物肺部炎癥和纖維化反應(yīng)，出現(xiàn)局部肉芽腫和間質(zhì)瘤的趨勢。但是更令人擔(dān)憂的是CNT呼吸暴露在人群日常生活中的現(xiàn)實意義，除了生產(chǎn)工作場所中CNT的空氣環(huán)境釋放，在巴黎、美國等地（尤其是911事件現(xiàn)場）的空氣樣本中均檢測到CNT。2015年的一篇報道顯示巴黎地區(qū)64位患有哮喘病兒童的肺灌洗液樣本中檢測到CNT。大氣中的碳納米管對人類健康的潛在影響成為廣泛關(guān)注的現(xiàn)實問題。然而迄今為止，CNT呼吸暴露多局限于肺部或心血管系統(tǒng)病變，而缺乏對全身系統(tǒng)影響和長期健康效應(yīng)的研究。

該研究發(fā)現(xiàn)，沉積于小鼠肺部的CNT引起的局部微環(huán)境改變可顯著增強乳腺腫瘤細胞侵入臨近血管和周邊組織的能力，并促進腫瘤組織內(nèi)血管生成，從而導(dǎo)致乳腺腫瘤細胞向肺部的轉(zhuǎn)移，形成快速生長的轉(zhuǎn)移灶，甚至進一步在體內(nèi)形成多器官轉(zhuǎn)移。CNT肺部長期蓄積，刺激肺成纖維細胞和巨噬細胞分泌的VEGFA經(jīng)血液循環(huán)到達乳腺腫瘤，一方面直接促進腫瘤血管生成，另一方面上調(diào)腫瘤細胞內(nèi)源性VEGFA與COX-2的表達，從而啟動VEGFA-COX-2的正反饋通路，使乳腺組織內(nèi)血管生成持續(xù)增強，為腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移提供更加“豐富的營養(yǎng)”和“肥沃的土壤”。與之相呼應(yīng)，CNT暴露形成的肺局部炎癥和纖維化也為促進腫瘤細胞定向轉(zhuǎn)移到肺及進一步侵襲生長，提供了轉(zhuǎn)移前的肺部微環(huán)境與轉(zhuǎn)移后的腫瘤微環(huán)境。

此項研究首次證實了肺部CNT長期暴露對遠端部位的乳腺腫瘤轉(zhuǎn)移有明顯的促進作用，長期存在的肺部局部炎癥可能是乳腺癌進展的主要風(fēng)險。該研究工作同時開拓了納米材料呼吸暴露對遠端部位腫瘤發(fā)生和發(fā)展的毒理學(xué)研究新領(lǐng)域。系統(tǒng)性地深入研究典型納米材料長期暴露的生物安全性和毒理學(xué)機制，不但讓人們意識到對生產(chǎn)場所的職業(yè)人群的健康防護迫在眉睫，同時對普通人群暴露的健康效應(yīng)研究也具有巨大的現(xiàn)實意義。

Nature Nanotechnology 同期刊發(fā)了英國伯明翰大學(xué)教授Iseult Lynch針對該文章的評述，認(rèn)為該工作意義深遠，并提出該研究也提供了一個重大的機會即利用納米材料去探索與腫瘤轉(zhuǎn)移有關(guān)的信號通路，促進對臨床治療干預(yù)的理解。

該研究得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金委和中科院國際合作項目等的支持。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41565-019-0472-4

多壁碳納米管在肺部的長期沉積可促進原位乳腺腫瘤血管生成，乳腺腫瘤細胞浸潤能力