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纳米医学的潜力
来源:南方周末   发布者:尹海华   日期:2017-08-24   今日/总浏览:3/1937

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在过去的二十年中,对于大小范围在1纳米到几纳米的材料,研究人员在设计和制造方面进行了广泛的研究,这项全球性的研究工作通常被称为纳米科学或纳米技术,含有纳米材料的成品数量正在快速增长。伍德罗-威尔逊国际学者中心出版了纳米技术消费品详细目录在线数据库,其中列出了1,600多种基于纳米技术的市场消费品。尤其在医疗卫生行业,纳米技术取得重大突破。

2010年,亚利桑那州艺术史教授伊夫林·索伦森(Evelyn Sorensen)成为一名II期宫颈癌患者,当时癌细胞已经扩散到淋巴结。由于她的生命只有一年时间了,医生告诉她说:告别家人,去度假吧。就像在报纸上的报道中所描述的那样,索伦森不甘心接受这个令人沮丧的预测,坚持要查看临床试验列单,结果她了解到马萨诸塞州剑桥市的一项试验——一家叫做BIND生物科学公司的企业正在利用超小型纳米技术移动颗粒来攻击肿瘤。索伦森参加了一项试验,这项试验是由亚利桑那州凤凰城转译基因组学研究院丹尼尔·凡·霍夫(Daniel Von Hoff)主持的。经过首次治疗,索伦森的肿瘤缩小了70%。几年之后,尽管索伦森仍在服药,但是医生确认她的身体中没有显示出癌症的迹象。

索伦森利用的临床治疗方法被称为BIND-014,这是一种带有化学涂层的纳米粒子,经过设计,利用这种纳米粒子来寻找恶性细胞,并输送强效化疗药剂——多西他赛(docetaxel)。这种粒子允许药物选择性地聚集在患癌部位,使疗效大幅提高。BIND-014疗法是由哈佛医学院的奥米德·法罗哈扎德(Omid Farokhzad)以及麻省理工学院的研究人员开发的,目前处于各种癌症治疗的II期试验阶段。

特别是在诊断和治疗癌症方面,纳米医学常常利用各种纳米颗粒。大多数抗癌药物在临床试验中由于整体毒性和缺乏选择性而受到阻碍,因为这些药物不但杀死癌细胞,同时也杀死正常细胞。科学家们正在努力寻找可以选择性地靶向攻击癌细胞和癌组织的抗癌药物,这些药物可以使健康组织丝毫无损。

通过提高靶向药物的输送效率,纳米医学提供了改进抗癌药物输送的替代方法。抗癌化合物依附于量子点和碳纳米管之类的纳米粒子上,被携带着高效地穿过细胞和组织,等待着被细胞吸收。在10至100纳米的尺度范围内,当纳米颗粒属于相对较大的尺度时,它们不能穿过紧密挤在一起的细胞内层而进入相邻的组织。然而,当药物分子依附于颗粒上时,它们在血液中保持着稳定性,同时也保持着完整性,直到目标明确地达到肿瘤。这些纳米颗粒药物轭合物之所以能够明确地指向癌细胞,这是由其大小、形状和表面特征而决定的。最终,纳米颗粒药物的选择性使药物对癌细胞的作用达到最大化,使健康细胞完好无损,对患者产生的副作用较少。

BIND-014是救助了伊夫林·索伦森的药物,是靶向药物输送方面最有前途的纳米粒子之一。BIND-014已经通过了I期临床试验的安全性测试,现在正在接受II期试验,以测试其在治疗肺癌和前列腺癌方面的疗效。BIND-014是通过聚合物线组装起来的,这种聚合物线能够自发折叠形成颗粒。聚合物散布在靶向分子或靶向离子上,这些分子和离子跟另一种分子结合,并通过设计将它们关联到通往癌细胞的粒子上。这种自组装过程使得批量繁殖分子更加容易,并且最终有可能表现出独特的优势,将这一技术转化到临床应用上来。

另一种有希望的抗癌药物是CALAA-01,它是输送颗粒RONDEL和小干扰RNA(siRNA)分子的组合,通过影响癌细胞RNA的功能来抑制肿瘤生长。CALAA-01中的siRNA受到保护,在稳定的纳米颗粒内不会降解。目前,该药已进入Ib期临床试验阶段。

胡德良译自美国科学家网站(americanscientist.org)


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