第一節(jié)　納米技術(shù)在腫瘤診治中的應(yīng)用

一、概  述：國內(nèi)外研究表明，納米藥物在治療重大疾病方面具有無可比擬的獨(dú)特性質(zhì)和優(yōu)勢。2002 年以來，美國、日本、歐盟等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)先后組織和實(shí) 施了較大規(guī)模的納米藥物計(jì)劃。如美國國家癌癥研究所于2004 年9月正式成立納米科技攻克腫瘤聯(lián)盟 （NCI），投入 1.443 億美元的啟動(dòng)資金，資助以納米科技為基礎(chǔ)的抗腫瘤藥物研究和此類產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)制訂。我國于 2001 年11 月正式實(shí)施“納米生物效應(yīng)與安全性研究”計(jì)劃，并在中國科學(xué)院高能物理研究所建立了中國第一個(gè)“納米生物效應(yīng)與納米安全性實(shí)驗(yàn)室”，從納米材料的生物效應(yīng)以及納米抗腫瘤藥物的研制和機(jī)制著手，開始系統(tǒng)地研究。

美國一家名為“BIND生物科學(xué)”的醫(yī)藥公司表示，他們利用先進(jìn)的納米技術(shù)開發(fā)出一套“納米癌癥療法”，初步試驗(yàn)證明其能非常有效地殺死癌細(xì)胞。雖然此前也有美國科學(xué)家宣布過類似的研究成果，這種療法最大的優(yōu)點(diǎn)就在于它能夠“欺騙”人體免疫系統(tǒng)，不會(huì)對(duì)其展開攻擊，從而大大提高了療效，并能緩解患者因服藥或化療而產(chǎn)生的不適。

BIND公司已經(jīng)遴選出25名癌癥患者，準(zhǔn)備在明年進(jìn)行正式的臨床試驗(yàn)，一旦試驗(yàn)成功，那么這種療法就將在5年內(nèi)被普及運(yùn)用到臨床中。起初，BIND的科學(xué)家只期望新療法能夠治愈前列腺癌，但最后發(fā)現(xiàn)其對(duì)乳腺癌、肺癌和腦癌也有很好的療效。

2009年8月，美國華盛頓大學(xué)的科學(xué)家曾宣稱研制出了一種“納米蜜蜂”，這個(gè)“小蜜蜂”能背著“蜂毒肽”炸藥包直達(dá)患處從而將癌細(xì)胞殺個(gè)殆盡。而BIND公司新療法的作用原理是，利用納米技術(shù)制造出的特殊納米顆粒包裹住針對(duì)不同癌癥的藥物，顆粒的外面則是一層具有導(dǎo)航和識(shí)別癌細(xì)胞作用的蛋白質(zhì)；一旦進(jìn)入血液后，蛋白質(zhì)會(huì)迅速“帶領(lǐng)”納米顆粒到達(dá)癌細(xì)胞處，在幾天的時(shí)間內(nèi)慢慢“化”開，露出內(nèi)核中的抗癌藥物，從而殺死癌細(xì)胞。

二、納米技術(shù)在腫瘤的診斷和治療中的機(jī)理：脂質(zhì)體在十余年前就被應(yīng)用于治療卡波西肉瘤，現(xiàn)在又被用于治療乳腺癌和卵巢癌。納米技術(shù)在癌癥的診斷和治療中的 應(yīng)用，主要包括兩個(gè)方面。首先，多功能納米顆粒用于藥物的輸送和成像。相對(duì)于傳統(tǒng)的藥物輸送方 法，納米顆粒有獨(dú)特的優(yōu)勢。

（一）納米顆粒的運(yùn) 載量非常大，如70nm 的顆�？梢匝b載約2000個(gè) siRNA 分子，而抗體的結(jié)合量小于10；

（二）納米顆�？梢匝b載多種目標(biāo)配體，在腫瘤細(xì)胞表面常常

存在高表達(dá)的特定生物分子， 稱為生物標(biāo)志物，采用識(shí)別特定生物標(biāo)志物的抗體， 可以提供與細(xì)胞表面受體的多價(jià)結(jié)合；（三）納米顆粒可以裝載多種類型的藥物分子，同時(shí)執(zhí)行多元的功能；

（四）納米顆粒表面可以修飾不同分子， 如聚乙二醇（PEG），容易穿過細(xì)胞表面的多層保護(hù) 機(jī)制，增加在生物體內(nèi)的滯留時(shí)間。納米材料應(yīng)用于藥物輸送和成像的優(yōu)勢體現(xiàn)于其多功能性，通過 在載體內(nèi)包埋對(duì)比試劑，實(shí)現(xiàn)成像信號(hào)的放大，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)治療和監(jiān)測藥物在體內(nèi)的作用位點(diǎn)及治 療效果。 此外，許多納米材料自身具有提升成像能力的特性。例如，基于釓和氧化鐵的納米顆�？梢� 提高核磁共振對(duì)比度；低密度脂質(zhì)納米顆�？梢蕴岣叱�聲成像效果；半導(dǎo)體納米晶體和量子點(diǎn)被 應(yīng)用于光成像；硅和矽土材料的生物降解速度比聚合物快得多，可以應(yīng)用于注射用藥；基于金屬 的納米顆�！�—納米殼，如由金外殼包 被矽土內(nèi)核的納米結(jié)構(gòu)，可以用作高選擇性、外部激活的治療試劑等。 

三、納米技術(shù)的臨床應(yīng)用：

（一）癌癥的早期檢測：對(duì)于癌癥的預(yù)防和治療具有重要作用，但由于早期腫瘤的生物標(biāo)志分子在人群中的表達(dá)差異，作為癌癥早期診斷標(biāo)志的靈敏性和可 靠性較低，使用傳統(tǒng)診斷技術(shù)無法保證對(duì)早期癌癥的有效診斷。目前，已經(jīng)有一些納米技術(shù)應(yīng)用于癌癥早期檢測，如DNA 微陣列技術(shù)，蛋白質(zhì)組學(xué)的 SELDI-TOF 質(zhì)譜技術(shù)等。這些技術(shù)從微米尺度到納米尺度的轉(zhuǎn)變，使我們獲取信息的質(zhì)量、數(shù)量和密 度都大為提高。

（二）納米治療的特點(diǎn)：對(duì)于患者來說，BIND的納米療法不僅能夠“令腫瘤縮小到幾乎沒有”，最重要的是能極大減輕化療帶來的痛苦。傳統(tǒng)化療藥物在到達(dá)癌細(xì)胞之前就已經(jīng)在血液中擴(kuò)散開來，所以病人才會(huì)那么痛苦，而在新型納米顆粒的包裹之下，化療藥物絲毫不會(huì)在到達(dá)患處前泄漏出來。

BIND的新型納米療法已經(jīng)完全治愈了實(shí)驗(yàn)鼠的前列腺癌，從實(shí)驗(yàn)圖像中可以看出納米顆粒緊緊地包圍著腫瘤，不斷釋放著藥物，令其一天天縮小，直到消失不見。

BIND的科學(xué)家表示，他們只待2010年在25名癌癥患者身上進(jìn)行臨床診治，一旦治療獲得成功，那么這將是人類對(duì)抗癌癥病魔史上一大突破性進(jìn)展。

1983年，北川勛首次從紅參中分離出20（S）-人參皂苷-Rh2。現(xiàn)在已經(jīng)證實(shí)人參皂苷Rh2具有誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡、分化及調(diào)控細(xì)胞周期的抗癌活性，通過增強(qiáng)人體的自然免疫能力，抑制癌細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移的作用。

四、納米技術(shù)的研究現(xiàn)狀和進(jìn)展：雖然納米技術(shù)在癌癥的早期檢測、診斷和治療中表現(xiàn)出一定優(yōu)勢，還存在許多尚未解決的問題。 如在體內(nèi)應(yīng)用，包括檢測和治療時(shí)，納米材料的安全性還存在許多困惑；將藥物導(dǎo)向目標(biāo)器官、組織 或細(xì)胞時(shí)，靶向效率還非常低；體外實(shí)驗(yàn)室檢測時(shí)，雖然靈敏度有了很大改善，診斷應(yīng)用時(shí)靈敏度和效率尚未如人意等。仍然需要政府、科研人員大量的 努力和付出，推進(jìn)納米技術(shù)在癌癥及其他疾病的診斷和治療中的應(yīng)用。BIND公司副總裁杰夫·赫卡表示，其實(shí)最大的技術(shù)難題就在于如何“欺騙”人體的免疫系統(tǒng)，不讓其對(duì)包裹著重重“外衣”的藥物產(chǎn)生抗拒的反應(yīng);最終科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，一種名為聚乙二醇(polyethyleneglycol)的物質(zhì)能夠做到這一點(diǎn)，于是科學(xué)家就在藥物外部的蛋白質(zhì)中注入了這種物質(zhì)，從而得以瞞天過海將藥物送達(dá)患處。

杰夫·赫卡稱，這種納米顆粒的直徑是正常人一根發(fā)絲的千分之一，現(xiàn)在他們將其命名為“BIND014”。他表示：“這應(yīng)該是第一種能夠?qū)⒒�療藥物直接送達(dá)患處的納米顆粒，這項(xiàng)療法馬上就要進(jìn)入到臨床試驗(yàn)階段。我們希望在未來還能借助它，在治療心血管疾病、各種炎癥，甚至是傳染病方面取得突破性進(jìn)展。腫瘤的診斷與治療是納米醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究最多、最深入、最系統(tǒng)的一個(gè)領(lǐng)域。美國已有100多種納米藥物獲得FDA批準(zhǔn)做臨床試驗(yàn)。我國也在研究新機(jī)制的抗腫瘤納米藥物，已經(jīng)進(jìn)入臨床前試驗(yàn)階段。