令人憧憬的納米醫(yī)學(xué)時(shí)代

張文韜/編譯

BIND-014納米藥物遞送系統(tǒng)

奇妙的微型世界

由20世紀(jì)?？怂构靖鶕?jù)1966年科幻電影《神奇旅程》翻拍成的3D版影片，講述了一艘微型潛艇在人體中的旅行。雖然這種冒險(xiǎn)在2013年還不能實(shí)現(xiàn)，不過，基于原子和分子尺度的納米醫(yī)學(xué)正在快速發(fā)展。在新的一年中，這一領(lǐng)域不僅會保持創(chuàng)新和發(fā)現(xiàn)的態(tài)勢，也將出現(xiàn)更有療效的診斷和成像手段。這些創(chuàng)新將包括：用少量分子檢測出疾病；以接近分子分辨率實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)成像；發(fā)現(xiàn)病變組織并定點(diǎn)傳送藥物的靶向治療。

藥物靶向治療

藥物靶向治療的一個(gè)例子是BIND生物科學(xué)公司（由作者共同創(chuàng)立）開發(fā)的BIND-014納米粒子藥物遞送系統(tǒng)，它是由直徑100納米（一納米等于十億分之一米）的微球組成。這些微球封裝著一種抗癌藥物，其表面涂層可以躲避免疫系統(tǒng)，然后由歸巢分子覆蓋涂層——?dú)w巢分子與許多癌癥產(chǎn)生的一種蛋白質(zhì)具有很強(qiáng)的親和力，但與健康組織親和力不高。BIND-014顆粒在體內(nèi)循環(huán)，一旦遇上腫瘤，顆粒就會黏附在腫瘤細(xì)胞上，釋放出內(nèi)部的藥物。通過臨床試驗(yàn)，BIND-014目前已經(jīng)能使更大劑量的藥物到達(dá)腫瘤組織，治療過程更為安全有效。

其他“聰明”納米顆粒諸如可以改變自身性質(zhì)，借此對生物變化或生理挑戰(zhàn)作出反應(yīng)；或某些擔(dān)任“偵察員”角色的顆粒，會尋找體內(nèi)的疾病組織，一旦找到，它們就會誘導(dǎo)該組織發(fā)出化學(xué)物質(zhì)，以此召集其他納米顆粒到此處集聚。其中，有些納米顆粒的涂層是一次性的，到達(dá)目的地后即刻釋放；有些顆?？梢蚤L時(shí)間封裝藥物，僅在必要時(shí)釋放其內(nèi)含藥物。例如，當(dāng)葡萄糖水平升高時(shí)釋放出胰島素用以降低血糖水平。

微型火箭使命

在癌癥診斷方面，科學(xué)家已開發(fā)出多種納米檢測技術(shù)，包括檢測能幫助癌癥擴(kuò)散的循環(huán)腫瘤細(xì)胞（CTCs）。挑戰(zhàn)是CTCs數(shù)量很少并且彼此間隔遙遠(yuǎn)。由于血液是一種混合物，1毫升血液通常含有大約1 000萬個(gè)白細(xì)胞以及50億個(gè)紅細(xì)胞，更加大了檢測或分離工作的難度。目前，加州大學(xué)圣地亞哥分校一研究團(tuán)隊(duì)發(fā)明了一種長約10 000納米的自推式微型火箭，其攜帶有微量的鋅作為燃料。鑒于鋅與人體內(nèi)的酸反應(yīng)后產(chǎn)生的氫氣可以推動微型火箭前行。因此，至少在酸性組織或環(huán)境中，微型火箭可以自行移動。實(shí)驗(yàn)中，微型火箭在血樣中的移動速度為每小時(shí)0.3米。

此外，如果用合適的磁性敏感材料建造微型火箭，也能在體外用磁場引導(dǎo)。如果加快微型火箭在人體內(nèi)的推進(jìn)速度，或許更容易捕捉到CTCs，屆時(shí)可以有選擇性地運(yùn)送到所需位置進(jìn)行分析。

《神奇旅程》中的“普羅特斯”是以核動力推進(jìn)的潛水艇，然而，在現(xiàn)實(shí)生活中制造出由鋅為動力的微型火箭，著實(shí)是一個(gè)了不起的壯舉。如果一切順利，納米醫(yī)學(xué)確實(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)自己的奇妙旅行，該領(lǐng)域也有望實(shí)現(xiàn)跨越式的發(fā)展。