納米醫(yī)學(xué)的潛力

奧默伍米·沙迪克

（Omowunmi Sadik）

在過去的二十年中，對(duì)于大小范圍在1納米到幾納米的材料，研究人員在設(shè)計(jì)和制造方面進(jìn)行了廣泛的研究，這項(xiàng)全球性的研究工作通常被稱為納米科學(xué)或納米技術(shù)，含有納米材料的成品數(shù)量正在快速增長(zhǎng)。伍德羅-威爾遜國(guó)際學(xué)者中心出版了納米技術(shù)消費(fèi)品詳細(xì)目錄在線數(shù)據(jù)庫(kù)，其中列出了1,600多種基于納米技術(shù)的市場(chǎng)消費(fèi)品。尤其在醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)，納米技術(shù)取得重大突破。

2010年，亞利桑那州藝術(shù)史教授伊夫林·索倫森（Evelyn Sorensen）成為一名II期宮頸癌患者，當(dāng)時(shí)癌細(xì)胞已經(jīng)擴(kuò)散到淋巴結(jié)。由于她的生命只有一年時(shí)間了，醫(yī)生告訴她說：告別家人，去度假吧。就像在報(bào)紙上的報(bào)道中所描述的那樣，索倫森不甘心接受這個(gè)令人沮喪的預(yù)測(cè)，堅(jiān)持要查看臨床試驗(yàn)列單，結(jié)果她了解到馬薩諸塞州劍橋市的一項(xiàng)試驗(yàn)——一家叫做BIND生物科學(xué)公司的企業(yè)正在利用超小型納米技術(shù)移動(dòng)顆粒來攻擊腫瘤。索倫森參加了一項(xiàng)試驗(yàn)，這項(xiàng)試驗(yàn)是由亞利桑那州鳳凰城轉(zhuǎn)譯基因組學(xué)研究院丹尼爾·凡·霍夫（Daniel Von Hoff）主持的。經(jīng)過首次治療，索倫森的腫瘤縮小了70%。幾年之后，盡管索倫森仍在服藥，但是醫(yī)生確認(rèn)她的身體中沒有顯示出癌癥的跡象。

索倫森利用的臨床治療方法被稱為BIND-014，這是一種帶有化學(xué)涂層的納米粒子，經(jīng)過設(shè)計(jì)，利用這種納米粒子來尋找惡性細(xì)胞，并輸送強(qiáng)效化療藥劑——多西他賽（docetaxel）。這種粒子允許藥物選擇性地聚集在患癌部位，使療效大幅提高。BIND-014療法是由哈佛醫(yī)學(xué)院的奧米德·法羅哈扎德（Omid Farokhzad）以及麻省理工學(xué)院的研究人員開發(fā)的，目前處于各種癌癥治療的II期試驗(yàn)階段。

特別是在診斷和治療癌癥方面，納米醫(yī)學(xué)常常利用各種納米顆粒。大多數(shù)抗癌藥物在臨床試驗(yàn)中由于整體毒性和缺乏選擇性而受到阻礙，因?yàn)檫@些藥物不但殺死癌細(xì)胞，同時(shí)也殺死正常細(xì)胞?？茖W(xué)家們正在努力尋找可以選擇性地靶向攻擊癌細(xì)胞和癌組織的抗癌藥物，這些藥物可以使健康組織絲毫無(wú)損。

通過提高靶向藥物的輸送效率，納米醫(yī)學(xué)提供了改進(jìn)抗癌藥物輸送的替代方法?？拱┗衔镆栏接诹孔狱c(diǎn)和碳納米管之類的納米粒子上，被攜帶著高效地穿過細(xì)胞和組織，等待著被細(xì)胞吸收。在10至100納米的尺度范圍內(nèi)，當(dāng)納米顆粒屬于相對(duì)較大的尺度時(shí)，它們不能穿過緊密擠在一起的細(xì)胞內(nèi)層而進(jìn)入相鄰的組織。然而，當(dāng)藥物分子依附于顆粒上時(shí)，它們?cè)谘褐斜３种€(wěn)定性，同時(shí)也保持著完整性，直到目標(biāo)明確地達(dá)到腫瘤。這些納米顆粒藥物軛合物之所以能夠明確地指向癌細(xì)胞，這是由其大小、形狀和表面特征而決定的。最終，納米顆粒藥物的選擇性使藥物對(duì)癌細(xì)胞的作用達(dá)到最大化，使健康細(xì)胞完好無(wú)損，對(duì)患者產(chǎn)生的副作用較少。

BIND-014是救助了伊夫林·索倫森的藥物，是靶向藥物輸送方面最有前途的納米粒子之一。BIND-014已經(jīng)通過了I期臨床試驗(yàn)的安全性測(cè)試，現(xiàn)在正在接受II期試驗(yàn)，以測(cè)試其在治療肺癌和前列腺癌方面的療效。BIND-014是通過聚合物線組裝起來的，這種聚合物線能夠自發(fā)折疊形成顆粒。聚合物散布在靶向分子或靶向離子上，這些分子和離子跟另一種分子結(jié)合，并通過設(shè)計(jì)將它們關(guān)聯(lián)到通往癌細(xì)胞的粒子上。這種自組裝過程使得批量繁殖分子更加容易，并且最終有可能表現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，將這一技術(shù)轉(zhuǎn)化到臨床應(yīng)用上來。

另一種有希望的抗癌藥物是CALAA-01，它是輸送顆粒RONDEL和小干擾RNA（siRNA）分子的組合，通過影響癌細(xì)胞RNA的功能來抑制腫瘤生長(zhǎng)。CALAA-01中的siRNA受到保護(hù)，在穩(wěn)定的納米顆粒內(nèi)不會(huì)降解。目前，該藥已進(jìn)入Ib期臨床試驗(yàn)階段。

胡德良譯自美國(guó)科學(xué)家網(wǎng)站（americanscientist.org）