令人憧憬的納米醫學時代

張文韜/編譯

BIND-014納米藥物遞送系統

奇妙的微型世界

由20世紀福克斯公司根據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。雖然這種冒險在2013年還不能實現，不過，基于原子和分子尺度的納米醫學正在快速發展。在新的一年中，這一領域不僅會保持創新和發現的態勢，也將出現更有療效的診斷和成像手段。這些創新將包括：用少量分子檢測出疾病；以接近分子分辨率實現醫學成像；發現病變組織并定點傳送藥物的靶向治療。

藥物靶向治療

藥物靶向治療的一個例子是BIND生物科學公司（由作者共同創立）開發的BIND-014納米粒子藥物遞送系統，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，然后由歸巢分子覆蓋涂層——歸巢分子與許多癌癥產生的一種蛋白質具有很強的親和力，但與健康組織親和力不高。BIND-014顆粒在體內循環，一旦遇上腫瘤，顆粒就會黏附在腫瘤細胞上，釋放出內部的藥物。通過臨床試驗，BIND-014目前已經能使更大劑量的藥物到達腫瘤組織，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，借此對生物變化或生理挑戰作出反應；或某些擔任“偵察員”角色的顆粒，會尋找體內的疾病組織，一旦找到，它們就會誘導該組織發出化學物質，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，到達目的地后即刻釋放；有些顆粒可以長時間封裝藥物，僅在必要時釋放其內含藥物。例如，當葡萄糖水平升高時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，科學家已開發出多種納米檢測技術，包括檢測能幫助癌癥擴散的循環腫瘤細胞（CTCs）。挑戰是CTCs數量很少并且彼此間隔遙遠。由于血液是一種混合物，1毫升血液通常含有大約1 000萬個白細胞以及50億個紅細胞，更加大了檢測或分離工作的難度。目前，加州大學圣地亞哥分校一研究團隊發明了一種長約10 000納米的自推式微型火箭，其攜帶有微量的鋅作為燃料。鑒于鋅與人體內的酸反應后產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境中，微型火箭可以自行移動。實驗中，微型火箭在血樣中的移動速度為每小時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。如果加快微型火箭在人體內的推進速度，或許更容易捕捉到CTCs，屆時可以有選擇性地運送到所需位置進行分析。

《神奇旅程》中的“普羅特斯”是以核動力推進的潛水艇，然而，在現實生活中制造出由鋅為動力的微型火箭，著實是一個了不起的壯舉。如果一切順利，納米醫學確實能夠實現自己的奇妙旅行，該領域也有望實現跨越式的發展。