日前，以“腫瘤納米技術(shù)與納米藥物”為主題的香山科學(xué)會議，吸引了來自中美兩國從事納米和醫(yī)學(xué)相關(guān)研究的領(lǐng)軍人物云集北京，80名科學(xué)家圍繞腫瘤納米技術(shù)、腫瘤納米藥物的分子機(jī)理、納米生物技術(shù)、納米藥物的安全性以及納米醫(yī)學(xué)的發(fā)展戰(zhàn)略與政策進(jìn)行了學(xué)術(shù)交流和熱烈討論。納米科學(xué)的快速進(jìn)步，為生物醫(yī)藥的發(fā)展帶來了新的機(jī)遇，如何通過發(fā)展和利用納米技術(shù)為疾病的預(yù)防、檢測、早期診斷和治療提供新的方法和藥物，是擺在科學(xué)家面前極富挑戰(zhàn)的課題。
納米藥物研究期待創(chuàng)新
納米藥物既是國際科學(xué)前沿，也是與人類健康和生活密切相關(guān)的重要社會問題，充滿了創(chuàng)新的機(jī)遇。通常的納米技術(shù)是主要集中在1～100納米尺度，但是，納米藥物的尺寸范圍會更大一些，約在1～1000納米（即從幾個原子到亞細(xì)胞）尺度上開展研究。中國科學(xué)院納米生物效應(yīng)與安全性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任趙宇亮研究員介紹，和傳統(tǒng)分子藥物相比，納米藥物的最大優(yōu)點(diǎn)在于利用納米顆粒的小尺寸效應(yīng)，藥物容易進(jìn)入細(xì)胞而實(shí)現(xiàn)高療效；比表面積大，鏈接或載帶的功能基團(tuán)或活性中心多，可以實(shí)現(xiàn)治療與療效跟蹤同步化；材料的性能優(yōu)越，便于生物降解或吸收；納米結(jié)構(gòu)特性（如多孔、中空、多層等），易于藥物緩釋控制等。因此，在保證藥效的前提下，利用納米技術(shù)由于藥物用量減少，可以減輕藥物的毒副作用。
與會專家介紹，目前納米藥物研究的主要領(lǐng)域集中在：一是利用納米技術(shù)改良傳統(tǒng)的分子藥物，比如研發(fā)具有精確表面模式的納米顆粒載體、藥物靶向試劑去載帶已有的藥物，實(shí)現(xiàn)靶向輸運(yùn)，降低毒副作用，提高難溶藥物的溶解度等；二是發(fā)現(xiàn)全新的納米藥物，如利用嶄新的納米結(jié)構(gòu)或納米特性，發(fā)現(xiàn)基于新型納米顆粒的高效低毒的治療或診斷藥物。
藥物納米載體是以納米顆粒作為藥物載體，將藥物治療分子包裹在納米顆粒之中或吸附在其表面，通過靶向分子與細(xì)胞表面特異性受體結(jié)合，在細(xì)胞攝取作用下進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，實(shí)現(xiàn)安全有效的靶向藥物輸送和基因治療。藥物納米載體具有高度靶向性、緩控釋、提高難溶性藥物的溶解率和吸收率等優(yōu)點(diǎn)，可提高藥物療效和降低毒副作用。理想的藥物納米載體應(yīng)具備以下性質(zhì)：毒性較低或沒有毒性；具有較高的載藥量；具有較高的包封率；適宜的制備及提純方法；載體材料可生物降解，具有合適的粒徑與形狀；具有較長的體內(nèi)循環(huán)時間等。藥物納米載體技術(shù)是納米生物技術(shù)的重要發(fā)展方向之一，將給惡性腫瘤、糖尿病和老年性癡呆等疾病的治療帶來革命性的變化。
發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)藥物不同的全新納米藥物和新的治療機(jī)理，將有可能從觀念上改變?nèi)祟惣膊☆A(yù)防和治療的模式和途徑，是取得納米藥物研究突破的關(guān)鍵，但是難度也更大。與會學(xué)者認(rèn)為，如何提高腫瘤靶向治療效果，人造納米顆粒如何克服生物體的生理屏障，以及制定納米藥物技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則等都是發(fā)展納米藥物過程中必須考慮的問題。同時，藥物載體的納米顆粒如果長期在體內(nèi)蓄積，也可能存在一定的副作用；患者對納米藥物也存在一定的個體差異，這些都需要做更多的大量的研究工作。
各國政府為了搶占納米醫(yī)學(xué)與納米生物技術(shù)的制高點(diǎn)，紛紛斥巨資推進(jìn)納米醫(yī)學(xué)的研究和開發(fā)。美國在2004年宣布啟動“腫瘤納米技術(shù)”，成立了“腫瘤納米技術(shù)聯(lián)合會”。同時，美國國立衛(wèi)生研究院(NIH)出資在美國建立了8個專門從事納米醫(yī)學(xué)研究的納米中心。納米藥物研究也成為日本、德國、英國等發(fā)達(dá)國家的新熱點(diǎn)�！笆濉逼陂g，我國利用“973”和“863”計(jì)劃，部署了多個納米醫(yī)學(xué)和納米藥物的研究項(xiàng)目。
腫瘤納米技術(shù)凸現(xiàn)優(yōu)勢
NIH的Nancy Miller博士說，隨著納米研究的深入和人們對納米控制能力的提高，納米技術(shù)為工程科技研究和技術(shù)變革帶來了激動人心的機(jī)會。對醫(yī)藥科學(xué)而言，納米技術(shù)有望在癌癥、心血管病、糖尿病、帕金森病、脊髓損傷藥物治療等領(lǐng)域取得突破。
天津醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院納米技術(shù)腫瘤研究中心張寧研究員指出，癌癥是21世紀(jì)最具挑戰(zhàn)性的醫(yī)學(xué)問題之一。盡管為攻克癌癥，中外科學(xué)家進(jìn)行了數(shù)十年的不懈努力，但至今絕大多數(shù)癌癥的預(yù)防、早期診斷和治療仍不盡如人意，而納米技術(shù)的出現(xiàn)為腫瘤的早期診斷和治療提供了新的思路和方法。
納米技術(shù)通過對腫瘤標(biāo)志物的篩選，對多種分子信號和生物標(biāo)志物進(jìn)行檢測，可實(shí)現(xiàn)對腫瘤的早期檢測、診斷。目前，腫瘤納米技術(shù)的研究主要集中在實(shí)驗(yàn)室階段的診斷和治療以及體內(nèi)的診斷和成像。
在納米檢測與分子成像研究方面，研究人員在納米生物芯片實(shí)時分析單個生物化學(xué)分子，金納米顆粒用作體內(nèi)造影劑檢測特定癌細(xì)胞的標(biāo)志物，納米器件收集蛋白質(zhì)，區(qū)分正常組織和癌癥組織，以及納米磁共振造影劑，鐵磁性納米顆粒檢測乳腺癌和前列腺癌相關(guān)的淋巴結(jié)的紊亂等方面開展了大量的研究工作，并不斷有研究成果發(fā)表。如最近美國佐治亞理工學(xué)院的Ravi Bellamkonda博士帶領(lǐng)的研究小組，偶然發(fā)現(xiàn)了一種決定納米藥物實(shí)際有多少進(jìn)入乳腺癌的解決方案，這種方法有望用于個人的乳腺癌治療。
但與會中美科學(xué)家認(rèn)為，在納米檢測與分子成像研究方面有待解決的科學(xué)問題還很多：如亟須建立納米顆粒在體內(nèi)的實(shí)時、定量檢測方法；建立新的數(shù)學(xué)模型，以實(shí)現(xiàn)納米技術(shù)在腫瘤診療中的應(yīng)用；發(fā)展針對癌癥早期診斷的體內(nèi)外生物標(biāo)志物的分析技術(shù)。
腫瘤治療中迫切需要提高腫瘤治療的靶向選擇性，同時避免或克服生物、生理屏障。研究人員發(fā)現(xiàn)，許多基于納米顆粒的抗癌治療或成像試劑的特點(diǎn)之一就是，由于它們具有足夠小的納米尺寸，從而能夠從高通透性的腫瘤血管中滲出，進(jìn)入腫瘤組織，集中在腫瘤周圍。納米技術(shù)通過開發(fā)具有靶向性的多種功能的藥物傳輸體系，有助于實(shí)現(xiàn)腫瘤的靶向治療，并將毒副作用降低到較低的水平。
美國NIH副院長Michael Gottesman介紹說，一些腫瘤的治療失敗或療效不佳，可能與癌細(xì)胞的抗藥性有關(guān)。納米科技的發(fā)展有望產(chǎn)生新的醫(yī)學(xué)方法，來解決癌癥治療中的抗藥性問題。目前，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)人類有48種ABC轉(zhuǎn)運(yùn)子，許多轉(zhuǎn)運(yùn)子能夠?qū)⒓?xì)胞毒性藥物轉(zhuǎn)運(yùn)出胞外�，F(xiàn)在，有3種納米技術(shù)策略來解決由轉(zhuǎn)運(yùn)子所導(dǎo)致的抗藥性問題：一是篩選新的藥物避開這些轉(zhuǎn)運(yùn)子，以確保藥物在細(xì)胞內(nèi)的高濃度；二是使用抑制劑，通過抑制轉(zhuǎn)運(yùn)子使藥物能夠在細(xì)胞中積聚；三是“殺死”使用轉(zhuǎn)運(yùn)子。
趙宇亮等研究發(fā)現(xiàn)，一些納米顆粒經(jīng)過表面修飾會產(chǎn)生很高的抑制腫瘤生長的效果，但沒有可檢測到的細(xì)胞毒性和體內(nèi)毒性，其效果已經(jīng)在肝癌、乳腺癌和胰腺癌動物模型上得到證實(shí)。從臨床治療的角度，實(shí)現(xiàn)腫瘤的低毒性治療具有劃時代的意義。
納米藥物研究期待創(chuàng)新
納米藥物既是國際科學(xué)前沿，也是與人類健康和生活密切相關(guān)的重要社會問題，充滿了創(chuàng)新的機(jī)遇。通常的納米技術(shù)是主要集中在1～100納米尺度，但是，納米藥物的尺寸范圍會更大一些，約在1～1000納米（即從幾個原子到亞細(xì)胞）尺度上開展研究。中國科學(xué)院納米生物效應(yīng)與安全性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任趙宇亮研究員介紹，和傳統(tǒng)分子藥物相比，納米藥物的最大優(yōu)點(diǎn)在于利用納米顆粒的小尺寸效應(yīng)，藥物容易進(jìn)入細(xì)胞而實(shí)現(xiàn)高療效；比表面積大，鏈接或載帶的功能基團(tuán)或活性中心多，可以實(shí)現(xiàn)治療與療效跟蹤同步化；材料的性能優(yōu)越，便于生物降解或吸收；納米結(jié)構(gòu)特性（如多孔、中空、多層等），易于藥物緩釋控制等。因此，在保證藥效的前提下，利用納米技術(shù)由于藥物用量減少，可以減輕藥物的毒副作用。
與會專家介紹，目前納米藥物研究的主要領(lǐng)域集中在：一是利用納米技術(shù)改良傳統(tǒng)的分子藥物，比如研發(fā)具有精確表面模式的納米顆粒載體、藥物靶向試劑去載帶已有的藥物，實(shí)現(xiàn)靶向輸運(yùn)，降低毒副作用，提高難溶藥物的溶解度等；二是發(fā)現(xiàn)全新的納米藥物，如利用嶄新的納米結(jié)構(gòu)或納米特性，發(fā)現(xiàn)基于新型納米顆粒的高效低毒的治療或診斷藥物。
藥物納米載體是以納米顆粒作為藥物載體，將藥物治療分子包裹在納米顆粒之中或吸附在其表面，通過靶向分子與細(xì)胞表面特異性受體結(jié)合，在細(xì)胞攝取作用下進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，實(shí)現(xiàn)安全有效的靶向藥物輸送和基因治療。藥物納米載體具有高度靶向性、緩控釋、提高難溶性藥物的溶解率和吸收率等優(yōu)點(diǎn)，可提高藥物療效和降低毒副作用。理想的藥物納米載體應(yīng)具備以下性質(zhì)：毒性較低或沒有毒性；具有較高的載藥量；具有較高的包封率；適宜的制備及提純方法；載體材料可生物降解，具有合適的粒徑與形狀；具有較長的體內(nèi)循環(huán)時間等。藥物納米載體技術(shù)是納米生物技術(shù)的重要發(fā)展方向之一，將給惡性腫瘤、糖尿病和老年性癡呆等疾病的治療帶來革命性的變化。
發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)藥物不同的全新納米藥物和新的治療機(jī)理，將有可能從觀念上改變?nèi)祟惣膊☆A(yù)防和治療的模式和途徑，是取得納米藥物研究突破的關(guān)鍵，但是難度也更大。與會學(xué)者認(rèn)為，如何提高腫瘤靶向治療效果，人造納米顆粒如何克服生物體的生理屏障，以及制定納米藥物技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則等都是發(fā)展納米藥物過程中必須考慮的問題。同時，藥物載體的納米顆粒如果長期在體內(nèi)蓄積，也可能存在一定的副作用；患者對納米藥物也存在一定的個體差異，這些都需要做更多的大量的研究工作。
各國政府為了搶占納米醫(yī)學(xué)與納米生物技術(shù)的制高點(diǎn)，紛紛斥巨資推進(jìn)納米醫(yī)學(xué)的研究和開發(fā)。美國在2004年宣布啟動“腫瘤納米技術(shù)”，成立了“腫瘤納米技術(shù)聯(lián)合會”。同時，美國國立衛(wèi)生研究院(NIH)出資在美國建立了8個專門從事納米醫(yī)學(xué)研究的納米中心。納米藥物研究也成為日本、德國、英國等發(fā)達(dá)國家的新熱點(diǎn)�！笆濉逼陂g，我國利用“973”和“863”計(jì)劃，部署了多個納米醫(yī)學(xué)和納米藥物的研究項(xiàng)目。
腫瘤納米技術(shù)凸現(xiàn)優(yōu)勢
NIH的Nancy Miller博士說，隨著納米研究的深入和人們對納米控制能力的提高，納米技術(shù)為工程科技研究和技術(shù)變革帶來了激動人心的機(jī)會。對醫(yī)藥科學(xué)而言，納米技術(shù)有望在癌癥、心血管病、糖尿病、帕金森病、脊髓損傷藥物治療等領(lǐng)域取得突破。
天津醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院納米技術(shù)腫瘤研究中心張寧研究員指出，癌癥是21世紀(jì)最具挑戰(zhàn)性的醫(yī)學(xué)問題之一。盡管為攻克癌癥，中外科學(xué)家進(jìn)行了數(shù)十年的不懈努力，但至今絕大多數(shù)癌癥的預(yù)防、早期診斷和治療仍不盡如人意，而納米技術(shù)的出現(xiàn)為腫瘤的早期診斷和治療提供了新的思路和方法。
納米技術(shù)通過對腫瘤標(biāo)志物的篩選，對多種分子信號和生物標(biāo)志物進(jìn)行檢測，可實(shí)現(xiàn)對腫瘤的早期檢測、診斷。目前，腫瘤納米技術(shù)的研究主要集中在實(shí)驗(yàn)室階段的診斷和治療以及體內(nèi)的診斷和成像。
在納米檢測與分子成像研究方面，研究人員在納米生物芯片實(shí)時分析單個生物化學(xué)分子，金納米顆粒用作體內(nèi)造影劑檢測特定癌細(xì)胞的標(biāo)志物，納米器件收集蛋白質(zhì)，區(qū)分正常組織和癌癥組織，以及納米磁共振造影劑，鐵磁性納米顆粒檢測乳腺癌和前列腺癌相關(guān)的淋巴結(jié)的紊亂等方面開展了大量的研究工作，并不斷有研究成果發(fā)表。如最近美國佐治亞理工學(xué)院的Ravi Bellamkonda博士帶領(lǐng)的研究小組，偶然發(fā)現(xiàn)了一種決定納米藥物實(shí)際有多少進(jìn)入乳腺癌的解決方案，這種方法有望用于個人的乳腺癌治療。
但與會中美科學(xué)家認(rèn)為，在納米檢測與分子成像研究方面有待解決的科學(xué)問題還很多：如亟須建立納米顆粒在體內(nèi)的實(shí)時、定量檢測方法；建立新的數(shù)學(xué)模型，以實(shí)現(xiàn)納米技術(shù)在腫瘤診療中的應(yīng)用；發(fā)展針對癌癥早期診斷的體內(nèi)外生物標(biāo)志物的分析技術(shù)。
腫瘤治療中迫切需要提高腫瘤治療的靶向選擇性，同時避免或克服生物、生理屏障。研究人員發(fā)現(xiàn)，許多基于納米顆粒的抗癌治療或成像試劑的特點(diǎn)之一就是，由于它們具有足夠小的納米尺寸，從而能夠從高通透性的腫瘤血管中滲出，進(jìn)入腫瘤組織，集中在腫瘤周圍。納米技術(shù)通過開發(fā)具有靶向性的多種功能的藥物傳輸體系，有助于實(shí)現(xiàn)腫瘤的靶向治療，并將毒副作用降低到較低的水平。
美國NIH副院長Michael Gottesman介紹說，一些腫瘤的治療失敗或療效不佳，可能與癌細(xì)胞的抗藥性有關(guān)。納米科技的發(fā)展有望產(chǎn)生新的醫(yī)學(xué)方法，來解決癌癥治療中的抗藥性問題。目前，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)人類有48種ABC轉(zhuǎn)運(yùn)子，許多轉(zhuǎn)運(yùn)子能夠?qū)⒓?xì)胞毒性藥物轉(zhuǎn)運(yùn)出胞外�，F(xiàn)在，有3種納米技術(shù)策略來解決由轉(zhuǎn)運(yùn)子所導(dǎo)致的抗藥性問題：一是篩選新的藥物避開這些轉(zhuǎn)運(yùn)子，以確保藥物在細(xì)胞內(nèi)的高濃度；二是使用抑制劑，通過抑制轉(zhuǎn)運(yùn)子使藥物能夠在細(xì)胞中積聚；三是“殺死”使用轉(zhuǎn)運(yùn)子。
趙宇亮等研究發(fā)現(xiàn)，一些納米顆粒經(jīng)過表面修飾會產(chǎn)生很高的抑制腫瘤生長的效果，但沒有可檢測到的細(xì)胞毒性和體內(nèi)毒性，其效果已經(jīng)在肝癌、乳腺癌和胰腺癌動物模型上得到證實(shí)。從臨床治療的角度，實(shí)現(xiàn)腫瘤的低毒性治療具有劃時代的意義。
