深入解讀納米醫(yī)療的研究現(xiàn)狀

如今，納米技術已經(jīng)成為21世紀的關鍵技術之一，其推動了各個研究領域的迅猛發(fā)展，當然納米科技對醫(yī)學研究的影響也是顯而易見的。比如在生物醫(yī)學研究中納米機器人可充當“微型醫(yī)生”，解決了醫(yī)生用傳統(tǒng)技術難以解決的問題。同時納米科技在癌癥治療、疫苗開發(fā)、HIV治療以及多種疾病的診療中也發(fā)揮著關鍵作用。

納米療法與癌癥治療

zui近，來自美國梅奧診所等機構的研究人員通過研究開發(fā)出一種新型的抗癌納米顆粒（doi：10.1038/nnano.2017.69），這種納米顆粒能夠讓乳腺腫瘤萎縮的同時還能夠阻止疾病再次復發(fā)。研究者Betty Y.S. Kim博士在文章中指出，在這項概念驗證研究中，我們吃驚地發(fā)現(xiàn)這些接受這種納米顆粒治療的小鼠表現(xiàn)出持久的抗癌效應。不同于現(xiàn)存的僅靶向免疫系統(tǒng)一部分的癌癥免疫療法，我們專門設計的納米顆粒積極地調(diào)動整個免疫系統(tǒng)來殺死癌細胞，促進身體產(chǎn)生它自己的記憶系統(tǒng)，從而使得腫瘤復發(fā)zui小化。這種納米藥物還可靶向不同類型的癌癥和其他的人類疾病，包括神經(jīng) 性血管疾病和神經(jīng)退行性疾病。”

近年來，隨著醫(yī)療概念的提出，科學家在對癌癥新療法的開發(fā)上也有了不同的見解。許多科學家認為個性化療法或許是未來人類*擊敗癌癥的關鍵所在。然而，來自美國密歇根大學的研究人員就嘗試著開發(fā)出了一種新的納米疫苗，研究人員首先通過基因測序等方式確定患者自身腫瘤細胞上相關突變基因，然后利用人工合成的高密度脂蛋白作為載體，將這些患者特異性抗原輸送進入體內(nèi)，用于“訓練”患者機體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生腫瘤殺傷性T細胞，以治療癌癥。

隨著對納米醫(yī)療研究的不斷深入，有些研究人員就得到了意外的研究發(fā)現(xiàn)，2016年，發(fā)表在雜志Nature Nanotechnology上的研究報告中，來自斯坦福大學醫(yī)學院的研究者就發(fā)現(xiàn)，利用納米粒子就可以激活免疫細胞，進而殺死腫瘤；研究人員通過對小鼠進行實驗發(fā)現(xiàn)了上述現(xiàn)象，當時研究者想測試一種鐵補充劑中的納米粒子能否作為“特洛伊木馬”，把用于化療的藥物偷偷地帶入小鼠的腫瘤中。他們卻意外發(fā)現(xiàn)，鐵補充劑中的納米粒子能夠促使巨噬細胞（TAM，與腫瘤相關）殺死腫瘤細胞。研究者Daldrup-Link認為，未來，這種納米粒子或許能夠幫助無法*移除體內(nèi)腫瘤的癌癥病人進行疾病治療得以康復。

此前，來自美國芝加哥大學的研究人員就基于納米顆粒開發(fā)出了新型的組合性免疫療法來幫助治療癌癥；而來自米蘭的研究人員通過研究（doi：10.1007/s12274-016-1035-8），將小型的納米金顆粒吸附到前沿的細胞因子療法中，他們認為這或許可以更好地增強療法的作用，研究者Helen Rippon說道，利用納米醫(yī)學中的金來治療癌癥是一個新型且讓人非常興奮的研究領域。2016年6月，有研究人員就報道（doi：10.2217/nnm.15.218）利用納米載體跨越血腦屏障來靶向治療腦癌，研究人員通過利用納米載體將化學藥物定向運輸?shù)酱竽X中實現(xiàn)了將腦部腫瘤細胞大量殺滅的目的；盡管目前該技術僅僅在小鼠水平得到了驗證，但如果能夠同樣適用于人體的話，將會導致新的治療腦癌的療法的產(chǎn)生。

近年來，腫瘤醫(yī)生和科學家們都寄希望于納米技術帶來的突破性變革。此前有研究者嘗試利用納米氣泡“炸死”機體中殘余的癌細胞，而在過去十年里，德克薩斯州休斯頓的萊斯大學和其它科研工作者對這一方法進行了初步探索。他們認為這種金原子組成的納米簇可以作為對抗癌癥有力的武器。通常情況下，幾乎所有的實體瘤內(nèi)的血管都有滲漏，那么將金原子納米簇注射到血液中，它們就會傾向于通過腫瘤血管滲透在腫瘤細胞周圍聚集。同時這些癌細胞會吞噬這些納米粒子。一旦進入細胞，這些納米粒子就好比"特洛伊木馬"一樣，利用可穿透數(shù)厘米厚組織的紅外激光照射"擊中"這些金原子，這些納米簇會瞬間產(chǎn)生巨大熱能，將周圍的組織液氣化，產(chǎn)生一些納米氣泡將癌細胞撕裂或"炸掉"。

由此可見，近年來納米技術在癌癥治療領域發(fā)揮了巨大的作用，不僅如此，納米技術還在疫苗開發(fā)以及其它研究領域大放光彩。

納米技術與疫苗

去年，昆士蘭大學的研究人員Mark Kendall通過研究開發(fā)出了一種新型的納米貼（nanopatch），這種納米貼能夠提供一種疫苗運輸?shù)男滦屯緩剑@無疑是160年以來古老注射疫苗方法的一個革命性創(chuàng)新。研究者認為，這種納米貼片能夠適合于疫苗運輸來靶向作用免疫細胞，從而使得疫苗注射的成功率提高，比如流感疫苗、脊髓灰質(zhì)炎以及霍亂疫苗等。

納米貼片的開發(fā)為疫苗的運輸策略帶來的極大的革新，這種新型技術或許還能夠明顯減少疫苗開發(fā)過程的花費，并且使得疫苗在*范圍內(nèi)都可用。而且這并不僅僅是一個好消息，研究者Mark Kendall和其同事目前正在布里斯班利用納米貼片進行人類臨床試驗，而且WHO也計劃2017年在古巴開展脊髓灰質(zhì)炎疫苗的試驗。

此前，一項刊登于雜志Nanoscale上的研究報告中（doi：10.1039/C5NR08821F），來自美國國家生物醫(yī)學成像和生物工程研究所的研究人員開發(fā)了一種新型納米疫苗，其可以幫助開發(fā)出治療癌癥免疫療法的新方法而且降低療法的副作用；這種納米疫苗可以有效運輸特殊的DNA序列至免疫細胞中，這種來源于細菌DNA中的序列可以被用來誘發(fā)機體的免疫反應，同時該疫苗還可以保護機體中的DNA免于被破壞。不光如此，早在2014年，美國加州大學圣地亞哥分校納米工程師就開發(fā)出一種“納米海綿疫苗”，經(jīng)小鼠實驗證明，其能大量吸收耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）產(chǎn)生的成孔毒素——無論在血管還是在皮膚，因此能預防MRSA放出的alpha-溶血素造成的影響惡化，可作為一種安全的抗毒素疫苗。

納米技術與HIV

除了在癌癥治療和疫苗開發(fā)中的應用外，科學家們還利用納米科技在HIV的研究中取得了眾多的研究進展，此前來自中國的科學家通過研究開發(fā)了類病毒樣富勒醇納米顆粒作為HIV疫苗的佐劑，這對于艾滋病疫苗的研發(fā)具有重要的實際意義。納米醫(yī)學是應用納米技術進行疾病預防和治療的新領域。這個逐步發(fā)展的學科有望為醫(yī)學科學研究帶來巨大改變，目前已經(jīng)有許多臨床治療和診斷方法受到納米醫(yī)學技術的影響。2016年10月，來自英國利物浦大學的研究人員進行了一項新研究，他們希望通過納米技術改善對HIV病人的藥物治療。到目前為止臨床上仍然沒有可以用于HIV治療的口服納米治療藥物，借助新開發(fā)的快速小規(guī)模納米醫(yī)學篩選方法，研究人員就找到了一種新型水溶納米治療方法。

2017年在美國西雅圖市舉辦的逆轉(zhuǎn)錄病毒與機會感染會議上，英國利物浦大學的研究人員宣布了他們的研究成果，他們通過研究，利用納米技術有效改善了用于治療HIV感染者的藥物療法，而且在臨床試驗中研究者也取得了較好的結果。不僅如此，來自加拿大的研究人員也通過研究設計并合成出一種納米尺度的DNA機器，該機器的定制修改特性可支持識別特定的目標抗體，這一研究成果將給目前緩慢、繁瑣且昂貴的抗體檢測過程帶來革命性變化，有助于診斷風濕性關節(jié)炎、HIV等感染和其他自身免疫性疾病，從而減少疾病治療延誤，降低治療開支。

納米科技與疾病診斷

胰腺癌是癌癥死亡的主要原因之一，這是因為在早期階段，它通常是無法檢測到的。近日，來自美國亞利桑那州立大學的科學家們開發(fā)出一種快速的廉價的基于納米顆粒的胰腺癌診斷方法（doi：10.1038/s41551-016-0021），該方法是基于胰腺癌釋放的囊泡表面上的一種生物標記物而開發(fā)的。近期，發(fā)表在雜志Nature Communication上的一項研究報告中（doi：10.1038/ncomms14378），來自阿爾伯塔大學的研究人員正在*一場使用納米機器改善病人疾病診斷和藥物輸送的競賽，在研究中研究人員描述了如何在活細胞內(nèi)合成DNA馬達，此前這個過程只能在試管中完成，而這項研究中，研究者展示了如何在活細胞內(nèi)使用DNA馬達完成特殊的生物學功能；研究者通過DNA酶及其底物創(chuàng)造了一個納米器件，該納米器件有需要的燃料、DNA軌道及分子開關。這個設備被用于檢測乳腺癌細胞中的一種特殊的microRNA，當它與靶分子結合后，DNA馬達會被打開，從而產(chǎn)生熒光。研究人員就能夠通過檢測熒光強度判斷哪些細胞是癌細胞，這項技術在疾病早期診斷領域具有巨大的潛力。

納米科技與其它疾病

納米科技不管在上述疾病的研究中發(fā)揮著巨大作用，其還能夠幫助研究者對其它疾病或療法的開發(fā)帶來幫助。比如來自瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院的科學家們開發(fā)出了可遙控的納米機器人用于多種疾病的治療（doi：10.1038/ncomms12263）；還有來自德國環(huán)境健康研究中心的研究人員開發(fā)出了一種新型納米顆粒載體，其能在人類和小鼠的肺部的腫瘤位點實現(xiàn)位點選擇性地釋放藥物分子，這種新型的納米載體或可將肺癌藥物的作用效率提高25倍。

不僅如此，2016年來自中國香港理工大學的研究人員開發(fā)出了一種新型的，用于進行流感和其它病毒快速檢測的納米生物傳感器，可以將試驗時間從原先的1-3天縮短到如今的2-3小時，相比傳統(tǒng)臨床方法而言速度要快10倍以上，同時每份樣品僅需要花費20元港幣，相比傳統(tǒng)檢測費用降低了80%；因此這種新型技術就可以被廣泛用于檢測不同種類的病毒，為后期開發(fā)低成本、快速且超靈敏的病毒檢測技術提供了新的思路（doi：10.1021/acsnano.5b05622）。

未來，隨著科學家們對納米科技的不斷應用和深入研究，相信新型的納米技術會不斷誕生，而科學家們也會通過不懈的努力基于納米技術開發(fā)更多對疾病進行診療的新型工具或技術，從而更多地造福于人類健康。

納米科技近年來已成為醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè)熱門領域之一，在2017年6月30日即將召開的“中國光谷”生物健康產(chǎn)業(yè)博覽會上，主辦方特地設置了“中國納米醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)高峰論壇”，由納米藥物國家工程研究中心組織承辦，誠邀全國納米醫(yī)療科技行業(yè)人士共襄盛舉。

除了納米醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)高峰論壇，此次生博會還策劃的其它10余場精彩論壇，包括亞洲生物技術高峰論壇、醫(yī)研企協(xié)同創(chuàng)新模式論壇、基因產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇、健康管理與智慧醫(yī)療產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇、生物藥研發(fā)新技術及臨床前研究高峰論壇、第六屆中國免疫治療創(chuàng)新論壇、第三屆中國*體外診斷技術與應用論壇、第二屆中國光谷生物健康產(chǎn)業(yè)投融資論壇、2017醫(yī)療大數(shù)據(jù)與醫(yī)學人工智能高峰論壇、*屆光谷農(nóng)業(yè)生物技術創(chuàng)新論壇等，云集200多位人物帶來精彩演講。