深入解讀納米醫(yī)療的研究現(xiàn)狀

      如今，納米技術(shù)已經(jīng)成為21世紀(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一，其推動了各個研究領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，當(dāng)然納米科技對醫(yī)學(xué)研究的影響也是顯而易見的。比如在生物醫(yī)學(xué)研究中納米機器人可充當(dāng)“微型醫(yī)生”，解決了醫(yī)生用傳統(tǒng)技術(shù)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(guān)鍵作用。
 

納米療法與癌癥治療

      最近，來自美國梅奧診所等機構(gòu)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(fù)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(yīng)。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(shè)計的納米顆粒積極地調(diào)動整個免疫系統(tǒng)來殺死癌細(xì)胞，促進身體產(chǎn)生它自己的記憶系統(tǒng)，從而使得腫瘤復(fù)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，隨著精準(zhǔn)醫(yī)療概念的提出，科學(xué)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(xué)家認(rèn)為個性化療法或許是未來人類徹底擊敗癌癥的關(guān)鍵所在。然而，來自美國密歇根大學(xué)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(xì)胞上相關(guān)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(xùn)練”患者機體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生腫瘤殺傷性T細(xì)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)表在國際雜志Nature Nanotechnology上的研究報告中，來自斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究者就發(fā)現(xiàn)，利用納米粒子就可以激活免疫細(xì)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(dāng)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(xì)胞（TAM，與腫瘤相關(guān)）殺死腫瘤細(xì)胞。研究者Daldrup-Link認(rèn)為，未來，這種納米粒子或許能夠幫助無法完全移除體內(nèi)腫瘤的癌癥病人進行疾病治療得以康復(fù)。

      此前，來自美國芝加哥大學(xué)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(xì)胞因子療法中，他們認(rèn)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(xué)中的金來治療癌癥是一個新型且讓人非常興奮的研究領(lǐng)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(xué)藥物定向運輸?shù)酱竽X中實現(xiàn)了將腦部腫瘤細(xì)胞大量殺滅的目的；盡管目前該技術(shù)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(dǎo)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(xué)家們都寄希望于納米技術(shù)帶來的突破性變革。此前有研究者嘗試?yán)�用納米氣泡“炸死”機體中殘余的癌細(xì)胞，而在過去十年里，德克薩斯州休斯頓的萊斯大學(xué)和其它科研工作者率先對這一方法進行了初步探索。他們認(rèn)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(xì)胞周圍聚集。同時這些癌細(xì)胞會吞噬這些納米粒子。一旦進入細(xì)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(xì)胞撕裂或"炸掉"。

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

納米技術(shù)與疫苗

      去年，昆士蘭大學(xué)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�，而這無疑是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(rèn)為，這種納米貼片能夠適合于疫苗運輸來靶向作用免疫細(xì)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(shù)或許還能夠明顯減少疫苗開發(fā)過程的花費，并且使得疫苗在全世界范圍內(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，一項刊登于國際雜志Nanoscale上的研究報告中（doi：10.1039/C5NR08821F），來自美國國家生物醫(yī)學(xué)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(xì)胞中，這種來源于細(xì)菌DNA中的序列可以被用來誘發(fā)機體的免疫反應(yīng)，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(xué)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(yù)防MRSA放出的alpha-溶血素造成的影響惡化，可作為一種安全高效的抗毒素疫苗。
 

納米技術(shù)與HIV

      除了在癌癥治療和疫苗開發(fā)中的應(yīng)用外，科學(xué)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(xué)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(xué)是應(yīng)用納米技術(shù)進行疾病預(yù)防和治療的新領(lǐng)域。這個逐步發(fā)展的學(xué)科有望為醫(yī)學(xué)科學(xué)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(xué)技術(shù)的影響。2016年10月，來自英國利物浦大學(xué)的研究人員進行了一項新研究，他們希望通過納米技術(shù)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(xué)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(xué)的研究人員宣布了他們的zui新研究成果，他們通過研究，利用納米技術(shù)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(jié)果。不僅如此，來自加拿大的研究人員也通過研究設(shè)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(biāo)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(fēng)濕性關(guān)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(xué)的科學(xué)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(biāo)記物而開發(fā)的。近期，發(fā)表在國際雜志Nature Communication上的一項研究報告中（doi：10.1038/ncomms14378），來自阿爾伯塔大學(xué)的研究人員正在領(lǐng)跑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(xì)胞內(nèi)合成DNA馬達(dá)，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(xì)胞內(nèi)使用DNA馬達(dá)完成特殊的生物學(xué)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(guān)。這個設(shè)備被用于檢測乳腺癌細(xì)胞中的一種特殊的microRNA，當(dāng)它與靶分子結(jié)合后，DNA馬達(dá)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(xì)胞是癌細(xì)胞，這項技術(shù)在疾病早期診斷領(lǐng)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(xué)院的科學(xué)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(xué)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(shù)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(shù)提供了新的思路（doi：10.1021/acsnano.5b05622）。

      未來，隨著科學(xué)家們對納米科技的不斷應(yīng)用和深入研究，相信新型的納米技術(shù)會不斷誕生，而科學(xué)家們也會通過不懈的努力基于納米技術(shù)開發(fā)更多對疾病進行診療的新型工具或技術(shù)，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(lǐng)域之一，在2017年6月30日即將召開的“中國光谷”國際生物健康產(chǎn)業(yè)博覽會上，主辦方特地設(shè)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(shù)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、國際健康管理與智慧醫(yī)療產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇、生物藥研發(fā)新技術(shù)及臨床前研究高峰論壇、第六屆中國國際免疫治療創(chuàng)新論壇、第三屆中國先進體外診斷技術(shù)與應(yīng)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(xué)人工智能高峰論壇、*屆光谷農(nóng)業(yè)生物技術(shù)創(chuàng)新論壇等，云集200多位行業(yè)領(lǐng)軍人物帶來精彩演講。