日前，以“腫瘤納米技術與納米藥物”為主題的香山科學會議，吸引了來自中美兩國從事納米和醫(yī)學相關研究的領軍人物云集北京，80名科學家圍繞腫瘤納米技術、腫瘤納米藥物的分子機理、納米生物技術、納米藥物的安全性以及納米醫(yī)學的發(fā)展戰(zhàn)略與政策進行了學術交流和熱烈討論。納米科學的快速進步，為生物醫(yī)藥的發(fā)展帶來了新的機遇，如何通過發(fā)展和利用納米技術為疾病的預防、檢測、早期診斷和治療提供新的方法和藥物，是擺在科學家面前極富挑戰(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前沿，也是與人類健康和生活密切相關的重要社會問題，充滿了創(chuàng)新的機遇。通常的納米技術是主要集中在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胞）尺度上開展研究。中國科學院納米生物效應與安全性重點實驗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)點在于利用納米顆粒的小尺寸效應，藥物容易進入細胞而實現(xiàn)高療效；比表面積大，鏈接或載帶的功能基團或活性中心多，可以實現(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；納米結構特性（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域集中在：一是利用納米技術改良傳統(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，實現(xiàn)靶向輸運，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構或納米特性，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，通過靶向分子與細胞表面特異性受體結合，在細胞攝取作用下進入細胞內，實現(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，可提高藥物療效和降低毒副作用。理想的藥物納米載體應具備以下性質：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；具有較長的體內循環(huán)時間等。藥物納米載體技術是納米生物技術的重要發(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理，將有可能從觀念上改變人類疾病預防和治療的模式和途徑，是取得納米藥物研究突破的關鍵，但是難度也更大。與會學者認為，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的標準規(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)學與納米生物技術的制高點，紛紛斥巨資推進納米醫(yī)學的研究和開發(fā)。美國在2004年宣布啟動“腫瘤納米技術”，成立了“腫瘤納米技術聯(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)達國家的新熱點。“十五”期間，我國利用“973”和“863”計劃，部署了多個納米醫(yī)學和納米藥物的研究項目。
腫瘤納米技術凸現(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，納米技術為工程科技研究和技術變革帶來了激動人心的機會。對醫(yī)藥科學而言，納米技術有望在癌癥、心血管病、糖尿病、帕金森病、脊髓損傷藥物治療等領域取得突破。
天津醫(yī)科大學附屬腫瘤醫(yī)院納米技術腫瘤研究中心張寧研究員指出，癌癥是21世紀最具挑戰(zhàn)性的醫(yī)學問題之一。盡管為攻克癌癥，中外科學家進行了數(shù)十年的不懈努力，但至今絕大多數(shù)癌癥的預防、早期診斷和治療仍不盡如人意，而納米技術的出現(xiàn)為腫瘤的早期診斷和治療提供了新的思路和方法。
納米技術通過對腫瘤標志物的篩選，對多種分子信號和生物標志物進行檢測，可實現(xiàn)對腫瘤的早期檢測、診斷。目前，腫瘤納米技術的研究主要集中在實驗室階段的診斷和治療以及體內的診斷和成像。
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時分析單個生物化學分子，金納米顆粒用作體內造影劑檢測特定癌細胞的標志物，納米器件收集蛋白質，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的淋巴結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院的Ravi Bellamkonda博士帶領的研究小組，偶然發(fā)現(xiàn)了一種決定納米藥物實際有多少進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。
但與會中美科學家認為，在納米檢測與分子成像研究方面有待解決的科學問題還很多：如亟須建立納米顆粒在體內的實時、定量檢測方法；建立新的數(shù)學模型，以實現(xiàn)納米技術在腫瘤診療中的應用；發(fā)展針對癌癥早期診斷的體內外生物標志物的分析技術。
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，進入腫瘤組織，集中在腫瘤周圍。納米技術通過開發(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，可能與癌細胞的抗藥性有關。納米科技的發(fā)展有望產生新的醫(yī)學方法，來解決癌癥治療中的抗藥性問題。目前，人們已經發(fā)現(xiàn)人類有48種ABC轉運子，許多轉運子能夠將細胞毒性藥物轉運出胞外。現(xiàn)在，有3種納米技術策略來解決由轉運子所導致的抗藥性問題：一是篩選新的藥物避開這些轉運子，以確保藥物在細胞內的高濃度；二是使用抑制劑，通過抑制轉運子使藥物能夠在細胞中積聚；三是“殺死”使用轉運子。
趙宇亮等研究發(fā)現(xiàn)，一些納米顆粒經過表面修飾會產生很高的抑制腫瘤生長的效果，但沒有可檢測到的細胞毒性和體內毒性，其效果已經在肝癌、乳腺癌和胰腺癌動物模型上得到證實。從臨床治療的角度，實現(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前沿，也是與人類健康和生活密切相關的重要社會問題，充滿了創(chuàng)新的機遇。通常的納米技術是主要集中在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胞）尺度上開展研究。中國科學院納米生物效應與安全性重點實驗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)點在于利用納米顆粒的小尺寸效應，藥物容易進入細胞而實現(xiàn)高療效；比表面積大，鏈接或載帶的功能基團或活性中心多，可以實現(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；納米結構特性（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域集中在：一是利用納米技術改良傳統(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，實現(xiàn)靶向輸運，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構或納米特性，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，通過靶向分子與細胞表面特異性受體結合，在細胞攝取作用下進入細胞內，實現(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，可提高藥物療效和降低毒副作用。理想的藥物納米載體應具備以下性質：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；具有較長的體內循環(huán)時間等。藥物納米載體技術是納米生物技術的重要發(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理，將有可能從觀念上改變人類疾病預防和治療的模式和途徑，是取得納米藥物研究突破的關鍵，但是難度也更大。與會學者認為，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的標準規(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)學與納米生物技術的制高點，紛紛斥巨資推進納米醫(yī)學的研究和開發(fā)。美國在2004年宣布啟動“腫瘤納米技術”，成立了“腫瘤納米技術聯(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)達國家的新熱點。“十五”期間，我國利用“973”和“863”計劃，部署了多個納米醫(yī)學和納米藥物的研究項目。
腫瘤納米技術凸現(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，納米技術為工程科技研究和技術變革帶來了激動人心的機會。對醫(yī)藥科學而言，納米技術有望在癌癥、心血管病、糖尿病、帕金森病、脊髓損傷藥物治療等領域取得突破。
天津醫(yī)科大學附屬腫瘤醫(yī)院納米技術腫瘤研究中心張寧研究員指出，癌癥是21世紀最具挑戰(zhàn)性的醫(yī)學問題之一。盡管為攻克癌癥，中外科學家進行了數(shù)十年的不懈努力，但至今絕大多數(shù)癌癥的預防、早期診斷和治療仍不盡如人意，而納米技術的出現(xiàn)為腫瘤的早期診斷和治療提供了新的思路和方法。
納米技術通過對腫瘤標志物的篩選，對多種分子信號和生物標志物進行檢測，可實現(xiàn)對腫瘤的早期檢測、診斷。目前，腫瘤納米技術的研究主要集中在實驗室階段的診斷和治療以及體內的診斷和成像。
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時分析單個生物化學分子，金納米顆粒用作體內造影劑檢測特定癌細胞的標志物，納米器件收集蛋白質，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的淋巴結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院的Ravi Bellamkonda博士帶領的研究小組，偶然發(fā)現(xiàn)了一種決定納米藥物實際有多少進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。
但與會中美科學家認為，在納米檢測與分子成像研究方面有待解決的科學問題還很多：如亟須建立納米顆粒在體內的實時、定量檢測方法；建立新的數(shù)學模型，以實現(xiàn)納米技術在腫瘤診療中的應用；發(fā)展針對癌癥早期診斷的體內外生物標志物的分析技術。
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，進入腫瘤組織，集中在腫瘤周圍。納米技術通過開發(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，可能與癌細胞的抗藥性有關。納米科技的發(fā)展有望產生新的醫(yī)學方法，來解決癌癥治療中的抗藥性問題。目前，人們已經發(fā)現(xiàn)人類有48種ABC轉運子，許多轉運子能夠將細胞毒性藥物轉運出胞外。現(xiàn)在，有3種納米技術策略來解決由轉運子所導致的抗藥性問題：一是篩選新的藥物避開這些轉運子，以確保藥物在細胞內的高濃度；二是使用抑制劑，通過抑制轉運子使藥物能夠在細胞中積聚；三是“殺死”使用轉運子。
趙宇亮等研究發(fā)現(xiàn)，一些納米顆粒經過表面修飾會產生很高的抑制腫瘤生長的效果，但沒有可檢測到的細胞毒性和體內毒性，其效果已經在肝癌、乳腺癌和胰腺癌動物模型上得到證實。從臨床治療的角度，實現(xiàn)腫瘤的低毒性治療具有劃時代的意義。
