BIND-014纳米药物递送系统
奇妙的微型世界
由20世纪福克斯公司根据1966年科幻电影《神奇旅程》翻拍成的3D版影片，讲述了一艘微型潜艇在人体中的旅行。虽然这种冒险在2013年还不能实现，不过，基于原子和分子尺度的纳米医学正在快速发展。在新的一年中，这一领域不仅会保持创新和发现的态势，也将出现更有疗效的诊断和成像手段。这些创新将包括：用少量分子检测出疾病；以接近分子分辨率实现医学成像；发现病变组织并定点传送药物的靶向治疗。
药物靶向治疗
药物靶向治疗的一个例子是BIND生物科学公司（由作者共同创立）开发的BIND-014纳米粒子药物递送系统，它是由直径100纳米（一纳米等于十亿分之一米）的微球组成。这些微球封装着一种抗癌药物，其表面涂层可以躲避免疫系统，然后由归巢分子覆盖涂层――归巢分子与许多癌症产生的一种蛋白质具有很强的亲和力，但与健康组织亲和力不高。BIND-014颗粒在体内循环，一旦遇上肿瘤，颗粒就会黏附在肿瘤细胞上，释放出内部的药物。通过临床试验，BIND-014目前已经能使更大剂量的药物到达肿瘤组织，治疗过程更为安全有效。
其他“聪明”纳米颗粒诸如可以改变自身性质，借此对生物变化或生理挑战作出反应；或某些担任“侦察员”角色的颗粒，会寻找体内的疾病组织，一旦找到，它们就会诱导该组织发出化学物质，以此召集其他纳米颗粒到此处集聚。其中，有些纳米颗粒的涂层是一次性的，到达目的地后即刻释放；有些颗粒可以长时间封装药物，仅在必要时释放其内含药物。例如，当葡萄糖水平升高时释放出胰岛素用以降低血糖水平。
微型火箭使命
在癌症诊断方面，科学家已开发出多种纳米检测技术，包括检测能帮助癌症扩散的循环肿瘤细胞（CTCs）。挑战是CTCs数量很少并且彼此间隔遥远。由于血液是一种混合物，1毫升血液通常含有大约1 000万个白细胞以及50亿个红细胞，更加大了检测或分离工作的难度。目前，加州大学圣地亚哥分校一研究团队发明了一种长约10 000纳米的自推式微型火箭，其携带有微量的锌作为燃料。鉴于锌与人体内的酸反应后产生的氢气可以推动微型火箭前行。因此，至少在酸性组织或环境中，微型火箭可以自行移动。实验中，微型火箭在血样中的移动速度为每小时0.3米。
此外，如果用合适的磁性敏感材料建造微型火箭，也能在体外用磁场引导。如果加快微型火箭在人体内的推进速度，或许更容易捕捉到CTCs，届时可以有选择性地运送到所需位置进行分析。
《神奇旅程》中的“普罗特斯”是以核动力推进的潜水艇，然而，在现实生活中制造出由锌为动力的微型火箭，着实是一个了不起的壮举。如果一切顺利，纳米医学确实能够实现自己的奇妙旅行，该领域也有望实现跨越式的发展。
资料来源 IEEE Spectrum
责任编辑 则 鸣
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本文作者：奥米德·法罗克扎多（Omid Farokhzad），哈佛医学院麻醉学副教授，罗伯特·兰格（Robert Langer），麻省理工学院大卫·科赫综合癌症研究所教授。