Medical Research

纳米技术对21世纪一系列高新技术的产生与发展具有极为重要的影响，在药物研究领域亦是如此——它将使药物的生产实现低成本、高效率、自动化和大规模，而药物的作用将实现器官靶向、高效和低毒等革命性的突破。

因此，纳米药物的研究已经成为现代医学发展的重要方向之一，也是药物创新的一个重要领域。近日，有关专家在接受记者采访时表示，我国若能根据国情形成合力开展纳米药物的相关研究，有望取得重大突破。

国际研究热潮汹涌

“纳米级的结构可以和活细胞、蛋白质兼容，可以量身定制用来制造纳米药物、纳米器械，以进行疾病的诊断和防治。”

“其实，在上个世纪八九十年代纳米技术刚刚兴起的时候，更多的是以在电子产品上的应用为目标的。”包刚介绍，到2000年左右才提出纳米技术在医药研究与临床应用领域的重要作用。之后，各国政府为了抢占纳米医药与纳米生物技术的制高点，纷纷斥巨资推进其研发。比如，美国2005年宣布启动“肿瘤纳米技术”计划，成立了“肿瘤纳米技术联合会”；2005~2006年由美国国立卫生研究院（NIH）出资在美国建立了20个纳米医学研究中心，真正开展大规模系统性的研究。此外，纳米药物的研究也成为日本、德国、英国等发达国家的新热点。

“回顾这5年，美国在纳米医药领域的研究取得了很大进展。”负责美国NIH 20个纳米医学中心中的两个中心的包刚说，在疾病的探测方面，证明了纳米颗粒对疾病的诊断可以有更好的灵敏度，特别对早期疾病如肿瘤的诊断可望有很大帮助；在疾病的治疗方面，发现了以纳米颗粒为载体的药物可以减少副作用，增加特异性和靶向性。“过去5年做的较多的是动物实验，现在有零星的临床试验开展。从目前的进展看，再过5~10年可望有很多的纳米技术用于临床。”

中国科学院高能物理研究所、中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室主任赵宇亮研究员介绍，“十五”期间，我国利用科技部的“973”和“863”计划，也部署了多个纳米医学和纳米药物的研究项目。

新型药物凸显优势

包刚谈到，在医学领域，很多情况下要对蛋白质、基因组等进行调控，而蛋白质的尺度是纳米级（5~10纳米），如果用一个比蛋白质大1000倍的材料颗粒或结构对其生物和医学的特性进行调控会很困难，只有当其尺度和蛋白质差别不大时才可获得满意的效果。

包刚以抗癌药物举例说，在进行治疗时，我们希望药物能在肿瘤部位发挥更大的疗效和更小的副作用，但实际上药物有可能被其他正常细胞吸收，导致其在血液中的循环时间很短。“而由于肿瘤发展速度比较快，来不及形成完好的血管壁，这就会存在着孔状泄漏，这些高通透性的孔状缝隙都是纳米尺度的，由此我们可以用纳米颗粒作为抗癌药物的载体来穿透过这些缝隙到达肿瘤组织内部。”这不仅可以调控输送过程，还可以在药物上接入一些靶向分子和特异分子来增强靶向特异性，达到高效低毒的目的。

“纳米药物不是传统的分子药物(Molecular Medicine)，而是颗粒药物（Particulate Medicine）。”赵宇亮认为，与传统的分子药物相比，纳米药物的最大优点在于：纳米药物利用纳米颗粒的小尺寸效应，容易进入细胞而实现高效；纳米药物的比表面积大，可链接或载带的功能基团或活性中心多；纳米材料的性能优越，便于生物降解或吸收；纳米颗粒所具有的多孔、中空、多层等结构特性，易于实现药物的缓控释放等功能。

赵宇亮介绍，目前的纳米药物可分为两类：一类是利用纳米技术改良传统的分子药物，比如研发具有精确表面模式的纳米颗粒载体、通过药物靶向试剂来携带已有的药物，实现靶向输送、降低毒副作用、提高难溶性药物的溶解度等；二是全新的纳米药物，如利用崭新的纳米结构或纳米特性，发现基于新型纳米颗粒的高效低毒的治疗或诊断药物。前者其实是对传统药物的改良，而后者强调的是把纳米材料本身作为药物。

“但是，后者的优势还没有被充分发挥和应用于临床，未来将有非常大的发展空间。”赵宇亮谈到，他们的课题组从2004年开始就致力于全新的纳米药物的研究，并发现利用表面化学修饰得到低毒性Gd@C82(OH)22纳米颗粒不需要载带药物，本身就具有高效抑制乳腺癌、肺癌和肝癌生长的功能；同时可高效抑制肿瘤转移；与临床化疗药物如顺铂联用，可以大大降低肿瘤细胞对顺铂的抗药性，提高疗效。