當前治療癌症的化療藥物往往會沒頭沒腦的攻擊所有細胞,健康細胞也不能倖免,對人體造成巨大傷害。如果藥物可以認出癌症細胞再對其施藥就會避免這樣的傷害。近期研究表明,納米技術可以讓它成為可能,那麼——納米技術能給藥物“安”上眼睛嗎?
《中國新聞週刊》近期報道,中國科學家發現了一種運用納米技術,把藥物準確地送入腫瘤細胞內部的輸送載體,能夠幫助藥物精確打擊癌細胞。也就是説,如果將納米技術應用於藥物製劑領域,可以使藥物像長出眼睛一樣認出需要治療的細胞,並將其一舉消滅。那麼,納米技術是怎麼應用於醫療領域,又怎麼可以導航藥物使其命中目標的呢?為此,我們採訪了中國農業大學動物醫學院的周文忠教授,周文忠教授主要致力於對納米藥物製劑的研究,並將其應用於獸類疾病的治療方面。
納米最初只是個物理概念
納米科技是20世紀80年代末剛剛誕生的新型學科,納米最初是在物理學中提出的概念,它是一米的億分之一。與物理學上的嚴格定義不同,生物學上的納米泛指小于微米級別的1—1000nm的範疇。由於它的快速發展和與其他高新技術的結合,使得人們對納米的概念産生了一些誤解。針對現在社會上對納米的一些炒作現象,周文忠教授説:“納米和米一樣是一個長度計量單位,它並沒有人們想象的那麼多神秘色彩,如果將其稱為微毫米,其表達的概念也將是一樣的。人們發現在物質小到一定程度的時候其物理和化學性質會發生改變,如導電性的變化,分子結構的變化等。而在納米藥物中,應用的並不是納米級物質的這一特性,而是其分散性。隨著科學的發展,藥物顆粒發展到微米級別的時候,人們自然而然地就想到,能不能將它變得更小呢?於是納米技術應用到藥物領域。由於其顆粒小,藥物分散性好,可以更容易地被細胞吸收,從而藥物的生物利用度就會得到提高,於是人們開始研究納米顆粒和藥物製劑。”
納米藥物的靶向性及緩釋作用
納米藥物的製作並不像我們想象的那樣簡單地將藥物粉碎成1—1000nm大小的顆粒,它是由載體和中心有效成分構成的。周文忠教授打了一個非常形象的比喻,就好比一個納米級的餃子,藥物是餡,載體是皮,作為餃子餡的藥品是攻擊疾病細胞的有效成分,而作為餃子皮的載體則起到裝載運輸和保護的作用。由於載體和有效成分都要精細到納米級別,與細胞中的細胞器差不多大小,因此可以更好的被吸收利用。在此基礎上,人們可以在載體上做很多文章,讓它符合人們的要求。比如,在載體外加上表面修飾層,利用抗原抗體反應、正負電荷吸引等相互作用原理就可以引導藥物找到目標細胞,對其進行專門治療,而不是像普通藥物那樣不管細胞是否健康都施藥。這種表面修飾層就好象制導導彈的導航裝置,使得藥物能夠集中進入目標細胞,那麼,在同樣施藥量的情況下,目標細胞內部的藥劑濃度會更高,尤其在癌細胞治療過程中,由於殺死癌細胞的藥物對正常細胞都有很大的傷害,這種針對性、目的性就顯得尤為重要。另一個對載體的改造應用是可以使藥物緩慢釋放和控制釋放。很多危害健康的病原體並不是可以瞬間殺死的,而是需要藥物的持續作用。如果藥物可以緩慢持續釋放,保持細胞內的濃度穩定,就可以在劑量比較低的情況下殺滅病原。同時不會由於瞬時的劑量過高造成抗藥性。尋找合適的載體,使其像宏觀的膠囊一樣讓包裹在內部的有效成分一點一點的釋放出來,細胞內的藥物濃度曲線呈梯形而不是以往的鋸齒形,這樣的納米藥物不僅藥效持久,副作用小,而且藥物利用率高。
納米藥物的技術難點
納米藥物的應用可以使現在醫療領域很多難題得到解決,然而目前它並沒有被大規模的應用,那麼它的發展過程中遇到哪些困難呢?周文忠教授解釋説:“首先是對載體材料的選擇尋找比較困難,載體材料必須是水不溶性的,才能擔負起保護和運輸的任務,要是像糖那樣遇水即溶就沒有什麼意義了;同時載體和有效成分之間還需要一定的對應關係,一種特定的藥物必須有適合它的載體才能更好的發揮功效;另外,對人體而言它的安全性也是不可忽略的一個方面;載體的承載能力,就像餃子皮包裹餡的多少也要在考慮範疇內。其次,使藥物具有靶向性,必須對目標細胞有詳細充分的了解才能設計出有效的導航系統,而人類目前對癌症細胞的發病機理、癌症細胞的種類、癌症細胞的信號傳導等方面的了解並不全面,利用怎樣的機制用於導航還有待進一步研究。此外,藥物和細胞間的相互作用還不是非常的特異和有效,做不到像定位導彈那樣完全的精確。”
最後,關於納米技術的應用和對癌症的治療方面,周文忠教授總結説,有人預測,在四五十年以後癌症很有可能被消滅,就好象在抗生素發現之前,細菌感染就是絕症,一旦找到了有針對性的藥物或者治療方法,不治之症也可以得到根治。相信隨著人類對癌症發病機理的研究,各種高新技術的不斷應用以及多學科交叉研究的深入,現在的頑症會被攻破。(記者 張佳星)