納米技術(shù)對(duì)21世紀(jì)一系列高新技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展具有極為重要的影響，在藥物研究領(lǐng)域亦是如此——它將使藥物的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)低成本、高效率、自動(dòng)化和大規(guī)模，而藥物的作用將實(shí)現(xiàn)器官靶向、高效和低毒等革命性的突破。因此，納米藥物的研究已經(jīng)成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展的重要方向之一，也是藥物創(chuàng)新的一個(gè)重要領(lǐng)域。近日，有關(guān)專家在接受記者采訪時(shí)表示，我國(guó)若能根據(jù)國(guó)情形成合力開(kāi)展納米藥物的相關(guān)研究，有望取得重大突破。
國(guó)際研究熱潮洶涌
“納米級(jí)的結(jié)構(gòu)可以和活細(xì)胞、蛋白質(zhì)兼容，可以量身定制用來(lái)制造納米藥物、納米器械，以進(jìn)行疾病的診斷和防治?！?美國(guó)佐治亞理工學(xué)院和艾默利大學(xué)特聘教授、佐治亞理工學(xué)院核蛋白質(zhì)機(jī)器納米藥物中心主任包剛告訴記者。
“其實(shí)，在上個(gè)世紀(jì)八九十年代納米技術(shù)剛剛興起的時(shí)候，更多的是以在電子產(chǎn)品上的應(yīng)用為目標(biāo)的?！卑鼊偨榻B，到2000年左右才提出納米技術(shù)在醫(yī)藥研究與臨床應(yīng)用領(lǐng)域的重要作用。之后，各國(guó)政府為了搶占納米醫(yī)藥與納米生物技術(shù)的制高點(diǎn)，紛紛斥巨資推進(jìn)其研發(fā)。比如，美國(guó)2005年宣布啟動(dòng)“腫瘤納米技術(shù)”計(jì)劃，成立了“腫瘤納米技術(shù)聯(lián)合會(huì)”；2005~2006年由美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（NIH）出資在美國(guó)建立了20個(gè)納米醫(yī)學(xué)研究中心，真正開(kāi)展大規(guī)模系統(tǒng)性的研究。此外，納米藥物的研究也成為日本、德國(guó)、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的新熱點(diǎn)。
“回顧這5年，美國(guó)在納米醫(yī)藥領(lǐng)域的研究取得了很大進(jìn)展?！必?fù)責(zé)美國(guó)NIH 20個(gè)納米醫(yī)學(xué)中心中的兩個(gè)中心的包剛說(shuō)，在疾病的探測(cè)方面，證明了納米顆粒對(duì)疾病的診斷可以有更好的靈敏度，特別對(duì)早期疾病如腫瘤的診斷可望有很大幫助；在疾病的治療方面，發(fā)現(xiàn)了以納米顆粒為載體的藥物可以減少副作用，增加特異性和靶向性。“過(guò)去5年做的較多的是動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)在有零星的臨床試驗(yàn)開(kāi)展。從目前的進(jìn)展看，再過(guò)5~10年可望有很多的納米技術(shù)用于臨床?！?
中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所、中國(guó)科學(xué)院納米生物效應(yīng)與安全性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任趙宇亮研究員介紹，“十五”期間，我國(guó)利用科技部的“973”和“863”計(jì)劃，也部署了多個(gè)納米醫(yī)學(xué)和納米藥物的研究項(xiàng)目。
新型藥物凸顯優(yōu)勢(shì)
包剛談到，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，很多情況下要對(duì)蛋白質(zhì)、基因組等進(jìn)行調(diào)控，而蛋白質(zhì)的尺度是納米級(jí)（5~10納米），如果用一個(gè)比蛋白質(zhì)大1000倍的材料顆粒或結(jié)構(gòu)對(duì)其生物和醫(yī)學(xué)的特性進(jìn)行調(diào)控會(huì)很困難，只有當(dāng)其尺度和蛋白質(zhì)差別不大時(shí)才可獲得滿意的效果。
包剛以抗癌藥物舉例說(shuō)，在進(jìn)行治療時(shí)，我們希望藥物能在腫瘤部位發(fā)揮更大的療效和更小的副作用，但實(shí)際上藥物有可能被其他正常細(xì)胞吸收，導(dǎo)致其在血液中的循環(huán)時(shí)間很短?！岸捎谀[瘤發(fā)展速度比較快，來(lái)不及形成完好的血管壁，這就會(huì)存在著孔狀泄漏，這些高通透性的孔狀縫隙都是納米尺度的，由此我們可以用納米顆粒作為抗癌藥物的載體來(lái)穿透過(guò)這些縫隙到達(dá)腫瘤組織內(nèi)部。”這不僅可以調(diào)控輸送過(guò)程，還可以在藥物上接入一些靶向分子和特異分子來(lái)增強(qiáng)靶向特異性，達(dá)到高效低毒的目的。
“納米藥物不是傳統(tǒng)的分子藥物(Molecular Medicine)，而是顆粒藥物（Particulate Medicine）?！壁w宇亮認(rèn)為，與傳統(tǒng)的分子藥物相比，納米藥物的最大優(yōu)點(diǎn)在于：納米藥物利用納米顆粒的小尺寸效應(yīng)，容易進(jìn)入細(xì)胞而實(shí)現(xiàn)高效；納米藥物的比表面積大，可鏈接或載帶的功能基團(tuán)或活性中心多；納米材料的性能優(yōu)越，便于生物降解或吸收；納米顆粒所具有的多孔、中空、多層等結(jié)構(gòu)特性，易于實(shí)現(xiàn)藥物的緩控釋放等功能。
趙宇亮介紹，目前的納米藥物可分為兩類：一類是利用納米技術(shù)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、通過(guò)藥物靶向試劑來(lái)攜帶已有的藥物，實(shí)現(xiàn)靶向輸送、降低毒副作用、提高難溶性藥物的溶解度等；二是全新的納米藥物，如利用嶄新的納米結(jié)構(gòu)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。前者其實(shí)是對(duì)傳統(tǒng)藥物的改良，而后者強(qiáng)調(diào)的是把納米材料本身作為藥物。
“但是，后者的優(yōu)勢(shì)還沒(méi)有被充分發(fā)揮和應(yīng)用于臨床，未來(lái)將有非常大的發(fā)展空間?！壁w宇亮談到，他們的課題組從2004年開(kāi)始就致力于全新的納米藥物的研究，并發(fā)現(xiàn)利用表面化學(xué)修飾得到低毒性Gd@C82(OH)22納米顆粒不需要載帶藥物，本身就具有高效抑制乳腺癌、肺癌和肝癌生長(zhǎng)的功能；同時(shí)可高效抑制腫瘤轉(zhuǎn)移；與臨床化療藥物如順鉑聯(lián)用，可以大大降低腫瘤細(xì)胞對(duì)順鉑的抗藥性，提高療效。
未來(lái)研究任重道遠(yuǎn)
趙宇亮說(shuō)，納米顆粒在藥物篩選、基因轉(zhuǎn)染、疾病診斷、藥物輸送、檢測(cè)（成像）、疾病示蹤等方面都有重大作用。對(duì)于納米藥物的發(fā)展，他認(rèn)為面臨如下挑戰(zhàn)：納米顆粒的載體如何達(dá)到體內(nèi)的理想位置（如腫瘤組織），如何控制釋放，即實(shí)現(xiàn)靶向和控釋；如何把納米材料本身直接作為“子彈”藥物，實(shí)現(xiàn)高效低毒；如何用納米顆粒改善現(xiàn)有臨床藥物的性能；如何發(fā)展多功能的療法，使得在同一納米顆粒的平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)多功能治療；如何定量檢測(cè)納米顆粒在體內(nèi)如某一器官的濃度；如何防止納米顆粒對(duì)蛋白質(zhì)的非特性吸附和團(tuán)聚；如何理解納米顆粒在體內(nèi)的代謝機(jī)理；如何建立納米藥物安全性的系統(tǒng)知識(shí)等等。
包剛也談到，納米藥物是一個(gè)新興領(lǐng)域，開(kāi)展研究的時(shí)間短，其安全性、特異性、靶向性等諸多問(wèn)題仍不明晰，必須要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間弄清楚這些問(wèn)題后，納米藥物才有良好的臨床應(yīng)用前景。目前，更多的新型納米藥物還處于研究階段，真正意義上的納米藥物還很少，離臨床和實(shí)際應(yīng)用還很遠(yuǎn)。
此外，包剛認(rèn)為，專業(yè)人員的缺乏也制約了納米藥物的研究。這一新領(lǐng)域?qū)τ诤芏嗳藖?lái)說(shuō)是個(gè)未知數(shù)，愿意入門者不是太多。趙宇亮則告訴記者：“國(guó)內(nèi)從事納米藥物研究的人員大部分原來(lái)是從事化學(xué)或物理研究的；而美國(guó)則有一大批人本身就是從事醫(yī)學(xué)或藥物研究的，對(duì)這個(gè)領(lǐng)域的新發(fā)展很關(guān)注，相應(yīng)也能抓住機(jī)遇”。
結(jié)合國(guó)情形成合力
兩位專家一再?gòu)?qiáng)調(diào)：“納米藥物的研究一定要根據(jù)中國(guó)的國(guó)情有所創(chuàng)新，發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì)，做出特色”。
包剛談到，其實(shí)，中國(guó)納米技術(shù)的發(fā)展從上個(gè)世紀(jì)80年代起步后基本與國(guó)際同步，但是，目前納米藥物的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)達(dá)國(guó)家相比稍顯滯后。“比如國(guó)內(nèi)的一些研究限于跟蹤或重復(fù)美國(guó)的研究，還缺乏獨(dú)創(chuàng)性?！壁w宇亮則表示，我國(guó)在納米技術(shù)領(lǐng)域具有一定的優(yōu)勢(shì)，基礎(chǔ)研究與國(guó)際最前沿差距不大，如納米材料的合成研究、納米生物和醫(yī)學(xué)的安全性研究等均走在世界前列，但如何把基礎(chǔ)研究成果轉(zhuǎn)化為應(yīng)用成果則顯得不足。趙宇亮強(qiáng)調(diào)，納米藥物的發(fā)展不同于納米電子產(chǎn)品，其不依賴于加工技術(shù)，所以不會(huì)被國(guó)外“卡住脖子”，發(fā)展空間相對(duì)較大?！斑@是我們的優(yōu)勢(shì)，也是我們發(fā)展納米技術(shù)的突破口”。
趙宇亮建議，我國(guó)納米藥物的研究應(yīng)在國(guó)家層面的支持下，形成合力。雖然現(xiàn)在國(guó)家級(jí)的科研計(jì)劃都對(duì)納米醫(yī)學(xué)或生物學(xué)研究給予了較大的支持力度，如“973”計(jì)劃從2006年開(kāi)始每年都會(huì)支持2~3個(gè)與生物醫(yī)學(xué)相關(guān)的納米技術(shù)研究，每個(gè)項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)達(dá)2000萬(wàn)元~3000萬(wàn)元人民幣?！暗?，每個(gè)項(xiàng)目有很多子課題，3000萬(wàn)元人民幣的經(jīng)費(fèi)分到8~10家單位，每個(gè)單位只得到300萬(wàn)元，時(shí)間是5年?！?
“NIH有20個(gè)納米醫(yī)學(xué)研究中心，研究目標(biāo)明確，構(gòu)成了跨學(xué)科的國(guó)家級(jí)納米研究網(wǎng)絡(luò)，解決問(wèn)題就更有系統(tǒng)性。”包剛對(duì)比說(shuō)，他負(fù)責(zé)的兩個(gè)中心，一個(gè)是集中于心血管疾病中斑塊的生成機(jī)理與早期探測(cè)研究，另一個(gè)是集中于DNA損傷修復(fù)蛋白復(fù)合體治療單基因缺陷遺傳疾病研究，每個(gè)中心每年約有200萬(wàn)美元~300萬(wàn)美元的經(jīng)費(fèi)，從而保證了每個(gè)中心的8~10個(gè)實(shí)驗(yàn)室都有足夠的研究經(jīng)費(fèi)。
與國(guó)外相比，我國(guó)的支持力度還有所欠缺，尤其是對(duì)創(chuàng)新藥物的支持力度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。在趙宇亮看來(lái)，他們課題組所研究的低毒的腫瘤化療藥物是一棵“好苗子”，有可能成為具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的源頭創(chuàng)新藥物。雖然動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和細(xì)胞實(shí)驗(yàn)取得了很好效果，過(guò)去6年已經(jīng)在美國(guó)和歐洲的頂尖國(guó)際學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表了近30篇相關(guān)的系列論文，但要再往下做，就面臨需要大量資金的嚴(yán)峻困難?！耙话闼帍S不會(huì)支持這種‘青苗’，而國(guó)家層面的支持力度又還不夠，我們只能把別的科研項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)擠一點(diǎn)兒過(guò)來(lái)?！闭劦健皩氊惻畠骸笨赡芗薏怀鋈?，趙宇亮盡管有些無(wú)奈，但他隨即也充滿信心地補(bǔ)充說(shuō)：“我國(guó)正在制定‘十二五’發(fā)展規(guī)劃，制定切實(shí)可行的包括納米藥物在內(nèi)的納米生物技術(shù)研究的近期和長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，以形成合力，使研究的系統(tǒng)性、目的性更強(qiáng)?！痹谄诖耐瑫r(shí)趙宇亮強(qiáng)調(diào)，如何將我國(guó)的高水平基礎(chǔ)研究成果，真正轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)力，是亟需從國(guó)家層面認(rèn)真考慮的大事，不僅對(duì)我國(guó)未來(lái)的發(fā)展至關(guān)重要，更對(duì)我國(guó)成為真正的強(qiáng)國(guó)至關(guān)重要。
（中國(guó)醫(yī)藥報(bào)，2010年8月31日，B1版）
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