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纳米技术


纳米微粒瞄准癌症细胞




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微观思考:一张纸的厚度大约是10万纳米。 (EMPA)

微观思考:一张纸的厚度大约是10万纳米。

(EMPA)

瑞士已经加入和欧美之间一场史无前例的科技合作,旨在加速对纳米医学的测试,以征服一个共同的敌人-癌症。

我们当中的许多人,都把医药的副作用看成是为恢复健康所付的代价。然而随着纳米医学的发展,某些副作用-也就是在治疗过程中被药物损伤的健康机体-有可能会成为过去。

纳米技术是一门处理纳米规模微粒的学科,这些微粒的大小还不足100微米(即1厘米的十万分之一)。在医药领域里应用纳米技术是件合情合理的事,因为人体的分子结构,以及许多病毒和其他致病因素,都极其微小,要以纳米来衡量。

科研人员能够设计和制造出纳米规模的微粒,将药物直接送至特定细胞,相比传统药物,其精确度得到极大提高。更具靶向性的疗法也降低了药物的需求量,因而纳米微粒可以提供更长效的治疗选择。

阿霉素脂质体(Doxil)是一种常被用于治疗乳腺癌和卵巢癌的药物,它通过纳米微粒直接作用于肿瘤细胞。该药利用被称为脂质体的纳米微粒,把化疗药物送进癌细胞。这种脂质体是同人体细胞膜有着相似分子结构的微细囊泡,其表面的标记使之能够最大限度地接近癌细胞,将有毒物质直接释放到肿瘤细胞内部。

到今年5月刚刚成立4年的欧洲纳米医学特性实验室(EU-NCL),是由9个机构组成的科研共同体,其500万欧元(约合3608.2万人民币)的资金全部由欧盟委员会提供。他们的目标,是通过加快纳米微粒的开发与测试,为患者提供纳米医学治疗。

“史无前例的合作”

帕特里克·布瓦索(Patrick Boisseau)是EU-NCL的主要研究员,欧洲纳米医学技术平台(ETPN,英)的主席,也是法国原子能委员会的电子信息技术研究所(CEA Leti)纳米医学项目负责人。布瓦索称,他和同行们都对“候选纳米药物”很感兴趣,即具有治疗与商业潜力的纳米配方。

他解释说,候选纳米药物也和传统药物一样,必须经过临床实验和监管途径,才能用于患者。

“我举个例子,要了解纳米医药的物理、化学与生物特性比青霉素困难些,因为它需要更复杂的分析过程,”布瓦索告诉瑞士资讯swissinfo.ch。

欧洲已经批准通过了大约20种纳米医药,而美国则已通过了40种。美国的数量这么多,是因为在EU-NCL成立以前,世界上只有一家机构能够进行测试候选纳米药物安全性与有效性的全部分析:位于马里兰州弗雷德里克的美国纳米技术特性实验室(US-NCL,英)

“直到现在,欧洲的纳米开发商还得去‘挨家挨户’敲门,到处找人做分析。EU-NCL就像US-NCL的兄弟单位,服务对象是欧洲的纳米医学企业。”

近十年间,美国一直引领着纳米医学特性的研究,给每一种药物提供了被布瓦索称为“身份证”的东西,来描述它的物理、化学与生物属性。

“这实在是美国与欧洲之间一次史无前例的科技合作,”布瓦索指出:“如果欧美协力促进新纳米医学的开发,以治疗癌症、传染病、心血管病等疾病,那么从全球角度而言,我们会节省大量时间,拯救许多生命。”

瑞士质量(管理)

在清除了将欧洲资金用于美国机构的重要行政障碍之后,下一步就是将US-NCL的方法移交给EU-NCL合作伙伴,这样一来,在测试候选纳米药物方面,全世界的企业都能够依赖于同样质量的服务。所有的准备工作应于2016年6月全面完成,届时EU-NCL会邀请外部企业提交候选材料的分析申请。

圣加仑(St. Gallen)的瑞士材料科学技术研究所(EMPA,德、英、法)负责协调欧洲合作伙伴的所有分析操作工作,这可不是一件小事。

“US-NCL是设在一个地点的单一组织,而EU-NCL则是分布在全欧洲的各个组织的共同体,”布瓦索解释说:“虽然我们拥有更广泛的专长可供分享,但分处各地却使质量管理更具挑战性。”

瑞士材料科学技术研究所微粒生物交互实验室(Particles-Biology Interaction Lab)主管彼得·威克(Peter Wick)表示,除了提供本研究所的专业知识,瑞士还能直接从EU-NCL的服务中获益。

“对(制药)行业里的中小企业来说,到底该如何着手,从规范角度来看哪些参数重要,他们都不明确,”威克透露。

“至于瑞士,那意味着我们会进一步协调这些规范手续:如果瑞士企业希望按照国际标准的某些特定量度,那么他们就可以得到那些专有技术。”

细微粒,大问题

虽然在心血管疾病、糖尿病、传染病,以及阿兹海默氏症等神经退行性疾病方面也在做很多研究,但纳米医学现在主要还是应用在癌症治疗方面。

“以化疗为例,副作用主要来自药效偏离靶向,意思是一旦药物遇到癌细胞,就会杀死这些细胞。但如果它们遇到周围的健康细胞,就会造成副作用,”布瓦索解释说。

尽管已取得这些进步,纳米技术仍然是一个年轻的研究领域。各种纳米微粒在生物体系中会有怎样的表现,仍有许多未知数。比方说,虽然一个渗透进肿瘤细胞的纳米微粒能帮助对抗癌症,游离进肺部组织的纳米微粒却可能带来健康风险。

“纳米配方已被用于许多病例,以减少副作用,提高靶向性,向要对付的细胞输送正确的剂量,”布瓦索表示。

“它们并非百分之百有效。但只要它们比最先进的药物更好,并且能改善患者的生活质量,它们就能获得批准。”

什么是纳米技术?

纳米技术是一门处理纳米规模微粒的科学领域。1纳米仅为1米的十亿分之一,一束DNA的直径只有两纳米。虽然物理学家理查德·费曼(Richard Feynman)在1959年第一个提出纳米技术背后的理论,实际应用却要等到更先进的技术被开发出来,例如1981年的扫描隧道显微镜,让科学家看到了一个个原子。由于纳米材料在环境修复、能源、医药等方面具有巨大潜力,如今人们在做这方面的大量研究。纳米材料已被应用在防晒用品、运动装备、服装、清洁剂和电子产品等领域。

欧洲纳米医学特性实验室

除了美国纳米技术特性实验室,欧洲纳米医学特性实验室在爱尔兰、法国、瑞士、英国、挪威、德国和意大利都有合作伙伴。每个合作伙伴提供候选纳米材料的测试服务,这些由企业呈交的材料都经过一套申请程序加以遴选。为避免美欧两个实验室重复工作,瑞士材料科学技术研究所资深科学家马提亚斯·勒斯赖恩(Matthias Rösslein)将于2015年12月,去美国国家癌症研究所(NCI)参加为期两周的培训。勒斯赖恩将同每个EU-NCL合作伙伴的主要科学家一起,把学到的分析方法带回欧洲各自的机构,来改善纳米医学的评估测试。


(翻译:小雷), 瑞士资讯swissinfo.ch



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