用納米制造的藥物“導(dǎo)彈”

譚玉龍

靶向給藥系統(tǒng)

對于癌癥病人來說，化療是除手術(shù)、放療外，治療癌癥的主要手段之一。但大多數(shù)的化療都會對患者造成極大的痛苦，患者在1～2個療程后頭發(fā)就掉得差不多了，每次化療時吃什么吐什么，強(qiáng)烈的化療反應(yīng)讓人感覺“生不如死”。原因就在于，化療就像是用一些毒性極強(qiáng)的“毒藥”毒死癌細(xì)胞。我們知道，是藥三分毒，藥物進(jìn)入體內(nèi)，總會不可避免地產(chǎn)生一些毒副作用，特別是對癌癥患者，化療在殺死癌細(xì)胞的同時，其副作用也是相當(dāng)明顯的，即給人體正常細(xì)胞組織帶來嚴(yán)重的損傷，比如胃腸道，肝臟、腎臟、心臟等重要臟器基本都會遭殃。這種敵我不分的行為使人們對于化療總是談之色變。有沒有一種方法可以使用最小劑量的藥物產(chǎn)生最好的治療效果，能不能只按人們的期望指哪打哪呢?于是，在眾多患者的急切期盼，在全世界科學(xué)家的不懈努力下，像制導(dǎo)導(dǎo)彈一樣的“靶向給藥系統(tǒng)”應(yīng)運(yùn)而生。靶向給藥的概念最早是在1906年首次提出的，就是想辦法將藥物按我們的希望選擇性地分布于病變部位以降低其對正常組織的毒副作用，相對的，也就使病變組織的藥物濃度增大，從而提高藥物利用率。實現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵在于有合適的載體系統(tǒng)。其中納米材料以其特有的優(yōu)點逐漸脫穎而出。特別是近幾十年，納米技術(shù)如同一場新的產(chǎn)業(yè)革命般席卷全球，在這股熱潮的帶領(lǐng)下，納米級別的藥物運(yùn)載材料更是成為近年來國內(nèi)外一個極為重要的研究熱點。

制備納米藥物載體系統(tǒng)的材料基本都是高分子化合物，大體可分為兩大類：一是人工合成的可生物降解的材料，就是人們采用理化的方式合成一些具有特定作用的聚合物體系，如聚氰基丙烯酸烷基酯、聚乳酸聚乙醇酸共聚物等；二是天然的大分子體系，這是來源于自然界純天然的材料，如天然的蛋白、明膠、多糖等，像近些年非常熱的殼聚糖，廣泛存在于許多海洋生物的甲殼中，以及昆蟲和菌類的細(xì)胞壁中，是地球上儲存量僅次于纖維素的最豐富的天然資源之一，而且本身也具有無毒、很好的生物相容性和可降解性等許多的優(yōu)點。對于不同材料的選擇主要依據(jù)的是治療用途，所運(yùn)載藥物的外形和生物相容性等因素。無論是人工材料還是天然材料，進(jìn)入我們身體后，材料本身都不會對身體產(chǎn)生傷害，可以與機(jī)體內(nèi)的組織細(xì)胞和平共處，相安無事，而且隨著時間的流逝，材料會慢慢被身體內(nèi)的酶所逐步降解或者吸收，最后無影無蹤。

納米載體的優(yōu)點

納米載體最顯著的特點——超微小體積，使其可以穿過嚴(yán)密的組織間隙，自由來往于人體最小的毛細(xì)血管，通過最難以逾越的血腦屏障——腦部毛細(xì)血管，阻止某些物質(zhì)(多半是有害的)進(jìn)入腦部血液循環(huán)結(jié)構(gòu)。納米載體甚至可以被細(xì)胞吸收，深入到細(xì)胞內(nèi)部，對核酸、蛋白質(zhì)等生命物質(zhì)進(jìn)行分子水平的治療。當(dāng)納米載體進(jìn)入體內(nèi)后，可以被某些組織專一地吸收，實現(xiàn)前面提到的靶向性，減輕藥物活性成分對其他器官的毒副作用，治療這一組織系統(tǒng)的疾病。納米粒的性質(zhì)(如聚合物的類型、疏水性、，生物降解性等)及其所攜帶藥物的性質(zhì)(如分子量、電荷、與納米粒結(jié)合的部位等)都會影響藥物的分布。

這種靶向還僅僅是屬于一種被動的靶向，依賴于組織和器官對納米材料的吸收。但人們希望能夠更好地控制納米粒，按我們設(shè)計的路徑和目的地來治療疾病，于是人們對納米粒進(jìn)行了一些有益的改造，真正實現(xiàn)“指哪打哪”。比如近年來的研究熱點：磁性納米粒子，其基本原理是將藥物和鐵磁性物質(zhì)(像四氧化三鐵，三氧化二鐵等)共包于或共分散于納米載體中，靜脈注射到體內(nèi)后，在體外加一個外加磁場。就像我們兒時玩的游戲，將鐵釘放在紙上，在紙下面用一塊磁鐵來回移動，讓鐵釘“跳舞”。在外加磁場下，通過納米粒子的磁性導(dǎo)航，使藥物定向移動到病變部位，達(dá)到治療的目的。

納米粒第二個優(yōu)點就是對藥物的緩釋。我們經(jīng)常在廣告中聽到“緩釋膠囊”這個詞，它可以讓藥效持續(xù)若干小時。簡單地說，緩釋就是讓藥物在體內(nèi)緩慢地釋放。納米粒不但可以在體內(nèi)保持長時間的循環(huán)，從而延長藥物作用時間，而且當(dāng)其進(jìn)入靶向組織后，藥物才開始緩慢地從納米粒內(nèi)部釋放出來。緩釋的原因一方面是藥物從內(nèi)部滲透擴(kuò)散到外部需要跨越納米材料的阻礙；另一方面，機(jī)體對納米材料的降解也是一個逐漸的過程。如果我們服用一般的藥物，會在服藥后的較短時間內(nèi)體內(nèi)形成較高的藥物濃度，而過一段時間，藥效則會顯著下降，然而，采用納米粒來運(yùn)載輸送藥物，可在保證藥物作用的前提下，大大減少服藥次數(shù)，減少給藥劑量，從而減輕或避免毒副反應(yīng)，延長藥物活性?？偨Y(jié)以上兩個優(yōu)點，納米粒的顯著作用就是：將更少的藥物更精準(zhǔn)地運(yùn)到更需要的部位，實現(xiàn)更長時間，更有效的治療。

納米載體的應(yīng)用

納米藥物載體系統(tǒng)最有前途的應(yīng)用之一是作為抗惡性腫瘤藥物的輸送系統(tǒng)。在化療中如何盡可能地降低患者的痛苦，而不影響治療效果，一直是困擾科學(xué)家的一個難題。納米藥物載體系統(tǒng)的閃亮登場則使人們看到了解決問題的曙光。將抗腫瘤藥物與納米粒相結(jié)合來進(jìn)行治療，因為腫瘤組織血管的通透性也較大，當(dāng)以靜脈給藥的方式注射了納米粒子后，納米粒子能從腫瘤有隙漏的內(nèi)皮組織血管中溢出而滯留在腫瘤內(nèi)，從而延長藥物在腫瘤中的存留時間，減少給藥量和毒副反應(yīng)。但這只是納米藥物載體系統(tǒng)對腫瘤作用的一個開始。通過對納米粒的修飾改造，可以增強(qiáng)其對腫瘤組織的靶向特異性。比如用葉酸修飾的納米粒，因為腫瘤細(xì)胞表面有大量的葉酸受體——就是專一吸引并接受葉酸的一種物質(zhì)，其數(shù)量遠(yuǎn)高于正常細(xì)胞，利用這一特點，納米粒便可以攜帶藥物主動靶向腫瘤細(xì)胞。由于腫瘤組織的細(xì)胞活性加強(qiáng)，有較強(qiáng)的吞噬能力，于是，納米粒在腫瘤細(xì)胞內(nèi)部開始了積極的工作。

無毒、靶向、緩釋、持久等納米粒的優(yōu)點都是其他輸送體系所無法比擬的。納米藥物載體系統(tǒng)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，特別是在腫瘤的治療方面得到了越來越廣泛的研究，具有廣闊的應(yīng)用前景。但目前，我們對納米技術(shù)的研究還剛剛起步，而對抗腫瘤藥物納米載體系統(tǒng)，也正在加強(qiáng)其實用性及商品化的研究，現(xiàn)在的大多數(shù)研究還僅處于體外和動物體內(nèi)實驗階段，要想用于臨床，還需要大量的研究和人體實驗。令人欣喜的是，我們國家在納米研究和開發(fā)上與發(fā)達(dá)國家基本上處在同一起跑線。我國衛(wèi)生部納米生物技術(shù)重點實驗室研發(fā)的抗腫瘤藥物——納米載體系統(tǒng)治療惡性腫瘤技術(shù)已取得顯著成果，并開始逐步從動物實驗階段轉(zhuǎn)入臨床實驗階段。專家認(rèn)為，在不遠(yuǎn)的未來，這種治療惡性腫瘤的新療法將會在醫(yī)學(xué)臨床廣泛應(yīng)用并有望征服一部分惡性腫瘤。可以預(yù)見，隨著合成方法、分析設(shè)備的進(jìn)一步改進(jìn)，分析手段的加強(qiáng)及理論實踐工作的進(jìn)一步修正，納米藥物載體系統(tǒng)必將得到廣泛的開發(fā)應(yīng)用。

[責(zé)任編輯]趙檸