納米醫學：腫瘤學的下一突破？

生物科技的出現使製藥行業取得了近幾十年來的最大突破，使無數飽受自身免疫疾病和腫瘤折磨的患者病情得到緩解，生命得以延續。新興的納米科技能否也帶來同樣的突破並引領藥物治療的下一個黃金時代呢？

什麼是納米醫學

1納米有多小呢？1納米（nm）是1毫米（mm）的百萬分之一。一張紙或是一根頭髮大約有100,000nm粗。一串人類DNA串的直徑大約在2.5nm，細胞表面的受體的大小大概是40nm。

2006年，歐洲藥品品質管理局發表了《基於納米技術的人用醫藥產品反饋報告》，其中提到：「納米技術是指通過在納米水準對材料的形狀和大小進行操控，來創造新的物質組成、設備、系統並將其應用。」納米的範圍是從0.2nm（原子水準）到大約100nm。納米醫學被定義為是納米技術在醫學診斷、預防和治療疾病方面的應用，它利用了許多材料在達到納米水準時展現出的更優良的、或是新的物理、化學、生物特性。」

百家爭鳴：腫瘤學中的納米醫學

納米醫學方面最令人激動的進展就是納米機器人在腫瘤學中的應用。納米機器人是納米級的手術裝置，現如今已開發出多種治療機理。

靶向圍剿腫瘤

2018年2月，美國亞利桑那州立大學和中國國家納米科學與技術中心的科學家們，發布了他們合作研究了五年的成果：利用DNA納米機器人切斷腫瘤的供血來縮小腫瘤。

這些納米機器人一開始只是一片90x60x2nm大小的DNA。這片DNA之後將會摺疊成一個直徑為19nm、長度為90nm的圓柱管道。它攜帶著有治療作用的「彈頭」來阻塞腫瘤血管，還攜帶一種能幫助它識別腫瘤細胞的靶向製劑。前者是裝載在DNA管道內凝血酶，可使血液凝固；後者則是一條靶向作用於核仁素的單鏈DNA（核酸適配體），研究發現核仁素僅在腫瘤血管內壁的內皮細胞大量表達。

一旦納米機器人到達了目標血管，它就會釋放「彈頭」（即凝血酶），啟動凝血過程，堵塞腫瘤血管，即可斷絕腫瘤的氧氣和營養物質供給，從而「餓死」腫瘤。

研究顯示這些納米機器人在小鼠實驗中能有效縮小多種腫瘤，如黑色素瘤、乳腺原位腫瘤、卵巢皮下移植瘤和原發肺部腫瘤等。

三天內，所有腫瘤血管中都有血栓形成；在黑色素瘤實驗中，8隻老鼠中有3隻實現了腫瘤的完全消退，生存中值從20天延長到45天，防止了腫瘤的血管轉移；在一個小鼠的肺部腫瘤實驗中，腫瘤在兩周後減小。

至關重要的是，納米機器人沒有影響到大腦的血管（否則可能導致中風），是免疫惰性的（也就是不會引起任何不良的免疫反應），也不會影響患者的健康組織，並在24小時後能被完全消除。之後納米機器人在巴馬香豬（一種在生理和結構上與人類相似的迷你豬）體內進行了測試，結果顯示健康組織和凝血功能也沒有受到影響。他們現在正在尋求合作夥伴，來將他們的研究成果帶入臨床試驗階段。

電動鑽孔機

2017年8月，英國杜倫大學宣布，他們的納米機器人真的殺死了腫瘤細胞。他們和美國萊斯大學以及北卡羅來納州立大學的科學家們一起，研製出了電動分子納米機器人，納米機器人可以形成轉子，能夠以每秒2-3百萬轉的速度旋轉。轉子很小，五萬個轉子放在一起可能只有人的一根頭髮那麼粗。機器人們在癌變細胞的表面等待紫外光來激活它們，之後它們就在細胞膜上鑽孔，釋放治療載體，或者，在三分鐘內直接殺死攝護腺腫瘤細胞。研究人員目前正在小型魚類模型上進行實驗，如果成功的話，就計劃進行嚙齒動物實驗和人體臨床試驗。

低氧指南針

來自加拿大的另一個團隊在腫瘤治療領域使用了不同的方法。蒙特利爾理工學院和麥吉爾大學的研究人員選擇了細菌來傳送治療物質。這項研究基於的假設是，腫瘤生長速度很快，所以組織中氧濃度很低。他們選擇趨磁性球菌株為載體，顧名思義，它含有磁性氧化鐵納米晶體，就像一個指南針一樣，直指低氧環境。

化療藥物被密封在脂質體裡（微型「袋子」），它們中有70%被綁在每個細菌的外層。在一個概念性驗證實驗裡，細菌被注射進小鼠體內，位置在距離它們的大腸腫瘤幾厘米的地方。

電腦控制的磁場將細菌引到腫瘤所在的地方。一旦靠近了腫瘤，細菌就會自行導航（用它們的定位系統和鞭毛，也就是能自行劃動的尾梢），抵達腫瘤中最活躍的部分並遞送化療藥物。在微觀顯示下，1億個被注射到小鼠體內的細菌中，有55%到達了腫瘤的低氧部分。因為小鼠的體內溫度太高，細菌在30分鐘內就失活了。

這些都是在2016年8月前做的實驗；時間推進到2017年6月，這項技術似乎更接近人體實驗。蒙特利爾的猶太總醫院的醫護人員稱，他們正在尋求資金並爭取獲得加拿大衛生部的批準，以在2019年開展人體臨床試驗。

潛能巨大的納米醫藥

納米醫藥顯然具有諸多優勢。毫無疑問，相比手術、化療、放療這些激進治療方法，它是非侵入性的，只需要在靜脈內注射幾百萬個納米機器人。並且，這種療法的功效相對快速，也很少有不良反應（畢竟納米機器人是免疫惰性的），也繞開了健康的組織。這些納米機器人在提升病人存活率、減少治療併發症方面有巨大的潛能。我們會像當初接受生物科技那樣接受納米科技嗎？

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