国外利用纳米技术诊治癌症的研究现状

    癌症的诊断和治疗是医学领域的难点。癌变早期，人们难以察觉和确诊，一旦查出时，癌细胞已经扩散。为攻克癌症病魔，科学家一直在不断努力探寻诊治癌症的新途径，他们在纳米颗粒里装载各种物质，例如量子点、药物、磁性颗粒等，加以控制和应用，制成诊断癌细胞和杀死癌细胞的工具。 

    美国 
    2004年美国国立卫生研究院(NIH)癌症研究所(NCI)提出了一项《癌症纳米技术计划》，旨在将纳米技术、癌症研究与分子生物医学相互结合，并将通过其院外计划、院内计划以及纳米标准实验室等三方面来进行跨领域的工作，实现其在2015年消除癌症死亡和痛苦的目标。为了达到这一目标，NCI将借助纳米技术的强大威力来诊断、治疗和预防癌症。目前NCI已经开始研制最新型的具有一种或多种功能的纳米装置，包括最初期侦测癌症、准确指出恶性细胞在人体内的位置、向恶性细胞准确投递抗癌药物并确定这些药物是否有效地杀死了这些恶性细胞。 

    2004年6月美国《全国科学院学报》报道了美国赖斯大学一科研小组获得的重大进展：他们设计和制造出了可寻找和杀死恶性肿瘤细胞的镀金纳米壳，并已在实验鼠身上获得成功。纳米壳用一种直径为110纳米的不导电硅石微粒做芯，外面镀上10纳米厚的金属外壳。研究人员先将纳米壳“运送”到癌组织中，然后用近红外线从身体外部照射癌变组织。近红外线穿过人体正常组织来到癌变组织时，能被埋藏在癌变组织中的纳米子弹吸收。随着吸收量加大，纳米子弹的温度开始上升，结果导致其周围的癌变组织升温并死亡。 

    2005年4月19日英国《自然》网站报道，美国加利福尼亚技术研究所的科学家用一种特殊的聚合物将携带药物的纳米粒子包裹住，再将其注入患有癌症的实验鼠体内，能大大降低癌细胞扩散的速度。他们利用一种名叫环式糊精的糖性物质合成了一种聚合物，用它包裹住携带小分子干扰RNA的纳米粒子。在研究过程中，科学家对患有尤文氏肉瘤的实验鼠进行了试验。目前能够成功对这种癌症进行治疗的方法几乎没有，但此前的研究证明通过抑制生长基因可以控制癌细胞的扩散。实验中，经过上述处理的纳米粒子因为体积非常小，所以很容易进入实验鼠的血管。粒子同时携带一种能够黏在肿瘤细胞上的分子，一旦黏合成功，粒子中的小分子干扰RNA就开始发挥作用，抑制癌细胞生长基因的表达，阻止癌细胞的复制和扩散。三周半后，未接受治疗的8只实验鼠体内的癌细胞都大面积扩散，而接受治疗的10只实验鼠中只有2只的癌细胞在缓慢扩散。另外，用这种方法处理的纳米粒子没有引发实验鼠的免疫反应。 

    2005年9月30日，美国哈佛大学研究人员宣布，他们成功地使用硅纳米线阵列，检测出血液中微量的癌症分子标记。哈佛大学的Charles Lieber表示，纳米线阵列只需要几分钟就可以在一滴血中检测出多种癌症标记。纳米线连接作为癌细胞标记收体的单株抗体，当标记蛋白质与纳米线上的单株抗体结合后，纳米线的导电率会根据本身的掺杂程度及蛋白质的表面电荷而改变。研究人员已开发出能检测前列腺特定抗原、前列腺癌－α1－胰凝乳蛋白酶、癌胚抗原及黏液蛋白1等肿瘤标记蛋白质的纳米线检测元件。该项研究成果将刊登在10月份的《自然生物技术》期刊上。 

    日本 
    日本国立癌症中心与东京大学、日本化药公司的研究小组开发出了利用纳米技术提高现有抗癌效果并减轻副作用的技术。国立癌症中心在动物实验中已经确认了其效果和安全性，并开始进行临床试验。日本化药公司利用东京大学片冈一则教授等开发出的以高分子包裹抗癌药的技术，开发出了直径约为50纳米的内部含有抗癌药的粒子。将纳米粒子注入静脉后，因为正常组织周围的血管没有缝隙，而癌组织周围的血管有100纳米左右的缝隙，所以纳米粒子就会从这些缝隙中渗透出来攻击癌细胞，而不会损害正常细胞。由于抗癌药能够有效地抵达癌细胞，所以有望提高肿瘤治疗效果，并减少副作用。国立癌症中心的研究小组在试验中，给两组移植了人类癌细胞的白鼠体内分别注入纳米粒子和普通抗癌药。约一个月后，发现注入普通抗癌药的白鼠体内的肿瘤增大了约1.5倍，而注入纳米粒子的白鼠体内的肿瘤则消失了，同时这种抗癌药对神经细胞的副作用也减少了。 

    日本产业技术综合研究所四国中心研究人员开发一种新技术，用被称为量子点的直径数纳米以下的粒子状小块识别癌细胞，用紫外线持续照射，与量子点结合的癌细胞可被杀死，为用纳米技术治疗癌症开拓了道路。日本产业技术综合研究所四国中心研究人员用硒化铬合成量子点，并用试剂对量子点表面加以处理，解决了与生物分子结合的问题。在实验中，研究人员让捕捉癌细胞表面糖链的植物凝血素和量子点溶合，照射紫外线后，与癌细胞结合的量子点发出鲜艳的荧光。 

    德国 
    德国柏林“沙里特”临床医院尝试借助磁性纳米微粒治疗癌症，并在动物试验中取得了较好的疗效。这家医院的研究人员利用磁性纳米微粒治疗癌症的做法是：将一些极其细小的氧化铁纳米微粒注入患者的肿瘤里，然后将患者置于可变的磁场中。受磁场的影响，患者肿瘤里的氧化铁纳米微粒升温到４５至４７摄氏度，这一温度足以烧毁癌细胞。由于肿瘤附近的机体组织中不存在磁性微粒，因此这些健康组织的温度不会升高，也不会受到伤害。 

    德国亚琛莱茵-威斯特法伦技术大学放射治疗医院的罗德教授将纳米粒子应用于癌症的早期诊断与治疗方面，旨在以此减少必须动手术的次数，从而提高癌症患者的生活质量。他们将纳米粒子用一种能够被人体接受的物质“裹”住，并同时为纳米粒子配备攻击癌细胞的抗体。抗体经过注射能够准确地找到肿瘤细胞的位置。在核自旋断层摄影术的辅助下，医生还可以利用纳米粒子发现并确定最小肿瘤的准确位置。 
    新加坡 
    2005年6月27日新加坡《联合早报》报道，新加坡国立大学科研人员利用天然聚合物制成了可以诊断癌症、又可杀死癌细胞的纳米工具。他们认为“人工聚合物不是百分之百适合生物体。用人工聚合物制成的纳米颗粒，会被生物体辨认为外来物，它们还未来得及到达癌细胞，就被免疫系统吸收去处掉。”这种利用天然聚合物制成的纳米颗粒，具备了适合生物体、具生物功能和会生物降解三种特性。这些纳米颗粒可同时装载各种东西，例如量子点和药物。装载了量子点和药物的纳米颗粒被癌细胞吸收后，经光源照射，科研人员就可辨认哪些细胞是癌细胞，同时把癌细胞杀死。