作者:蔡林涛等 来源:《科学报告》 发布时间:2015/11/25 10:12:39
选择字号:
癌症精准治疗的“纳米智能”

 

剃着光头、面色苍白、形销骨立……这是多数接受治疗的癌症患者给人的第一印象。

除去病痛的折磨和对死亡的恐惧,癌症患者的糟糕状态,相当程度上也源自药物毒性与过度治疗的过程。具有强毒副作用的化疗药物进入人体后,在抵达癌症病灶杀死癌细胞之前,大部分就已被肝脏、肾脏代谢,导致人体正常细胞与器官受损,甚至破坏免疫系统,对病人造成不可逆的伤害,“救命”变成了“要命”。

近日,中国科学院深圳先进技术研究院蔡林涛研究员领衔的纳米医学研究小组,在前期建立的肿瘤光学精准治疗基础上,通过采用温度敏感的磷脂共包载化疗药物阿霉素和光敏剂吲哚菁绿,构建了肿瘤可视化精准联合治疗的“温敏智能纳米鸡尾酒”。相关成果在线发表于自然出版集团刊物《科学报告》(Scientific Reports)上。

“智能纳米载药体系显著提高了药物的稳定性和在肿瘤部位的富集,避免了药物在体内的快速代谢,并能够在光控释放下精准给药,提高癌症的治疗效果。”蔡林涛在接受《中国科学报》记者采访时表示。

“定点定时定量”控制药物释放

癌症的精准治疗并非新鲜话题,临床上也已见应用,最典型的就是分子靶向药物治疗。

据了解,所谓分子靶向药物治疗,主要是针对特定靶标和突变位点的癌症类型,靶向药物进入体内会特意地选择致癌位点来发生作用,使肿瘤细胞特异性死亡,而不会波及肿瘤周围的正常组织细胞。如果将传统化疗看成是散弹鸟枪来打癌细胞,那么靶向治疗就是狙击步枪,又被称为“生物导弹”,精准杀灭癌细胞。

然而,靶向治疗的缺点也显而易见,不仅疗效不稳定,高得离谱的药价也限制了其普遍推广。相比之下,蔡林涛团队构建的“智能纳米载药”体系所采用的温敏包裹材料磷脂和光敏剂吲哚菁绿,都已在临床上得到了广泛应用,具有成本低廉的优势。

“我们的初衷就是希望可以研发出能够服务大众低成本健康的治疗技术。”蔡林涛坦言。

和靶向治疗的“目标导向”作用机理不同,“智能纳米载药”体系以用药过程为导向,实现了对药物释放“定点、定时、定量”的可视化精确控制。

这一过程并不难理解。具有光敏特性的吲哚菁绿可以看作GPS光学定位系统,它和化疗药物阿霉素共同被包裹在磷脂中,而磷脂不仅是一种包覆材料,其温敏特性也决定了它兼具“开关”的功能。在近红外荧光的照射下,吲哚菁绿一路“示踪”,引导医生监控药物的分布与代谢。当整个包载系统到达肿瘤部位后,近红外激光激发,肿瘤局部温度升高,磷脂发生熔融,“开关”开启,药物得以释放,从而精准作用于癌细胞,将对其他正常细胞的伤害降至最低。

蔡林涛告诉记者,与传统给药手段相比,“智能纳米载药”体系能够将化疗药物阿霉素的富集度提升7倍,大大提高癌症的治疗效果。

不仅如此,光敏剂吲哚菁绿本身也可以通过光动力治疗和光热治疗直接产生作用,杀灭癌细胞。

进入人体5分钟左右就发生分解清除的吲哚菁绿,在磷脂的包裹下提高了稳定性。特定波长激光照射时,吲哚菁绿能够释放大量单线态氧和热量,进而破坏细胞膜及生物大分子,产生细胞毒直接杀死肿瘤细胞。换言之,对于一些特定的肿瘤,不需要搭载化疗药物,仅使用无毒的吲哚菁绿就可以治病。

临床转化仍需时日

吲哚菁绿稳定性的提高,也意味着其“光漂白”效应的减缓。

与肿瘤的精准治疗类似,肿瘤的光学示踪也不是什么新鲜事。但以往有机光敏剂在光照条件下会产生化学反应或构象改变,而失去发荧光的特性,也就是所谓的“光漂白”效应,严重影响示踪效果。

在磷脂包裹下,光敏剂吲哚菁绿能够更加高效地进行光学示踪,促进了癌症可视化治疗的发展。

这种可视化治疗手段的应用,也使“诊疗一体”成为可能——医生可以在定位、诊断癌细胞的同时就进行给药治疗,并实时监控治疗效果。传统的拍片、诊断、手术/用药等一套流程,至少要花费病患及家属数天的时间,而未来,这一过程将大幅缩短。同时,也可以用于肿瘤外科手术切除后残余微小病灶的显像与光学清除,进一步扫清肿瘤,抑制其转移,从而极大减少肿瘤复发的机会。

事实上,这样的变化正在一些医院发生。蔡林涛曾在北京军区总医院观摩一名食管癌患者的就诊过程,从实施光动力治疗到结束,无须麻醉,全程只需一个小时左右,医生应用的正是一种类似内镜介入的可视化光学治疗手段。

但基于可视化治疗的“智能纳米载药”若要投入临床应用,却仍需时日。

“难点之一是激光光学光谱器件的研发。”蔡林涛告诉记者,“智能纳米载药体系”需要将激光光纤整合到内窥镜系统当中。由于内窥镜主要部件依赖进口,导致内窥镜产品的价格十分昂贵,因此我国大部分医院都没有带有荧光成像诊断与治疗功能的内窥镜产品。

“难点之二则是纳米光敏剂应用于临床仍待批准。目前,国内关于纳米药物的质控标准、毒理与临床审批困难重重。纳米药物的某些理化指标如粒度等,对药物释放吸收生物利用度等有明显影响。”蔡林涛坦言。因此,在质控标准研究中不仅要对含量测定、杂质等常规指标进行研究,还需要对这些理化指标与纳米毒性进行标准化研究。

“在纳米药物的质控标准研究中,应重视哪些指标,这些指标的测定方法及其工艺能否有效控制纳米药物的疗效、毒性、重现性及其规模化生产,这些都还没有一个统一的说法。”蔡林涛认为,在这种情况下,国内针对纳米药物的质控体系和规范尚难以建立,相应的治疗技术手段也难以及时临床转化。(来源:中国科学报 边慧)

 
 打印  发E-mail给: 
    
 
以下评论只代表网友个人观点,不代表科学网观点。
SSI ļʱ
 
相关新闻 相关论文

图片新闻
量子纳米金刚石有助更早检测疾病 火星赤道 曾遇洪水
激光核聚变反应堆里程碑:燃烧等离子体 一颗小“月亮”离地球而去
>>更多
 
一周新闻排行 一周新闻评论排行
 
编辑部推荐博文
 
论坛推荐