纳米技术寻踪肿瘤

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国务院新近颁布的《国家中长期科技发展规划纲要（2006～2020）》指出，重大疾病防治要战略前移，重点研究开发心脑血管病、肿瘤等重大疾病的早期预警和诊断、疾病危险因素早期干预等关键技术。我国的肿瘤防治与其他发达国家和发展中国家一样，同样面临着恶性肿瘤对人类健康所造成的重大威胁，我国目前每年肿瘤死亡人数近200万人。由于肿瘤形成的全部机理还不十分清楚，所以肿瘤的早期诊断、临床有效治疗以及愈后等都存在着非常多的困难，生物医学与临床相关技术目前仍面临着巨大的挑战。

　　东南大学生物科学与医学工程系生物电子学国家重点实验室顾宁研究员在接受记者采访时介绍说，纳米科学与纳米技术的重要性在进入21世纪之际已经引起各国的高度重视。美国前总统克林顿先生在发布美国纳米科技行动计划（NNI）时，曾经重点列举了纳米技术在信息存储、癌症检测以及高级钢材料等方面的三个应用例子，这不仅表明了纳米科技将为人类社会进步与发展发挥巨大作用，而且还体现出美国期望利用纳米技术取得重要进展的决心，特别是对于恶性肿瘤的早期发现和有效治疗，纳米技术将具有非常重要的作用。

　　如果要实现对肿瘤的有效治疗，重要的一点是要能通过各种生物学技术来实现肿瘤的早期诊断。顾宁研究员说，肿瘤的检测包括对肿瘤细胞、组织的检测、观察以及分析等，是对肿瘤早期诊断的基础。随着纳米技术的发展，许多新的肿瘤检测方法，包括诊断材料与器件等，被不断地提出来，并正处于积极的研究与发展阶段。如基于发现肿瘤标志物并快速表示的微阵列芯片、对肿瘤相关核酸分子进行检测的微悬臂梁传感器、纳米碳管传感器、微流道传感器以及检测肿瘤细胞的光纤探针传感器等。

　　美国密歇根大学的Raoul Kopelman 和 Martin Philbert 研制出了一种具有磁性内核的纳米颗粒，可在功能核磁成像仪（MRI）扫描中显现出来。这些颗粒在循环系统的血液中流动，并通过外场的指向而沉落在癌细胞表面。在这项研究中，纳米颗粒并不是向肿瘤递送足够剂量的化学治疗药物，而是当颗粒作用在细胞表面，可采用手术的激光特定地作用在这些颗粒以及相关细胞上，从而杀死肿瘤细胞，而减小对周围细胞的间接伤害。这项研究的重要意义在于，它将有助于建立一种结合诊断与治疗于一体的新方法。

　　另外Zhang Miqin等人采用其制备的一系列磁性纳米颗粒，主要是一些超顺磁性的材料，也在进行肿瘤的诊断和治疗相结合的研究，研究对象集中在脑瘤方面。这些纳米颗粒通过一些配基与肿瘤细胞上的受体连接。这些所谓超顺磁的铁氧体纳米材料，在磁场中显示出磁性，可在磁共振成MRI的靶部位图像增强中发挥很好的作用，因为纳米磁性颗粒增强了肿瘤发射的信号强度，使得其在发展的比较早期得以被识别出来。而一旦纳米颗粒发现肿瘤细胞，则释放甲氨蝶呤（MTX）以杀灭肿瘤细胞。

　　美国Emory University and Georgia Institute of Technology 的Nie Shuming等人在半导体纳米颗粒（量子点）材料及其在生物标记，特别是靶向实验鼠肿瘤并同时进行在体成像开展了多项有意义的研究工作，他们采用具有核壳结构的硫化锌包覆的硒化镉纳米颗粒，在量子点上修饰了一种ABC三体共聚物作为保护层，保护量子点不受酶以及其他生物分子的影响，同时也防止具有比较强毒性的硒以及铬离子的外泄。然后他们将量子点与靶向于具有前列腺癌细胞表面特定膜抗原的单克隆抗体连接起来。这些量子点材料在很宽的pH范围等生理电解质条件下都非常稳定，即便盐酸处理后也可以保存相当长的时间。把这样处理后的量子点注入到具有前列腺实体肿瘤的实验鼠血循环系统中，通过荧光图像可以发现这些量子点有选择性地在肿瘤位置处聚集。

　　顾宁研究员最后表示，借助纳米技术对肿瘤进行检测并达到尽可能早地得到诊断结果，正在得到越来越多研究人员的重视，但仍有许多难题有待解决，还需要坚持不懈地探索和思考。