纳米科技如何助力癌症的诊疗

　　2016年08月25日讯 截至到目前为止，癌症的有效诊断和治疗仍然是现代医学面临的严峻挑战。癌症的有效治疗要求及早、准确发现病症，从而实现及时治疗并改善治疗效果。近年来，随着纳米科技的高速发展及在多个领域的广泛应用，其为建立有效的癌症诊断和治疗技术提供了新的契机。纳米技术在肿瘤的诊断和治疗中已经有了一些应用，比如，脂质体在十余年前就被应用于治疗卡波西肉瘤，如今又被用来治疗乳腺癌和卵巢癌等疾病。

　　癌症治疗，纳米科技发挥大作用

　　最近一期的Cell杂志上，来自美国Dana-Farber炎症研究所的Michael S. Goldberg发表了一篇综述文章，介绍了纳米科技在癌症免疫治疗中的作用。

　　尽管在基础科学领域我们对癌症的研究已经有许多进展，然而这些基础科研成果对临床上癌症患者的治疗提供额帮助却十分有限。除了癌细胞本身的复杂性以外，最大的问题在于我们认为癌症是一种："细胞自治"性质的疾病。我们都知道这样一个简单的常识：要想研究清楚鳃的生理功能，我们不能把鱼打捞出水面进行研究。而实际上在癌症研究中，我们很多结果都是在体外对癌细胞本身进行研究得到的。这种研究方式得到的结果忽视了肿瘤微环境（如基质细胞，胞外基质成分，以及免疫细胞等）在生理环境下对肿瘤发生，恶化等的实际影响。

　　实践中，肿瘤微环境中的免疫细胞种类，密度等特性能够影响患者的存活情况以及常规的治疗手段。肿瘤学家也尝试唤醒癌症患者体内肿瘤特异性的免疫细胞，对其进行特异性的杀伤，这一治疗手段常被用于治疗一些常规手段难以治疗的癌症类型。

　　最佳纳米颗粒尺寸让抗癌效应最大化

　　纳米医学的重要一部分是纳米颗粒，纳米颗粒装载药物靶向递送到特定的组织和细胞，是用于癌症诊断和治疗的新方案。了解纳米医学的物理化学性质关系到它们的生物学反应和功能，并对开发高效抗症斗士（抗癌纳米颗粒）至关重要。

　　材料科学和工程学副教授Jianjun Cheng解释：为了开发下一代具有超强的防癌抗癌属性的纳米医学颗粒，我们必须了解它们的物理化学性质（具体而言是颗粒大小）与机体生物系统之间的相互作用。

　　最近发表在PNAS杂志上的一项研究中，Cheng和他的合作者系统性评价，三种不同颗粒（20，50和200 nm）的单分散性药物-二氧化硅纳米复合物的生物特征。

　　可形变纳米颗粒可帮助抗癌药物特异靶向肿瘤

　　近来由多伦多大学的Warren Chan带领的课题组制造出一种可形变的纳米粒子，它可以特异性靶向肿瘤细胞。

　　在他们十多年的努力研究过程中，一直试图找出一种能让抗肿瘤药物只攻击恶性肿瘤的办法，但这说起来简单，真正完成这个目标尤为艰难。

　　通常条件下，这些抗肿瘤药物通过血液会在全身各个器官组织中循环。在这个过程中也会杀死一些正常细胞，所以这不仅对肿瘤细胞没有高效的特异性和有效性，而且给机体造成了严重副作用。比如说胃痛、恶心和脱发等，原因是通常这些器官组织存在着快速分裂增殖的细胞，这些抗肿瘤药物经常不能区分这些正常增值的细胞和癌细胞。

　　通过研究发现经过特定处理后一些特定DNA双链结构可作为不同瘤种细胞特异的标志物。Chan和他的团队将这种结构的DNA双链和一种由金属制成并可改变空间构象的纳米晶体材料做成纳米粒子。这些纳米粒子会在血液中运输并特异性靶向癌细胞。它们结合到肿瘤细胞表面后会发生构象改变，所以这种材料能将医生使用的抗肿瘤药物运输或者其它信号标记到肿瘤细胞并发生作用。

　　科学家利用纳米颗粒揭示癌症的转移机制

　　近日，刊登于国际杂志Science Translational Medicine上的一项研究论文中，来自纪念斯隆凯特琳癌症中心的研究人员通过研究鉴别出了一种新型策略，其可以将药物靶向特异性作用于癌症位点，包括转移性肿瘤等；文章中，研究者设计了一种纳米颗粒来模拟肿瘤自身在机体全身的转移机制，而且这种新型纳米颗粒适用于一系列类型的肿瘤和药物，同时也可以用于自身免疫疾病和血管疾病中。

　　转移性肿瘤是引发90%癌症死亡的主要原因，其可以躲避有效疗法的攻击，其中一个主要原因就是许多癌症药物并不会在肿瘤位点积累以达到足够的量，此外这些药物还会对机体健康组织产生一定的副作用，因此特异性作用转移性肿瘤的靶向药物或许可以有效改善对肿瘤的杀灭作用。

　　文章中，研究者重点对P-选择素（Selectin）进行了研究，P-选择素是血管内壁上的一种特殊分子，其可以帮助肿瘤转移，为了发生转移，癌细胞会离开原始的肿瘤位点并且在血液中循环，在特定位点这些癌细胞就会吸附到P-选择素上从而停止继续循环，从而就会形成新的肿瘤，通过靶向作用P-选择素，研究者就发现了癌细胞发生转移的新机制。

　　纳米颗粒“药物炸弹”能够提高癌症化疗效果

　　化疗是癌症的重要治疗手段，但是这种方法存在很多负面效应，而且在杀伤肿瘤细胞的同事会对周围健康组织进行破坏。由此，一群国际研究组织开发出了一种更加特异的药物输送方式，能够有效降低化疗的毒性，这种方法的核心是由纳米颗粒组成的“炸弹簇”。

　　这一项新的技术主要用于提高化疗药物“氯氨铂”的靶向性。通过将药物分子附着在100纳米大小的颗粒上，能够顺利经过血管到达肿瘤组织。当到达目的地后，这些癌细胞周围的酸性环境能够将整个“炸弹簇”分解成5纳米大小的小颗粒，从而能够顺利渗透到肿瘤细胞内部。