新型药物凸显优势
包刚谈到,在医学领域,很多情况下要对蛋白质、基因组等进行调控,而蛋白质的尺度是纳米级(5~10纳米),如果用一个比蛋白质大1000倍的材料颗粒或结构对其生物和医学的特性进行调控会很困难,只有当其尺度和蛋白质差别不大时才可获得满意的效果。
包刚以抗癌药物举例说,在进行治疗时,我们希望药物能在肿瘤部位发挥更大的疗效和更小的副作用,但实际上药物有可能被其他正常细胞吸收,导致其在血液中的循环时间很短。“而由于肿瘤发展速度比较快,来不及形成完好的血管壁,这就会存在着孔状泄漏,这些高通透性的孔状缝隙都是纳米尺度的,由此我们可以用纳米颗粒作为抗癌药物的载体来穿透过这些缝隙到达肿瘤组织内部。”这不仅可以调控输送过程,还可以在药物上接入一些靶向分子和特异分子来增强靶向特异性,达到高效低毒的目的。
“纳米药物不是传统的分子药物(Molecular Medicine),而是颗粒药物(Particulate Medicine)。”赵宇亮认为,与传统的分子药物相比,纳米药物的最大优点在于:纳米药物利用纳米颗粒的小尺寸效应,容易进入细胞而实现高效;纳米药物的比表面积大,可链接或载带的功能基团或活性中心多;纳米材料的性能优越,便于生物降解或吸收;纳米颗粒所具有的多孔、中空、多层等结构特性,易于实现药物的缓控释放等功能。
赵宇亮介绍,目前的纳米药物可分为两类:一类是利用纳米技术改良传统的分子药物,比如研发具有精确表面模式的纳米颗粒载体、通过药物靶向试剂来携带已有的药物,实现靶向输送、降低毒副作用、提高难溶性药物的溶解度等;二是全新的纳米药物,如利用崭新的纳米结构或纳米特性,发现基于新型纳米颗粒的高效低毒的治疗或诊断药物。前者其实是对传统药物的改良,而后者强调的是把纳米材料本身作为药物。
“但是,后者的优势还没有被充分发挥和应用于临床,未来将有非常大的发展空间。”赵宇亮谈到,他们的课题组从2004年开始就致力于全新的纳米药物的研究,并发现利用表面化学修饰得到低毒性Gd@C82(OH)22纳米颗粒不需要载带药物,本身就具有高效抑制乳腺癌、肺癌和肝癌生长的功能;同时可高效抑制肿瘤转移;与临床化疗药物如顺铂联用,可以大大降低肿瘤细胞对顺铂的抗药性,提高疗效。
未来研究任重道远
赵宇亮说,纳米颗粒在药物筛选、基因转染、疾病诊断、药物输送、检测(成像