针对癌症治疗技术的发展,记者有时开玩笑会说,科学事件的理想表白应该用“黑洞治疗癌症”之类的标题;悲哀的是,这种事情永远不会发生。然而“纳米技术治疗癌症”却一个相当好的替补标题,而且有可能成为现实。

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纳米疗法升级

  事实上,纳米微粒(即大小以纳米级来衡量的物体,1纳米是1米的10亿分之一)用于治疗癌症已有一段时间了。但是,目前的这些治疗主要是将已存在的药物进行包装,称不上真正的新疗法。例如,阿霉素(Doxil)是治疗卵巢癌的一种药物,将它用一种被称为脂质体(liposome)的不饱和脂肪膜包裹起来(脂质体是一种定向药物载体,属于靶向给药系统的一种新剂型。它可以将药物粉末或溶液包埋在直径为纳米级的微粒中进入人体。――译者注)。类似地,紫杉醇(Taxol)是一种通常用来治疗乳腺癌的药物,将它用只有红细胞1%大小的纳米白蛋白颗粒包裹起来,制成了非溶解纳米白蛋白结合化疗的药物Abraxane。在这两个例子中,包裹技术帮助了药物的递送,减少了药物的毒副作用。
  随着第二代纳米微粒已经进入了临床试验(纳米微粒将药物包藏得非常好,直到目的地才释放出来),这样的治疗就不仅仅是减少药物的毒副作用,实际上是让那些对身体其他部位可能是致命的药物只“攻击”肿瘤;而另一些纳米微粒疗法则根本不靠药物,而是通过能量的传送,直至摧毁癌细胞。这运用的是物理方法,而不是以往的化学方法。
  第二代纳米微粒疗法中的一个例子来自得克萨斯州莱斯大学的詹妮弗·韦斯特(Jennifer West)实验室。以其同事娜欧米·哈拉斯(Naomi Halas)的工作为基础,韦斯特博士构建了一个可以接收或散射热能的黄金微粒“纳米炸弹”,用于癌症的治疗(接收或散射取决于它们的设计)。黄金微粒纳米炸弹以二氧化硅为基质,其形状视需求可以调整,便于产生不同的效果;然后,在其核心处“涂”上一层15~20纳米厚的黄金微粒。

炸弹休克疗法

  韦斯特设计的第一批被称为光热消融(photothermal ablation)疗法的黄金微粒纳米炸弹可接收由激光器发射的红外线:黄金微粒接收到红外线时便会发热。韦斯特的理论认为,当变热时,这些纳米炸弹将“烧灼”其附近的任何癌细胞。
  为了达到治疗癌症的效果,首先,把黄金微粒制成合适的大小,然后分批次通过患者的血液将其(比如80万亿个纳米微粒)注入体内。这些黄金微粒最终经由毛细血管到达并驻留在肿瘤内(肿瘤有异常的毛细血管),而不在正常器官里停留。12~36小时后,当聚集了足够多的黄金微粒后,通过光导纤维输送适量的红外线使其升温,最后把肿瘤“烹煮”掉。
  光热消融疗法已经历了6年的动物试验,结果是令人鼓舞的。在老鼠试验中,肿瘤在10~14天内消失了,之后并无复发。根据韦斯特的商业伙伴、纳米光谱生物科学公司的老板唐纳德·佩恩(Donald Payne)的说法,狗的试验也给出了“令人振奋的数据”。由于结果未对外公布,佩恩博士对试验细节守口如瓶。不过,纳米光谱生物科学公司目前正在得克萨斯州的3个医学中心,对头部或颈部癌症患者进行临床试验。

  光热消融疗法的一个优点是不需要化学药剂,也就意味着没有毒性;但是关于纳米微粒自身的安全性问题依然存在。然而韦斯特和佩恩说,至少目前还没有看到有害症状的迹象;至于纳米微粒是否会被肝脏、脾脏和淋巴系统自行清除掉,或者被误认为是“细菌”而被巨噬细胞――血液中的一种白细胞――吃掉,还有待进一步的观察。虽然纳米颗粒可能会在巨噬细胞中存留很长一段时间,但韦斯特认为,这似乎不会造成什么问题。
  光热消融也不是对癌细胞进行热处理的惟一疗法。位于柏林的麦格霍斯纳米技术公司通过交变磁场(alternating magnetic field)对纳米微粒加热的疗法,已经进行了3次抗癌临床试验(目前正在进行另外5次的试验)。该公司首席科学家安德烈亚斯·乔丹(Andreas Jordan)说,他们将从氧化铁中制备出的纳米微粒直接注射到目标肿瘤中,而不是依赖肿瘤组织中的血管到达目标位置的。他认为这个程序没有副作用,而且对治疗恶性胶质瘤(一种致命的脑肿瘤)和前列腺癌显示出特别的效果。
  然而,有些研究纳米微粒的科学家更喜欢药物。马里兰州洛克维尔市的细胞免疫学公司已经开始了一项有关“Aurimune”的疗效研究,“Aurimune”是携带了一定剂量的肿瘤坏死因子(TNF)的黄金纳米微粒,TNF有一种粘附黄金的自然趋势。
  迄今为止,TNF被视为一种对人体毒性太大而不能承受的物质(TNF因攻击供养肿瘤的毛细血管而得名),况且TNF也不能区分肿瘤和正常组织的毛细血管。一般情况下TNF只在肿瘤中产生,因此与人体自然产生的TNF没有联系。不过,如果直接将TNF注入患者的血液中,患者会由于血压的突然下降而导致大面积的器官衰竭。

血管漏壁效应

  治疗的窍门就在于将TNF浓缩在肿瘤中。通过一个被称为肢体隔离灌注(ILP)的程序,外科手术能做到这一点,但这个手术很复杂,并且只对大约四分之三的病例有效。细胞免疫学公司因此希望简化这一手术,并计划用“Aurimune”作为输送TNF的方式:即通过毛细血管漏壁效应(leaky wall effect)让纳米微粒到达正确的位置,将TNF输送到肿瘤位点。

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研究人员正在研究“Cyclosert”在药物聚合体中的效应

  根据开发胶体金纳米颗粒的CytImmune Sciences公司老板劳伦斯·塔玛金(Lawrence Tamarkin)的说法,当“Aurimune”完成安全性试验后,其输送的TNF剂量跟用ILP一样高,或者高于后者。在前期试验中没有发生严重的副作用,目前注意到的唯一副作用是短暂的发烧。
  加州帕萨迪纳市的克兰多制药公司,目前在试验以前被认为有危险的喜树碱(camptothecin)药物来包装纳米微粒(纳米微粒用串状糖分子制成)。当喜树碱附着在糖分子上时,串状的糖分子就折叠成一个球型,将药物包裹在里面,就像一个握紧的拳头里藏着一颗豌豆。
  该公司将这项技术称为“Cyclosert”技术(一种输送小分子和核酸的纳米聚合物系统,该技术的运输平台是基于线状的环糊精聚合物――译者注),目前正在被测试能否阻止卵巢癌的复发。150名卵巢癌患者已经完成了标准的化疗,正常情况下,接下来是一段“观察等待”期。不过,这次接着给她们进行“Cyclosert”治疗。通过跟没有接受“Cyclosert”治疗的对照组的比较,研究人员就能评价“Cyclosert”治疗是否降低了卵巢癌的复发率。
  像上述通过肿瘤毛细血管漏壁效应来输送其产品的公司一样,韦斯特已开始调整其设计方案――将抗体附着在黄金纳米微粒上。因为抗体对特定的蛋白质有专一的亲和性,把只针对肿瘤细胞的抗体覆盖在纳米微粒上,这些纳米炮弹将粘附于那些肿瘤细胞上而非别处。当输入适量的红外线,肿瘤细胞就会被杀死。
  此外,韦斯特还致力于研究既能散射光又能吸收光的纳米微粒。如果用一束低功率的光线照射,纳米微粒就能显示出肿瘤的范围,便于医生识别癌变组织。当然,这些努力也可能会落空。目前,一场抗癌战争在不同的领域进行着,上述努力还是很有希望的。因为它建立在一个普遍原理之上,而不是一个特殊的实践上。如果其中一个项目失败了,其他的项目仍有可能会成功。
  冷嘲热讽到一边去吧,要的就是一个事实,这也是一个值得上报纸的大字标题。