小身材的納米克癌戰士

  安嶽縣10歲小女孩代芯茹從小就夢想成爲藥物科學家,看到癌症病人飽受折磨,她創作了少兒科幻畫《納米克癌戰士》,並在2018年第33屆全國青少年科技創新大賽少年兒童優秀科學幻想繪畫比賽中脫穎而出,獲得全國一等獎。這幅畫描繪的是:納米抗癌藥物進入一個患病女孩體內,納米抗癌成分迅速進入戰鬥狀態,找到癌細胞將其殺滅,小女孩帶著微笑睡著。其實,代芯茹的創想已經在科學家的努力下漸漸走向現實,納米藥物研發已經是當前藥物研究的熱點領域之一。

(圖片來自網絡)

  “納米克癌戰士”爲什麽具有如此特殊而神奇的本領呢?

  納米藥物的特殊本領都來自于它特有的“小身材”。

  纳米跟我们经常用到的米、毫米一样,是长度单位,1纳米(nm)=10-9 米。肉眼不能辨别出纳米尺寸的物质,要借助高分辨率电子显微镜才能观察到。比如人的一根细发直径约为60微米,相当于6万纳米。纳米药物就是用纳米技术把药物或载体材料做成纳米尺寸的大小。

  藥物尺寸的變小,帶來的可是功能上的大突破。主要有以下四大突破:

  1、提高藥物溶解度、增加藥物吸收

  藥物進入人體,溶解後才能被吸收。一些在水中難溶解或溶解緩慢的藥物,其治療作用就大大減弱了。如果把它制成納米制劑,在同等質量下,納米尺寸的藥物擁有更大的表面積,溶解的更快更多,改善藥物吸收,藥效自然就提高了。因此,有了納米藥物,我們就可以減少藥物服用量的同時達到相同療效,既能“吃得少,又能吃得好!”

  2、延長藥物體內駐留時間

  藥物一般是通過血管輸送到病竈發揮作用。它在血液裏的駐留時間一般用半衰期來表征。半衰期越長,藥物血液裏循環時間越久,就越有利于更多的藥物到達病竈。納米藥物可以控制在體內的清除速度,例如利用仿生學原理,在納米藥物外面穿上一層紅細胞膜,讓藥物僞裝成人體內的紅細胞,從而令藥物駐留更長時間。

  3、納米藥物靶向富集到病竈部位

  以腫瘤治療爲例,腫瘤組織血管異于正常組織,結構相對不完整,可以允許納米藥物通過。因此,滲漏性的腫瘤血管有利于令藥物進去多出來少,從而富集到腫瘤部位。還可以利用腫瘤細胞表面具有的一些特異性分子(相當于門牌號),在納米藥物上連接相關的識別分子(相當于GPS定位系統),讓藥物更爲精准地輸送到腫瘤部位。

  4、幫助藥物穿越體內的生物屏障

  人體的生物屏障就像一道防火牆,能夠防止毒素和病毒通過。比如腦組織與血液循環之間存在血腦屏障,可以攔截病原微生物及有害物質進入中樞神經系統。但是當大腦出現疾病時,血腦屏障同時也會攔截住藥物,不讓它們進入腦部,這讓藥物治療變得非常困難。于是科學家們在納米藥物表面通過奇妙設計連接了可以穿過血腦屏障的分子(類似于導彈牽引),把藥物定向地輸送到中樞神經系統而發揮作用。

  納米藥物還有很多新本領。

  目前,納米藥物的研究還朝著“智能化”方向發展,比如類似體內巡航機器人一樣智能的納米藥物系統,它能夠根據外部不同的生理環境做出自我調節。在血液循環系統中,藥物處于一種“休眠”狀態;在血液巡航中,藥物能夠利用所攜帶的定位分子信號,精准達到病變部分;進入到病竈後,納米藥物根據環境産生響應,將藥物成分釋放出來,從而准確地殺傷“壞細胞”,保護“好細胞”。就像是藥物中的“特種部隊”!

  藥物是維護我們身體健康最重要的工具,新型制藥技術是醫學研究的重要方向。雖然很多智能化納米藥物處于實驗階段,還未成熟,但人類探索藥物發展的努力會永不停息,也需要包括代芯茹小朋友在內的一代代人的接力傳承!

  (供稿部门:科研與新藥推進處、药物制剂研究中心;供稿人:李川、黃永焯)