纳米颗粒可微调 靶向癌症效率高编辑本段回目录
来源：Digizyme公司
一位病人在接受了两小时的小剂量静脉注射一种实验性抗癌药物后，体内的双肺多发转移瘤（multiple lung metastases）开始缩小，有的甚至消失不见。另一位病人在接受了6个月治疗后，体内的宫颈瘤缩小了近60%。这一人体试验的结果令人震惊。尽管此次由位于美国马萨诸塞州坎布里奇市的Bind生物科技公司（Bind Biosciences）主导的药物试验，只是为了表明这项基于纳米技术的实验性疗法是否安全，但令人倍受鼓舞的试验结果再一次点燃了纳米药物能够实现其渺茫前景的希望。
十多年来，研究人员一直在努力研究能更有效、更安全地投递药物的纳米颗粒。他们想让携带药物化合物的纳米颗粒，有选择性地靶向肿瘤细胞或其它患病的细胞，同时避开健康的细胞。纳米微粒的表面可附着抗体或其他分子，以精确识别靶向细胞。美国国家癌症研究所（National Cancer Institute）的纳米技术开发项目经理萨拉·胡克（Sara Hook）表示：“纳米科技的最大优势之一，就是可以对粒子形式的东西进行改造，这样，在化疗过程中可将肿瘤细胞作为化疗目标，从而保护人体的健康细胞，使病人免受副作用的不良影响。”
然而，要想实现这一设想是很困难的。挑战之一就是：随着一种药物与纳米微粒的结合，药物在人体内的反应会发生极大的改变。纳米微粒能够改变药物的溶解性、毒性、起效速度等——这有时是好事，有时则是坏事。如果一种药物的主要问题在于它对于非目标组织是有毒性的，那么纳米科技能够确保药物被投递到疾病细胞而非健康细胞。而如果一种药物需要被疾病细胞快速吸收才能够发挥功效，那么纳米微粒就有可能会减慢吸收过程，将一种最优治疗变为次优。
成立于2007年的Bind生物科技公司，致力于制造出新型定向药物纳米微粒，使公司能够系统地改变微粒的结构和成分，从而解决上述难题。一般而言，定向药物纳米微粒的制造过程分为两个步骤：首先，药物被封入一个纳米颗粒中；然后，将粒子的外表面与定向分子绑定在一起，通过定向分子把治疗性颗粒导向疾病细胞。这种纳米颗粒的制造过程很难控制和模拟，因此限制了研究人员对纳米颗粒的表面属性进行微调的能力。为了避开这一难题，Bind公司利用自组装技术合成了携带药物的纳米微粒。
在合适的条件下，纳米微粒的亚单位——其中一些已经包含了定向分子——会进行自组装。纳米微粒的形成并不需要复杂多样的化学反应，并且每个亚单位的属性都可以进行微调。这样，该公司的研究人员能够对各种各样的纳米颗粒和药物的组合进行测试，并找出对于一项特定任务而言最佳的组合方式。公司技术研发部高级副总裁杰夫·哈卡克（Jeff Hrkach）表示：“为了优化每种药物的疗效，我们进行了上百次的组合评估。”
Bind生物科技公司的联合创始人、布里格姆妇女医院（Brigham Women's Hospital）和哈佛医学院（Harvard Medical School）副教授奥米德·法罗扎德（Omid Farokhzad），在麻省理工学院的实验室里跟随化学工程教授罗伯特·兰格（Robert Langer）做博士后研究员的时候，研究出了一种制造纳米颗粒的新方法。兰格的团队当时已经开发出了能够有控制地释放药物的纳米颗粒，但这些颗粒还无法辨认出特定的癌细胞。法罗扎德面对的第一个挑战，就是制造出能够对癌细胞进行定向的纳米颗粒分子，并让它们在血液中不显得特殊，免遭免疫系统的消灭。第二个挑战是，找到一种稳定且可复制的制造过程。
然而，法罗扎德和兰格发现了一种方法，能让纳米颗粒和药物这两个组成部分进行自组合，生成最终产品。两种聚合体构成了Bind公司装载着药物的一张缠结的纳米颗粒网。其中一种聚合体由在化学和结构上截然不同的两个区域，或者说“块区”组成：不溶于水的块区构成了封闭药物的保护网的一部分，另一个可溶于水的块区为最终产品披上了一件用于规避免疫系统的隐形外衣。另一种聚合体由三个块区组成：前两个块区与第一种聚合体相同，第三个块区含有一个定向分子——即确保最终颗粒附着到目标细胞上的标志。携带药物的纳米颗粒是通过将这些聚合体以合适的比例与药物进行混合制成的。
这些自组合的聚合体能够可重复地定量生成。但这种方法还有一个额外的好处，也可能是Bind公司获得成功的真正关键所在。这种制造纳米颗粒的方法——即单独制备具有两个或三个块区的聚合体——让研究人员可以使用高通量的筛选方式，这和药物化学家们设计和测试新药的方式相类似。每一个块区都可以进行微调——扩大某一块区——并且可以改变每个聚合体的组成成分的相对数量。因为有这么多的参数可以改变，Bind公司的科学家们能够对多种组合进行筛选。
公司第一款在临床试验中的药物Bind-014，携带一种被广泛使用的化疗药物多西他赛（docetaxel），通过血流可到达癌细胞。药物被封在一个圆球形的、可生物分解的聚合体构成的纳米结构中，这种聚合体能够保护药物并阻挡人体的免疫系统。每个纳米颗粒的外表面都分布着多个能够靶向癌细胞的分子。这些纳米颗粒一旦接触到目标细胞，就会附着在它们的表面，致使目标细胞吞没颗粒。药物从颗粒中有序地扩散出来，进入疾病细胞。
美国加州理工学院（Caltech）的化学工程教授马克·戴维斯（Mark Davis）期望，正在进行临床试验的这些定向纳米颗粒疗法，包括在他的实验室中研制出的一种以及Bind-014，能够展示出这项技术的潜力。“除非有一种先进的人体试验，能够在统计学显著水平上证明这些定向纳米颗粒真正对病人有效，否则医学界根本不会产生任何兴奋之情。”目前，参与Bind-014药物第一阶段试验的17位病人的结果看上去充满了希望，但在今年下半年的第二阶段试验中才有可能进行真正的有效性测试。
Bind公司使用的这种“可调”设计方式，可能成为将更多的纳米颗粒定向型药物投入试验的关键所在。该方法能够应用于现有的任何一种药物或化合物上，包括那些已经被医药公司下架的对人体毒性过大的药物。“我们相信，我们将有一个十分宽广的可开发药物的平台。”哈卡克说。
