癌癥診治:納米技術(shù)帶來新希望
惡性腫瘤作為全球最嚴(yán)重的公共健康問題之一,極大地危害人類的健康,成為新世紀(jì)人類的第一殺手。在我國,由于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化和人口老齡化進程的加快,生態(tài)環(huán)境遭受破壞、不良的生活方式以及食品安全問題凸現(xiàn),惡性腫瘤的形勢也愈發(fā)嚴(yán)峻。近20年來我國癌癥呈現(xiàn)年輕化及發(fā)病率和死亡率“三線”走高的趨勢,據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計數(shù)據(jù),2012年中國癌癥發(fā)病人數(shù)為306.5萬,約占全球發(fā)病的五分之一;癌癥死亡人數(shù)為220.5萬,約占全球癌癥死亡人數(shù)的四分之一,因此中國亟需向腫瘤宣戰(zhàn)。
一.腫瘤的治療和診斷
健康夢是中國夢的一個重要組成部分,經(jīng)多年來醫(yī)學(xué)工作者的不斷努力,腫瘤的臨床治療方面取得了一系列進展。
手術(shù)切除:腫瘤的手術(shù)治療正在經(jīng)歷從“解剖型手術(shù)”到“功能保護解剖型手術(shù)”的轉(zhuǎn)變,已經(jīng)從單純追求擴大手術(shù)范圍趨向于縮小手術(shù)范圍,利用微創(chuàng)、無創(chuàng)外科治療技術(shù)以及采取以手術(shù)治療為主的多學(xué)科的綜合治療以提高療效、減少創(chuàng)傷,然而手術(shù)切除治療僅適用于腫瘤范圍較局限沒有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移和體質(zhì)好能耐受手術(shù)治療的患者。
放射治療:隨著計算機技術(shù)、放射物理學(xué)、放射生物學(xué)、醫(yī)學(xué)影像等相關(guān)學(xué)科的發(fā)展以及放射治療設(shè)備的技術(shù)進步,放射治療技術(shù)已由二維治療走向三維治療,由傳統(tǒng)的常規(guī)放射治療正向精確放射治療轉(zhuǎn)變,從而實現(xiàn)對腫瘤進行“精確診斷、精確定位、精確計劃、精確治療”,但是放射治療對腫瘤是否有效,取決于許多因素,如腫瘤病理類型及其對放射的敏感性,患者整體狀況和腫瘤周圍情況等。
二.納米技術(shù)在腫瘤診療中的應(yīng)用
納米技術(shù)是20世紀(jì)80年代末期誕生并于近年蓬勃發(fā)展的新興科學(xué)技術(shù),是研究結(jié)構(gòu)尺寸在1至100納米范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用的一種技術(shù),將納米技術(shù)應(yīng)用于診斷、治療、監(jiān)測以及控制生物系統(tǒng)稱為“納米醫(yī)學(xué)”。
2000年11月在國家科技部主持下成立了國家納米科技協(xié)調(diào)與指導(dǎo)委員會。“十五”期間在國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973計劃)、國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)和國家科技攻關(guān)計劃三大科技計劃和其它相關(guān)研究計劃中全面部署和安排了納米生物醫(yī)藥科技的研究工作,我國大力開展了納米技術(shù)用于腫瘤診斷與治療中的研究工作,經(jīng)過大量學(xué)者的共同努力,納米技術(shù)在腫瘤診療中的應(yīng)用取得了突破性進展。
首先,納米藥物載體的研究給腫瘤治療帶來了新的希望,國內(nèi)外研究表明,納米藥物在治療癌癥方面具有無可比擬的獨特性質(zhì)和優(yōu)勢:它能將治療藥物最大限度地輸送到腫瘤部位,而對正常組織影響較小,從而達到高效低毒的治療效果;納米藥物載體可以減少藥物降解,增加藥物穩(wěn)定性,提高血藥濃度,延長其在體內(nèi)血液循環(huán)的時間,從而延長藥物作用時間;同時納米載體由于其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的多樣性,可模擬臨床聯(lián)合用藥的模式,同時攜載具有不同作用機制的藥物,從而實現(xiàn)多種藥物治療效果的協(xié)同作用,這對腫瘤治療有重大意義。
目前已有多種納米制劑應(yīng)用于臨床,包括白蛋白紫杉醇、阿霉素脂質(zhì)體、阿糖胞苷脂質(zhì)體等。其中,作為一種阿霉素脂質(zhì)體注射劑,由美國Ortho Biotech Products生物制藥公司開發(fā)的Doxil是最先獲得美國認(rèn)可的長循環(huán)脂質(zhì)體。研究發(fā)現(xiàn)Doxil靜脈注射后,阿霉素脂質(zhì)體在體內(nèi)呈現(xiàn)出腫瘤靶向性分布,顯著提高了阿霉素的抗癌效應(yīng)。Doxil最初被用于治療人類免疫缺陷病毒(HIV)引起的卡波西肉瘤。隨著后續(xù)的臨床研究,美國FDA批準(zhǔn)了Doxil作為二線藥物用于治療復(fù)發(fā)性卵巢癌、多發(fā)性骨髓瘤。2009年中國的第一個PEG化脂質(zhì)體阿霉素-里葆多上市,它由上海復(fù)旦張江生物醫(yī)藥股份有限公司自主創(chuàng)新研發(fā),作為治療乳腺癌、淋巴癌等癌癥的一線化療藥物。同樣,美國Abraxis公司研發(fā)的注射用白蛋白紫杉醇納米制劑,2005年在美國上市,2009年進入中國,被批準(zhǔn)用于治療聯(lián)合化療失敗的轉(zhuǎn)移性乳腺癌或輔助化療6個月內(nèi)復(fù)發(fā)的乳腺癌,其利用白蛋白作為紫杉醇的載體,不僅去除了傳統(tǒng)紫衫類藥物的有毒助溶劑,且能夠在有效地增加化療療效同時降低對正常組織的毒副作用,該納米藥物的治療總體有效率比接受溶劑型紫杉醇治療高出近一倍。
其次,隨著納米科學(xué)的快速發(fā)展,納米技術(shù)為癌癥早診提供了新的契機,納米技術(shù)用于癌癥的檢測和診斷具有靈敏、準(zhǔn)確、快速、簡便等特點,可以實現(xiàn)癌癥的早期診斷、降低誤診率、減輕病人的痛苦、從而大大提升人們對癌癥的控制和診治能力。
目前,已經(jīng)有一些納米技術(shù)應(yīng)用于癌癥早期檢測,如DNA微陣列技術(shù),蛋白質(zhì)組學(xué)的SELDI-TOF質(zhì)譜技術(shù)等。2011年2月19日,由國內(nèi)某研究團隊承擔(dān)的國家重大科學(xué)研究計劃項目——“基于納米技術(shù)的肝癌早期診斷的研究”在津啟動,項目研發(fā)旨在通過運用納米技術(shù)提高早期肝癌檢出率,降低死亡率,通過近五年的努力,國內(nèi)某研究團隊在肝癌早期診斷中取得了重大突破,當(dāng)前肝癌的診斷主要依靠血清學(xué)檢查和影像學(xué)診斷。血清學(xué)檢查主要檢測血清中的腫瘤標(biāo)志物,目前主要是依靠AFP的檢測,但對小肝癌,AFP敏感度僅為40%左右。而影像學(xué)診斷需要依靠超聲、MRI、CT等儀器設(shè)備,通常只能在大型醫(yī)院完成,并且只有當(dāng)腫瘤直徑大于2cm時才能比較明確的檢測出病灶,對1-2cm的腫瘤不好定性,而小于1cm的腫瘤一般無法檢測。國內(nèi)某研究團隊成功研制了多元化納米技術(shù)納米懸臂及微流控芯片用于實時檢測多重的分子信號和生物標(biāo)志物,能夠有效檢測較低水平的生物標(biāo)志物,有望實現(xiàn)癌癥的早期診斷;制備了功能化納米材料用于肝癌靶向的新對比劑,可以有效地提高影像診斷的靈敏度并能定性診斷。
同時,納米粒子具有獨特的四大效應(yīng)以及聲、光、電、熱和磁等特性,利用這些特性,通過優(yōu)化材料構(gòu)建穩(wěn)定、高效和安全的納米載體,其可以負(fù)載抗癌藥物和高準(zhǔn)確度的癌癥診斷探針,從而能夠?qū)崿F(xiàn)藥物的靶向運輸、活體示蹤、藥物治療和預(yù)后檢測的整合,最終實現(xiàn)腫瘤的診療一體化,這為癌癥的預(yù)防、診斷與治療提供了新的思路。
目前研究的用于診療體系的納米試劑有很多,如脂質(zhì)體/聚合物膠束、碳納米管/石墨烯、磁性納米顆粒、介孔納米材料、量子點等。其中,超順磁性氧化鐵納米顆粒具有很多獨特的優(yōu)勢,其無毒副作用,表面易于修飾從而能夠偶聯(lián)抗體、藥物等,多種相關(guān)藥物已獲準(zhǔn)進入臨床使用。臨床試驗證明單晶線性氧化鐵磁性納米顆粒(ferumoxtran-10)作為MRI造影劑能夠增強MRI檢查對前列腺癌病人常規(guī)盆腔淋巴結(jié)清掃區(qū)以外的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移檢出的可行性。
雖然納米技術(shù)在癌癥的早期檢測、診斷和治療等方面取得了重大突破,但是目前主要還處于實驗研究階段,真正用于臨床的還很少,其還存在一些尚未解決的問題,如在體內(nèi)應(yīng)用時納米材料的安全性問題等還有待解決,納米體系真正應(yīng)用于臨床的診斷和治療,仍然需要政府、科研人員大量的努力和付出,相信納米技術(shù)將為越來越多的癌癥患者創(chuàng)造生命的奇跡,為改善人類健康帶來新的曙光。