“把DNA分子像絲線一樣經緯交錯，編織出一個信封，折疊進藥物‘寄’給腫瘤，只有看到腫瘤才展開，這樣不會誤殺腫瘤之外的部分。”在日前召開的香山科學會議上，國家納米科學中心研究員聶廣軍以一種神奇的納米藥物為例介紹了未來藥物的發展方向。
“智能納米藥物正在發展成為智慧醫療時代的藥物新樣態?！敝袊茖W院院士、國家納米科學中心主任趙宇亮表示，將不同功能納米分子有序定向組裝，可創造出結構可控、多種性能的智能納米藥物。
讓藥物瞄準靶標的“靶向藥物”一直被認為能夠提高治療效率、降低副作用。與會專家認為，納米技術會讓藥物不斷“活”起來，辨識病灶、執行程序、多重靶向、多步驟響應。
精準可控，挑戰最復雜病理
“智能納米藥物的納米尺度和智能屬性，使其有能力到達現有醫療器件難以企及的體內微區。”趙宇亮表示，由于精準可控，它們可以被看成是個頭小又執行力強的藥物分子“戰隊”，有望執行各種各樣的生物醫學任務。
那么，智能納米藥物的戰斗力如何呢？腫瘤被認為具有最復雜的病理環境，過去以傳統藥物對戰“活”的腫瘤總會出現耐藥問題。因此，在腫瘤領域“練兵”無疑將考驗出智能納米藥物的實力和活力。
“腫瘤的有效治療不僅是殺滅腫瘤細胞，還要根治腫瘤生長的‘土壤’?！甭檹V軍表示，但“土壤”對傳統的藥物設置了“銅墻鐵壁”。
研究表明，健康組織中基質細胞是“靜息”狀態，而腫瘤“土壤”里的基質細胞處于活化狀態，其高度纖維化特點，構成致密的結締組織“屏障”，使藥物難以透過。
那么，智能納米藥物能不能穿透呢？“我們不僅穿透了這個屏障，還讓腫瘤的基質細胞‘靜息’下來，恢復常態?！甭檹V軍介紹，他們設計了一種能“蛻殼”帶電載體，一到腫瘤周邊的微酸環境就脫下外殼，暴露出帶正電的強穿透力內核，進入到腫瘤的基質細胞中。
“穿透成功后，載體上的藥物釋放出來，在細胞內‘治療’細胞病態?！甭檹V軍說，研究結果顯示，這種藥物配合化療使用，將可顯著提升療效。
此外，DNA納米技術、變化多樣的脂質體、天然細胞分泌膜泡和細胞膜仿生修飾等納米結構，使得活的納米藥物在其他領域展現了不俗的潛力。趙宇亮介紹，智能納米藥物在精準遞送、基因治療、免疫調控、組織修復、新型疫苗等方面都有明確的研究進展，有望實現疾病的智能診療。
如何能最大限度滿足醫療中千變萬化的訴求呢？趙宇亮認為，目前，智能納米藥物的研究工作主要是致力于開發各種新材料及其相應的微納米合成和加工技術，未來可以結合更多的臨床需要，制備出具有不同功能和應用場景的智能納米藥物。
強強“合體”，敢想就能實現
“活”的藥物還應該會做“邏輯題”。華東師范大學生命科學學院研究員葉海峰介紹，在近些年的研究中，合成生物學讓藥物在工作時懂得“選擇”，自己執行“對癥下藥”的指令。
“合成生物學通過基因線路的設計，能夠創造出調控‘開關’等元件，比如一定頻率的光、食物中的小分子等都可以成為藥物執行任務的‘指令’。”葉海峰說，合成生物學技術的加入，將推動智能藥物更廣泛使用。
“我們設計的在體內自主工作的細菌‘機器人’就融合了兩個學科的技術?！甭檹V軍介紹，“機器人”上的納米載體攜帶腫瘤抗原，被帶到腸道免疫細胞附近后可產生腫瘤疫苗的效果，但由于不斷刺激會導致免疫耗竭和耐受，團隊給“機器人”加了一個“糖水”開關。這個“糖水”開關正是合成生物學的元器件，實現了用阿拉伯糖啟動“機器人”的功能。
“作為生物學中的重要新興學科，合成生物學與納米生物學的交叉研究，衍生出一個全新的研究領域，即合成納米生物學。”趙宇亮表示，納米科學與工程技術就是一個多學科的交叉互補合作研究范式，將助力智能納米藥物取得大量的應用成果，成為復雜疾病診療的更有效工具。
