同時實現藥物傳遞和腫瘤成像的新型納米載體

癌癥的謎題在于，腫瘤能夠利用我們的身體作為人體盾牌來避開治療。腫瘤在正常的組織和器官中生長，通常醫生在通過手術、化療或輻射抗擊癌癥的過程中，會損壞、毒害或切除我們身體的健康部分。

但是，11月27日發表在國際知名期刊《Small》的一項研究中，華盛頓大學的科學家們描述了一種新的系統，將化療藥物包裝在小小的合成“納米載體”包裝中，這可被注射到患者體內，并在腫瘤部位解體，釋放出有毒藥物。

該研究小組是由華盛頓大學材料科學與工程系教授Miqin Zhang帶領的，他們不是第一個從事于納米載體的團隊。但是Zhang教授團隊開發的納米載體包，是一種混合的合成材料，這賦予了該納米載體獨特的能力，不僅僅能運送藥物，而且還能運送小的熒光或磁性顆粒，對腫瘤進行染色，從而使外科醫生能夠看見它們。

Zhang說：“我們的納米載體系統真的解決了兩種需求――藥物傳遞和腫瘤成像。首先，這種納米載體可以傳遞化療藥物并將它們釋放在腫瘤區，這使得健康組織免于毒副作用。其次，我們在納米載體上負載了材料，以幫助醫生通過使用顯微鏡或MRI掃描看到腫瘤。”

他們的混合納米載體是基于多年來對合成材料的研究，這些材料可包裝藥物，以輸送到病人體內的特定部位。在以前的嘗試中，科學家往往會首先嘗試用合成材料制作一個空的納米載體。一旦組裝起來，他們將治療藥物負載到納米載體里面。但這種方法是低效的，并具有“破壞脆弱藥物從而使它們無效”的高風險。

Zhang說：“大多數的化療藥物有復雜的結構――從本質上說，它們是非常脆弱的――如果它們被破壞的時候，它們就不能達到腫瘤，并發揮作用。”Zhang的團隊通過設計一種可以同時組裝和裝載的納米載體，解決了這個問題。他們的做法類似于在一個集裝箱內放置貨物，而裝貨的過程中，集裝箱的墻壁、地板和屋頂同時也正在組裝。

這種“在組裝過程中裝載”的技術，也讓Zhang的團隊可將多個化學成分納入納米載體的結構，這將有助于使裝載的貨物停留在那個位置，并使得腫瘤在臨床設置中很容易影像。

他們的納米載體擁有一個鐵氧化物的核心，這不僅提供了結構，也可以作為磁共振成像的造影劑。核心包圍著一個二氧化硅的外殼，并被設計成有效地堆疊化療藥物紫杉醇。他們還在納米載體中留了空間用于碳點――可以“染色”組織的微小顆粒，從而使它在顯微鏡下更容易被看到，幫助醫生分清癌組織和正常組織之間的界限，以開展進一步治療或手術。許多成像劑的強度隨著時間的流逝而消失，但Zhang說，這種納米載體能在幾個月的時間內提供持續的成像。

盡管裝有如此多的貨物，滿載的納米載體也比一張薄薄的筆記本紙的厚度，薄得多。硅殼可使納米載體保持防水。此外，Zhang團隊通過向健康小鼠體內注入空載體或載有藥物的納米載體，發現它們并不妨礙健康的組織。注射后五天，他們檢查了小鼠體內的重要器官，并沒有發現任何的毒性證據。Zhang說：“這就表明，納米載體本身不會引起身體不良反應，納米載體可使它們裝載的有毒藥物避開身體其他部位。”。

UW團隊還設計了一旦達到期望位置就可以很容易分解的納米載體。來自低水平紅外光線的溫和加熱，足以使載體分開，并釋放出它們的貨物，在治療期間這是醫生應用到腫瘤部位的藥物。

最后，為了測試這種納米載體的有效性，Zhang的團隊讓小鼠患上一種傳染性癌癥。注射空載體的小鼠，顯示出腫瘤大小沒有減少。但是注射負載紫杉醇的納米載體的小鼠腫瘤明顯縮小。他們在實驗室培養的人類癌細胞中看到了類似的影響。

Zhang說：“這些結果表明，納米載體可以完整地將貨物交付到腫瘤部位。雖然我們設計的這種納米載體專門容納紫杉醇，但是我們可以調整該技術用于其他藥物。”

在這項技術被證明對人類安全和有效之前，仍然還有很長的路要走。但是Zhang希望，她的團隊的這種方法以及有前途的結果，將加速這一進程。