癌症药物直击靶心

癌症药物直击靶心

癌症在人体内玩着致命的捉迷藏游戏，而治疗癌症的药物和癌症病人往往是游戏的输家。药物很难分清肿瘤细胞和健康细胞，它们可能会攻击正常细胞，给人带来痛苦的副作用，而旁边的癌细胞却毫发无伤。恶性肿瘤还有可能从人体本身最重要的防御武器，即免疫系统那里获得帮助。免疫系统经常错把抗癌药物当成有害的细菌或其他外来入侵者，把它们降解掉。降解后的药物碎片在到达药物作用的目标之前，就被送进了肝脏、肾脏和脾脏中的人体垃圾箱。即使药物最终达肿瘤所在之处，也经常会被困在致密的恶性肿瘤组织中，很难完全渗透进去。

最近的纳米医学进展能让药物更轻松地穿越这些艰难险阻，击中肿瘤所在的位置。做到这点的关键是精心设计的、被包裹在一层保护外壳里的药物载体。这种药物载体负责在身体中运输化疗药物。构建药物载体的组件直径可能只有几纳米，科学家精细地控制这些组件，制造出了一种特殊的结构。这样的结构和其他因素共同作用，可以让药物载体不触发免疫系统的警报。东京大学的片冈一则（Kazunori Kataoka）和同事把强力化疗药物藏在丙型肝炎病毒大小 （大约只有红细胞大小的1/200）的颗粒里。在分子水平上，这些药物颗粒看起来很像身体自己生长出的东西，而且容易进入肿瘤，并会绕过健康细胞。

片冈团队研发了数种纳米药物载体，用于搭载不同的药物，旨在治疗不同类型的肿瘤。这些药物载体在亚洲已经进入临床试验的最后阶段。新载体中的药物可以减缓或逆转乳腺癌和胰腺癌病人的疾病进程。还有一种纳米颗粒在美国处于二期临床试验阶段。“像这样的研究领域，起步需要较长的时间，但我相信这一领域已经开始展现出它的巨大潜力，”片冈表示，“在接下来的5年中，研发速度将会大大加快。”

伪装的药物

把纳米科技用在化疗药物上并不是一个全新的想法。已经上市的转移性乳腺癌药物Abraxane和中晚期前列腺癌药物Eligard就是纳米药物。不过，这两种药物只攻击特定类型的肿瘤，所以我们还需要更多的新药。此后，工程学方面的进展使得科学家有能力改变纳米载体的结构，从而让它们可以治疗更多种类的癌症，精确度也更高。现在正在测试的纳米药物是通过静脉注射给药的，似乎能更有效地清除肿瘤。

这些较新的纳米药物大多用布满了聚乙二醇的柔软外壳包裹含有药物的内核。聚乙二醇是一种合成材料，它的作用相当于一种隐身斗篷。由于聚乙二醇会吸引水分子，因此，纳米颗粒的表面会覆盖着一层常见的体液。而水分子可以避免纳米颗粒上出现电荷，这样就不会触发免疫警报，让免疫系统发现有外来物质存在。

水分子还会覆盖纳米颗粒的边缘，让它们变得光滑，这样附近的免疫卫兵（比如抗体）就抓不住它们。纳米颗粒的体积也比传统的化疗药物要大一些——这也有助于防止前者被体内的酶过快地降解，为药物到达肿瘤并发挥作用争取了更多时间。例如，第一个批准上市的纳米抗癌药物Doxil在血液中的半衰期远长于类似的传统化疗药物doxorubicin（这两种药物都是用来治疗卵巢癌的）。纳米版本的药物在自身设计和保护外壳的帮助下，可以更高效地到达肿瘤，而不会被身体摧毁。最新的纳米外壳类药物质地柔软而有韧性，这能让它们克服最近的障碍之一：恶性肿瘤组织中致密、不规则的细胞生态系统，而质地更硬的药物会被这样的组织绊住。

新的纳米颗粒药物的最后一种武器藏在自己的“身体”里。含有药物的核心可被酸分解。所以，只有在离开血管的中性环境，到达目标肿瘤（在那里，酸性要强得多）时，纳米颗粒的药物核心才会稳定地分解，释放出药物。

为了更好地把纳米载体导向癌细胞，让它们远离正常细胞，其他科学家还在它们的外部选择性地添加抗体分子，这些抗体分子会被大量出现在癌细胞上的蛋白质吸引，比如EGFR这样的蛋白质。加利福尼亚大学洛杉矶分校的生物工程学家何鼎（Dean Ho）已经做了一些初步实验，结果发表在2013年的《先进材料》（Advanced Materials）上。他的研究表明，通过抗体与癌细胞表面的蛋白质相连接，纳米颗粒甚至可以层叠在癌细胞上。

纳米颗粒自己也可以成为药物，而不仅仅是运输工具。美国西北大学的科学家发明了由金颗粒构成的纳米颗粒，并加入了少量RNA。这些RNA可以关闭致癌基因。由于纳米颗粒体积小，再加上其他一些尚不清楚的因素的作用，布满了RNA的金纳米颗粒可以渗透到药物最难进入的地方之一：脑部。2013年10月，研究人员发现，在动物体内，这种纳米颗粒能穿过血脑屏障（排列紧密的血管网），帮忙对抗脑瘤。西北大学的研究人员亚历山大·斯泰格（Alexander Stegh）说，在啮齿动物体内，这种方法可以让肿瘤体积缩小，但这些动物最后还是因癌症而死亡。斯泰格还补充说，他们仍在研究金纳米颗粒通过血脑屏障的具体机理。有可能是纳米颗粒的结构结合在了血管细胞表面的受体分子上，而受体分子把它们拉了进去。

还有一些科学家在研究另外一种由核酸制成的纳米颗粒，这种纳米颗粒可以作为探针，检测随血液循环的癌细胞（见“球形DNA”）。领导这一项目的西北大学化学家查德·A·米尔金 （Chad A. Mirkin）表示，这项研究可能催生同时携带诊断试剂和治疗性药物的纳米颗粒——这种组合很强大，可以在难以发现的癌变细胞扩散到其他部位之前就将之清除。设计出这种体积小、功能却很强大的组合将是一件很了不起的事。

（摘自《环球科学》2015年5月号总第113期）