何謂納米醫學？其如何改善兒童癌症患者的治療？

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近日，據美國一項在20世紀70年代至1999年對患癌兒童進行的研究結果表明，儘管近些年來患癌兒童的生存率得到了明顯改善，但患者的生活質量依然非常低，尤其是在20世紀90年代患者的預後往往表現較差。

大約70%的兒童癌症倖存者都會經歷療法引發的副作用，包括患第二種癌症等，隨著患者生存率改善，兒童癌症倖存者的數量也在不斷增加。療法引發的副作用往往也會引起患者和家庭的壓力，並且增加患者對健康體系的要求，但新型療法領域的出現—納米醫學未來獲獎為兒童癌症的治療提供一定的希望，同時這種新型療法還能夠降低癌症患者的副作用，並且幫助改善癌症患者的生存質量。

什麼是納米醫學？

納米醫學就是納米顆粒/納米材料在醫學中的應用，納米顆粒是一種運輸藥物的形式，其能夠將藥物運輸到藥物本身無法達到的地方。納米就意味著「微小」，一納米等於十億分之一米，用作藥物運輸的納米顆粒通常在20-200納米左右，儘管這依賴於研究者對納米顆粒的設計。

納米顆粒能夠被工程化操作並且被設計地能夠包裝運輸藥物直接進入到患處，這種靶向作用方法就意味著藥物僅會被運輸到患者機體的腫瘤部位，這種新型運輸手段極大地降低了療法對腫瘤周圍健康組織的損傷和副作用。

被FDA批准的首個癌症納米藥物是聚乙二醇-脂質體阿黴素(Doxil)，從1995年開始，這種納米藥物就被用來治療多種類型的癌症，比如卵巢癌、多發性硬化症、卡波濟氏肉瘤等。目前在人類臨床試驗或市場上，研究人員正在對一系列用於治療成年人癌症的新型納米藥物療法進行測試，但最終僅有非常有限的療法能夠獲批用於治療兒童癌症。

納米醫學療法如何發揮作用？

納米顆粒藥物運輸系統能夠以不同的方式來發揮作用，在運輸藥物的同時，納米顆粒還能夠被工程化操作來攜帶特殊的化合物，並促使這些化合物與腫瘤細胞表面的分子相結合，一旦吸附結合後，納米顆粒就能夠將靶向藥物安全運輸到特殊的腫瘤位點。

同時納米顆粒還能夠幫助增加藥物的可溶性，當藥物開始「工作」時，其就必須進入到血液中，這就意味著這些藥物必須具有一定的可溶性，比如癌症藥物紫杉酚（Taxol）就是不溶的，其必須溶入到運輸製劑中才能夠進入到血液中，但這種製劑常常會誘發患者出現過敏反應。為了克服這些問題，化學家們就從天然蛋白白蛋白中開發出了一種新型納米顆粒，其能夠攜帶紫杉酚使其溶解，同時還不會產生額外的過敏反應。

腫瘤通常都跟發瘋了一樣，他們會滲透到血管中並在血管中萌芽，當然這些血管也能夠讓化療藥物直接進入到腫瘤位點，但因為化療藥物分子比較小，他們通常會在血管中分散但並不會進入到腫瘤中，從而就會無形中對腫瘤周圍的健康組織發起攻擊，而納米顆粒相對而言是一種較大的分子，其能夠進入腫瘤中殺滅腫瘤細胞。

一旦納米顆粒將藥物運輸到細胞中時，其就會降解為無害的副產物，這對於正在發育中的兒童癌症患者而言或許非常重要。

納米顆粒的類型

納米顆粒在諸如形狀和尺寸等特性上均不相同，因此研究人員就需要將藥物同合適的納米顆粒進行匹配，從而就能夠有效地將藥物運輸至特殊的腫瘤位點。目前研究人員開發出了一系列納米顆粒，其中一個最有趣的結構就是DNA摺紙工藝（DNA origami），由於DNA是一種生物學分子，將納米顆粒工程化改造成為DNA摺紙形狀似乎並不會被機體免疫系統判定為外源分子，因此這類納米顆粒就能夠在躲避免疫系統的同時還能夠將藥物運輸到疾病細胞中，從而就能夠降低藥物引發的副作用。

納米結構的另外一個例子就是聚合納米載體，近來研究人員鑒別出了一種特殊的基因，該基因能夠促進胰腺癌患者機體中腫瘤生長、癌症擴散以及癌細胞對化療的耐受性。隨後研究人員利用名為聚合納米載體的納米結構進行研究，將其同沉默癌症基因表達的一種藥物相結合，隨後研究人員將藥物和納米結構裝載成為一種新型結構，就成功實現了將藥物運輸至腫瘤患處的目的。

這些納米結構能夠有效降低癌症基因的表達，阻斷腫瘤生長並且降低胰腺癌的擴散，但研究人員還發現，聚合納米結構還能夠同實驗室中其它沉默癌症基因的藥物相結合，這就意味著這種新方法或許能夠被用來治療一系列基於癌基因表達所引發的癌症。

納米醫學如何幫助治療兒童癌症？

在兒童癌症的標準治療中，研究人員通常會根據成年人的使用劑量，根據患兒的年齡和體型大小來給予其最大耐受量的化療藥物，但兒童並不是小的成年人，其所經歷的生長和發育過程可能會引發患者對療法產生不同的反應和效果，而這些反應似乎在成年患者中觀察不到。

此外，如果兒童對藥物開始產生耐受性，那麼他們就已經處於最大耐受劑量了，這也就意味著在不增加藥物毒副作用的前提下並沒有空間來增加藥物的使用量了，而通過對藥物進行包裝並且將其直接運輸到患者機體的疾病細胞中或許就能夠降低藥物的附加傷害，從理論上來講，新型納米藥物就能夠明顯增加藥物的使用劑量。

納米醫學在治療兒童癌症上表現出了巨大潛力，然而當前在該領域研究非常少，在250多個納米醫學產品中，大約三分之二的納米醫學療法都重點關注於癌症的治療，然而這似乎並不能夠轉化成為治療兒童患者的新型癌症療法。但如今研究者們取得了一定的進步，研究人員目前正在開發新型納米藥物來將基因沉默藥物有效運輸至患者機體患處治療常見的兒童腦瘤—髓母細胞瘤。

研究人員也不斷開發新型的納米醫學療法用來治療其它嚴重的兒童癌症，比如藥物難治性的急性淋巴細胞白血病（一種常見的兒童白血病）和神經細胞瘤等。

參考資料：

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