中科院院士阎锡蕴：捧出一朵济世“花”

　　 在电子显微镜下观察，仿生合成的24聚体铁蛋白纳米粒子像是一朵精致的小花儿。你很难想象，它的直径只有12纳米。

　　“这是个魔幻般的小分子。”中科院院士、中科院生物物理所研究员阎锡蕴谈起它时，毫不掩饰自己的兴奋与喜悦。

　　2012年、2014年、2016年，阎锡蕴带领的课题组连续发表研究成果，证明这个花朵一样的铁蛋白不仅能够诊断肿瘤，还可以有效装载化疗药物并将其精准输送到肿瘤部位，实现肿瘤诊疗一体化。

　　一个新药：铁蛋白纳米载体

　　2013年，阎锡蕴在接受媒体采访时，就将自己的梦想概括为“One Kit, One Drug”（一种试剂，一个新药）。其中的新药，指的就是铁蛋白药物纳米载体。如今，铁蛋白纳米探针及药物载体都已处于临床前研究阶段。

　　所谓铁蛋白，是一种早已被人们熟知的蛋白质。此前，很少有人想到，它还有储铁功能之外的其他奥秘。而阎锡蕴团队的新发现及仿生改造，让这个不起眼的蛋白质“脱胎换骨”。

　　“经过改造的铁蛋白纳米粒子，与天然蛋白可谓‘形似神不似’。阎锡蕴介绍，天然铁蛋白的外壳是轻重链混合的，然而她们发现只有重链能识别肿瘤，于是创造出了重链铁蛋白纳米粒子，使其具备区别正常细胞与肿瘤细胞的能力。再将铁蛋白的内核分别置换为磁铁矿和化疗药物，前者可催化酶底物使肿瘤细胞可视化，后者则将药物精准投放到肿瘤部位，杀伤肿瘤细胞。

　　“正因为我们有前期知识的积累，才能将铁蛋白的各种理化特性巧妙地组合起来，得到这个神奇的‘魔法粒子’。”阎锡蕴说。

　　铁蛋白药物载体的最大魔力就是直接靶向肿瘤，无需标记任何靶向分子。这是因为铁蛋白纳米粒子能与肿瘤细胞膜上的转铁蛋白受体结合，从而精确地富集在肿瘤组织周围。只有在肿瘤的酸性微环境中，载体才能释放所携带的药物。这种对肿瘤细胞的高度选择性是其他载体所缺乏的，也是其最大效率杀死肿瘤而免于误伤正常细胞的原因所在。

　　不仅如此，铁蛋白药物载体作为一种天然蛋白质，还具有很多无机纳米物质无法比拟的优势。一方面，它体内生物相容性好，不易引起机体的免疫排斥反应；另一方面，它通过自组装自动形成，颗粒均一，批次间重复性好，易于临床转化；另外，铁蛋白超常的稳定性，大幅降低生产难度和成本。

　　种种精巧之至而又恰到好处的特性，让铁蛋白纳米载体像是一份天赐的礼物。但是阎锡蕴强调，她的发现和再创造，离不开课题组多年的研究积淀。

　　一种试剂：纳米酶试纸条

　　《中国科学报》记者采访到阎锡蕴时，她刚从发展中国家妇女科学组织(OWSD)女科学家大会归来。会上，她作了一场大会报告，介绍了一项刚刚实现转化的新成果：“纳米酶试纸条”。

　　2014年，西非暴发了有史以来最严重的埃博拉疫情。受当地条件限制，那些需要特殊仪器、实验场所和专业人员的检测技术很难普及。而经济、方便的传统试纸条，却又往往灵敏度不够。

　　于是，阎锡蕴课题组同中国疾控中心高福院士等合作，将传统试纸条中的胶体金替换为磁纳米酶，将灵敏度提高了100倍。

　　磁纳米酶同时具备分离富集样品的磁性和使底物显色的催化活性。双重特性让纳米酶试纸条成了一种非常理想的“平台技术”。只要加上不同的探针，就能实现各种功能，应用于医疗、法医、海关、畜牧业等领域。

　　“我一从讲台上下来，就被一群女科学家们围住了。”阎锡蕴笑着说。这些学者大多来自科威特、尼日利亚等发展中国家，她们关注这项技术，是因为在缺乏仪器、设备的国家和地区，小小的试纸条有望成为快速检测埃博拉等瘟疫病毒的利器。

　　2015年底，阎锡蕴团队凭借这一技术获得Atlas国际奖，这也是中国科学家首次获得该奖。当时的颁奖词是：“让科研把世界变得更美好”。

　　“我们不能辜负Atlas的颁奖词，要让这项科研成果为民服务，为世界作点贡献。”阎锡蕴说。

　　当初作为梦想的“one kit”，如今正在变成现实。很多人读过这篇论文后，从世界各地来找阎锡蕴商谈合作。预计明年，纳米酶试纸盒就会进入临床应用。

　　两大法宝：交叉与转化

　　从“one drug”到“one kit”，都延伸自一曲前奏：2007年阎锡蕴课题组发现的氧化铁纳米酶。这一成果模糊了无机材料与有机生物的界限，促进了纳米科学与医学的交融。

　　在此之后，阎锡蕴团队继续研究纳米酶的催化机制并拓展其应用，取得了许多重要科技进展，得到国际同行的认可。最近，Springer出版社邀请她编写《纳米酶》英文著作，美国Gordon Research Conferences邀请她组织纳米酶专题。“我们能走上交叉学科这条道路，离不开生物物理所给予的‘非常土壤’。”她说。

　　2003年，生物物理所交叉科学研究中心成立，引入一批物理、化学、材料学等不同学科背景的人才。每到周五，中心就提供茶水、咖啡，让这些学者们坐在一起闲聊。

　　起初，大家没什么共同语言。但耳濡目染下，阎锡蕴渐渐了解了不同学科的需求和关注热点，并且尝试从生物学的视角出发，兼容并蓄。正是这种思想的碰撞，让她有机会思考如何从纳米科学的角度解决生物学的问题。

　　从与其他学科合作开始，阎锡蕴团队的合作之路越走越宽，目前已经在与临床医生和企业合作。她说，她愿意把最大化的利益让渡给合作者。这样，她的科研成果才能走出实验室，实现最大化的价值。

　　“我们做这些事的意义，就是想填平研究机构和企业之间的交流鸿沟，帮助中国人自己的原创思想落地生根，使这些科研成果成为造福社会的济世之花，让我们自主研发的纳米之花结出丰硕之果。”阎锡蕴说。