同时实现药物传递和肿瘤成像的新型纳米载体

癌症的谜题在于，肿瘤能够利用我们的身体作为人体盾牌来避开治疗。肿瘤在正常的组织和器官中生长，通常医生在通过手术、化疗或辐射抗击癌症的过程中，会损坏、毒害或切除我们身体的健康部分。

但是，11月27日发表在国际知名期刊《Small》的一项研究中，华盛顿大学的科学家们描述了一种新的系统，将化疗药物包装在小小的合成“纳米载体”包装中，这可被注射到患者体内，并在肿瘤部位解体，释放出有毒药物。

该研究小组是由华盛顿大学材料科学与工程系教授Miqin Zhang带领的，他们不是第一个从事于纳米载体的团队。但是Zhang教授团队开发的纳米载体包，是一种混合的合成材料，这赋予了该纳米载体独特的能力，不仅仅能运送药物，而且还能运送小的荧光或磁性颗粒，对肿瘤进行染色，从而使外科医生能够看见它们。

Zhang说：“我们的纳米载体系统真的解决了两种需求――药物传递和肿瘤成像。首先，这种纳米载体可以传递化疗药物并将它们释放在肿瘤区，这使得健康组织免于毒副作用。其次，我们在纳米载体上负载了材料，以帮助医生通过使用显微镜或MRI扫描看到肿瘤。”

他们的混合纳米载体是基于多年来对合成材料的研究，这些材料可包装药物，以输送到病人体内的特定部位。在以前的尝试中，科学家往往会首先尝试用合成材料制作一个空的纳米载体。一旦组装起来，他们将治疗药物负载到纳米载体里面。但这种方法是低效的，并具有“破坏脆弱药物从而使它们无效”的高风险。

Zhang说：“大多数的化疗药物有复杂的结构――从本质上说，它们是非常脆弱的――如果它们被破坏的时候，它们就不能达到肿瘤，并发挥作用。”Zhang的团队通过设计一种可以同时组装和装载的纳米载体，解决了这个问题。他们的做法类似于在一个集装箱内放置货物，而装货的过程中，集装箱的墙壁、地板和屋顶同时也正在组装。

这种“在组装过程中装载”的技术，也让Zhang的团队可将多个化学成分纳入纳米载体的结构，这将有助于使装载的货物停留在那个位置，并使得肿瘤在临床设置中很容易影像。

他们的纳米载体拥有一个铁氧化物的核心，这不仅提供了结构，也可以作为磁共振成像的造影剂。核心包围着一个二氧化硅的外壳，并被设计成有效地堆叠化疗药物紫杉醇。他们还在纳米载体中留了空间用于碳点――可以“染色”组织的微小颗粒，从而使它在显微镜下更容易被看到，帮助医生分清癌组织和正常组织之间的界限，以开展进一步治疗或手术。许多成像剂的强度随着时间的流逝而消失，但Zhang说，这种纳米载体能在几个月的时间内提供持续的成像。

尽管装有如此多的货物，满载的纳米载体也比一张薄薄的笔记本纸的厚度，薄得多。硅壳可使纳米载体保持防水。此外，Zhang团队通过向健康小鼠体内注入空载体或载有药物的纳米载体，发现它们并不妨碍健康的组织。注射后五天，他们检查了小鼠体内的重要器官，并没有发现任何的毒性证据。Zhang说：“这就表明，纳米载体本身不会引起身体不良反应，纳米载体可使它们装载的有毒药物避开身体其他部位。”。

UW团队还设计了一旦达到期望位置就可以很容易分解的纳米载体。来自低水平红外光线的温和加热，足以使载体分开，并释放出它们的货物，在治疗期间这是医生应用到肿瘤部位的药物。

最后，为了测试这种纳米载体的有效性，Zhang的团队让小鼠患上一种传染性癌症。注射空载体的小鼠，显示出肿瘤大小没有减少。但是注射负载紫杉醇的纳米载体的小鼠肿瘤明显缩小。他们在实验室培养的人类癌细胞中看到了类似的影响。

Zhang说：“这些结果表明，纳米载体可以完整地将货物交付到肿瘤部位。虽然我们设计的这种纳米载体专门容纳紫杉醇，但是我们可以调整该技术用于其他药物。”

在这项技术被证明对人类安全和有效之前，仍然还有很长的路要走。但是Zhang希望，她的团队的这种方法以及有前途的结果，将加速这一进程。