納米科技新療法有望攻克多種人類頑疾

2016年，來自昆士蘭大學的研究人員通過研究開發出了一種新型的納米貼（nanopatch），這種納米貼能夠提供一種疫苗注射的新途徑，而這無疑是160年以來古老注射疫苗方法的一個革命性創新。如今，科學家們開發出了多種基於納米科技的治療疾病的新療法，而這些新型納米療法不管在治療癌症、藥物運輸，還是在其它方面都表現出了巨大的潛力，未來研究人員或許有望利用納米療法來幫助治療人類多種疾病。

本文中小編就整理了多篇研究成果，讓科學家們告訴你如何利用納米療法來有效治療人類疾病。

【1】ACS Nano：新型納米顆粒運輸系統或能克服CRISPR基因編輯障礙 有效改善療法效率

DOI：10.1021/acsnano.6b07600

近日，一項刊登在國際雜誌ACS Nano上的研究報告中，來自馬薩諸塞大學阿默斯特分校的研究人員通過研究利用納米顆粒設計出了一種新系統能夠幫助CRISPR/Cas9系統跨過細胞膜進入到細胞核中，同時還能夠避免被細胞器所捕獲。

研究者Rubul Mout說道，CRISPR由兩種組分組成，包括名為Cas9的剪刀樣蛋白和名為sgRNA的RNA分子，sgRNA分子能夠引導Cas9進入到靶點位置，一旦Cas9-sgRNA配對進入到細胞核的目的基因處，其就開始查詢細胞核中的遺傳錯誤，並且對其進行修復來幫助宿主細胞修復細胞機器。

研究者Rotello， Mout以及同事所開發的這種新型運輸方法主要對Cas9蛋白（Cas9En）以及納米載體進行了工程化操作；通過精細地調節工程化Cas9En和納米顆粒之間的相互作用，研究者構建出了特殊的運輸載體，這些載體能夠攜帶Cas9蛋白以及sgRNA同細胞膜接觸並且融合，最終將Cas9：sgRNA直接釋放到細胞質中。

【2】Nat Mater：納米藥物能夠喚醒免疫系統殺傷腫瘤

doi：10.1038/nmat4822

癌症的治療是目前醫學領域備受關注的領域之一，美國目前有將近1450萬人患有癌症，同時每年又有1300萬新增病例出現。人工智慧的出現為癌症的治療提供了新的生機。來自密歇根大學的研究者們運用了一種新的方法能夠消除患者體內的腫瘤。

這一新型的技術是通過利用大小約為10nm的微型晶元，從而誘導機體殺傷腫瘤細胞。

「我們的目的是利用這些小型的晶元教育免疫系統，讓其識別體內的腫瘤細胞並進行殺傷」，該研究的首席作者，來自密歇根大學的James Moon說道。

這些小晶元上裝載著腫瘤特異性的抗原標記，進而導致特異性識別腫瘤抗原的免疫細胞分化與激活。

【3】Theranostics：納米熱療法或可軟化腫瘤 提高癌症靶向療法的治療效率

doi：10.7150/thno.17574

腫瘤的機械阻力和標準療法的附帶損傷往往會阻礙抵禦癌症的效果，然而近日，來自法國國家健康與醫學研究所等機構的研究人員通過對腫瘤加熱成功軟化了惡性腫瘤，這種方法稱之為納米熱療法，其能夠讓腫瘤對治療製劑更加敏感，相關研究刊登於國際雜誌Theranostics上。

研究者首先將碳納米管（CNTs）直接注入到腫瘤中，隨後利用激光輻射來激活納米管，與此同時腫瘤周圍的健康組織並不會受到損傷。如今研究人員越來越關注影響腫瘤發展的機械因素，腫瘤變硬主要是因為膠原纖維和細胞外基質的異常組織化，細胞外基質能夠將來自相同組織的細胞聚集在一起。

此外，作為惡性腫瘤的一個標記，變硬還可能會幫助癌細胞增殖以及轉移，細胞外基質能夠形成物理性的屏障來限制治療製劑滲透到腫瘤中；目前研究者開發出了多種療法來干擾腫瘤的結構，但這些療法同時卻是一把雙刃劍。細胞外基質對於腫瘤和健康器官非常重要，對其降解對機體有益又有害。

【4】有160年歷史的針頭疫苗注射或即將告別歷史舞台 新型納米貼片或將引領疫苗注射突破性變革

新聞閱讀：Skin patches instead of needles： can nanotechnology vaccinate the world？

有人喜歡打針嘛？想必沒有人願意打針，如今來自昆士蘭大學的研究人員Mark Kendall就通過研究開發出了一種納米貼（nanopatch），這種納米貼能夠提供一種疫苗運輸的新型途徑，而這無疑是160年以來古老注射疫苗方法的一個革命性創新。

什麼是納米貼？

我們可以將納米貼想象成為郵票大小的尺寸，而且在其表面有數千個突起，納米貼表面每平方厘米就有大約2萬個注射口，而每個注射口都有大約60至100微米長；研究者利用了一種名為深層離子蝕刻技術(Deep Reactive Ion Etching)製造出了這種新型的納米貼，該技術能夠在電場中有效利用帶電離子來選擇性地「腐蝕」原料的表面，控制電場和離子就能夠進行一種高度的控制，因此這種顯微投影技術往往能夠形成有規律的分隔並且每個都具有類似的尺寸。

此外，這種技術的優勢還在於其在電子電路和太陽能行業的多年使用，同時該技術還能夠增加產量的規模。而這僅僅是這種工業技術（深層離子蝕刻技術）的一個典型例子而已，如今這項技術在納米技術領域已經得到了越來越多地關注。

【5】Nat Commun：納米醫學方法可提高抗HIV藥物治療效果

DOI：10.1038/NCOMMS13184

來自英國利物浦大學的研究人員進行了一項新研究，他們希望通過納米技術改善對HIV病人的藥物治療。相關研究結果發表在國際學術期刊Nature Communication上。

納米醫學是應用納米技術進行疾病預防和治療的新領域。這個逐步發展的學科有望為醫學科學研究帶來巨大改變，目前已經有許多臨床治療和診斷方法受到納米醫學技術的影響。

現在對艾滋病的治療需要HIV攜帶者每天口服抗HIV藥物，而由於慢性口服藥物用藥量很大導致出現一些複雜問題，許多病人因各種原因無法遵守抗HIV口服藥物治療。

最近對HIV病人群體進行的評估表明，如果方法有效，病人願意選擇納米醫學替代治療。因此利物浦大學的研究人員著重進行了新型口服治療藥物的開發，想要藉助Solid Drug Nanoparticle（SDN）技術提高機體對藥物的吸收，這樣既可以減少藥物劑量，又可以節省花銷，節省更多的醫療預算治療更多的病人。

【6】Nat Commun：基於納米顆粒的組合免疫療法對致命性癌症發起三重打擊

doi：10.1038/ncomms12499

在過去幾年，調動人體免疫系統抵抗疾病的癌症療法已讓人們產生大量興趣。一種被稱作檢查點阻斷的免疫療法特別是有希望的。不過，儘管檢查點阻斷已取得一些顯著的成功，但是這種療法對一些最為致命的腫瘤幾乎沒有什麼效果。

如今，在一項新的研究中，來自美國芝加哥大學的研究人員開發出一種獨創性的方法來促進檢查點阻斷髮揮出更為強大的作用。這種療法為有效地治療結腸癌和肺癌等難治的轉移性癌症提供希望。相關研究結果於2016年8月17日在線發表在Nature Communications期刊上，論文標題為「Core-shell nanoscale coordination polymers combine chemotherapy and photodynamic therapy to potentiate checkpoint blockade cancer immunotherapy」。

論文通信作者、芝加哥大學化學教授Wenbin Lin說，「在癌症領域開展研究的每個人正在試圖找出增強檢查點阻斷免疫療法療效的方法。在這項研究中，我們能夠做到這一點。」

這種方法需要包含光敏感性試劑的免疫激活性納米顆粒和標準化療藥物之間發生複雜的相互作用：這兩者一起發揮作用來增強檢查點阻斷的療效。

【7】Nat Commun：瑞士科學家開發可遙控納米機器人 或可用於多種疾病治療

doi：10.1038/ncomms12263

過去幾年中，全世界的科學家們都在研究如何使用微縮機器人更好地進行多種疾病治療。這種機器人應當能夠進入人體，將藥物投遞到特定位置或者進行精準操作，比如清除動脈血栓。科學家們希望藉助這種機器人替代具有侵入性的複雜手術，使得疾病治療能夠更加優化。

來自瑞士洛桑聯邦理工學院的科學家們找到了一種開發仿生機器人的簡單方法，並且為這種機器人裝備了許多先進技術。他們還構建了一個測試機器人設計的平台，用以研究機器人不同的運動模式。相關研究結果發表在國際學術期刊Nature Communication上。

研究人員還構建了一個整合操作平台可以利用電磁場遠程遙控機器人的運動，還可以通過加熱的方法改變機器人形狀。

【8】Cancer Res：納米藥物新組合有望解決乳腺癌耐葯問題

DOI：10.1158/0008-5472.CAN-15-3435

近日，來自加拿大多倫多Sunnybrook研究所的研究人員在國際學術期刊Cancer Research上發表了一項最新研究進展，他們發現將一種納米顆粒化療藥物與抗血管生成藥物聯合使用能夠有效治療乳腺癌。

將bevacizumab等靶向VEGF信號途徑的抗血管生成藥物與化療藥物結合使用改變了對多種人類乳腺癌的臨床治療實踐。但是在治療過程中經常會產生適應性耐葯，其中一個主要機制在於腫瘤內部低氧環境的產生以及抗血管生成藥物造成的HIF-1a表達上調。進行抗血管生成治療之後雖然腫瘤內部血管數目減少血管功能受到抑制，但是會影響化療藥物向腫瘤內部的輸送。

與bevacizumab聯合使用的化療藥物不僅應該能夠降低HIF1a水平克服低氧誘導的適應性抵抗，同時還應該提高腫瘤灌注維持藥物向腫瘤內部的輸送。

【9】納米氣泡「炸死」殘餘癌細胞

原文報道：Exploding nanobubbles can kill cancer cells

通常在腫瘤外科切除手術后，會使用一種運用金顆粒的納米技術去探測並殺死剩下的癌細胞。到目前為止，這項技術僅在小鼠上完成試驗。在接下來的兩年時間裡，科研工作者準備開展一項新抗腫瘤技術的臨床試驗。如臨床試驗成功，對那些通過外科手術不能完全去除掉腫瘤細胞的癌症患者來說無疑將是一個"喜訊"。

因為，任何在外科手術中被遺留下來的癌細胞，都有可能發展成為一個新腫瘤並在全身發生轉移。所以醫生在手術過程中都希望能把患者的癌細胞都去除掉，這通常很難做到。另外，腫瘤學家經常會建議採用放射治療或者化療來消除這些殘留的癌細胞，這是也是目前主流的方案，但遠遠做不到萬無一失。

【10】Nature：納米療法對免疫細胞重編程 逆轉自身免疫疾病

近日，來自Parvus Therapeutics公司的研究人員通過研究描述了公司新型納米藥物的治療應用，相關研究刊登於國際雜誌Nature上，研究者指出，這種新型納米藥物療法可以對白細胞重編程使其成為可以鈍化自身免疫反應並且幫助恢復免疫系統平衡狀態的調控細胞。這種名為「Navacims」的納米藥物由包被有疾病相關的肽類主要組織相容性複合體（pMHCs）的納米顆粒組成，pMHCs可以通過直接結合其抗原受體來改變病理性的T淋巴細胞的行為。

研究者Santamaria指出，自身免疫疾病包括1型糖尿病、多發性硬化症及風濕性關節炎，患者機體中會發生相當複雜的反應，最終引發慢性器官炎症、器官異常，有時候甚至會引發早產兒死亡。而在不抑制機體抵禦感染和癌症的正常免疫反應的前提下，鈍化這些不良的免疫反應目前來講是不太可能的。（生物谷Bioon.com）