为了应对癌症高发以及高致死性的严重局面，目前世界各国都纷纷在包括相关科技研究等许多方面积极努力，需找良策。近年来，纳米材料和纳米技术的高速发展，并广泛应用于多个领域，为建立有效的癌症诊断和治疗技术提供了新的契机。纳米生物与医学涉及到多种学科和技术，同时也极大地促进了包括医学、生物学以及工程学等学科的进步。对癌症诊断和治疗现状的改善，集中体现在生命科学、纳米技术、医疗技术等多学科交叉的创新与集成。国内外研究表明，采用纳米技术研究癌症的早期检测、诊断以及有效治疗，已成为纳米生物与医学发展的重中之重，纳米药物在治疗癌症方面具有无可比拟的独特性质和优势。

　　 早期诊断大显身手

　　癌症的早期诊断对于癌症的防治具有重要作用。世界卫生组织统计表明，癌症患者若能早期发现，治愈率可达8成。肿瘤标志物是反映肿瘤存在的化学类物质，在肿瘤组织中的含量大大超过正常组织，对其检测有助于肿瘤的早期诊断和分类。目前，已经有一些纳米技术应用于癌症的早期检测，使我们获取信息的质量、数量和密度都大为提高。由于早期肿瘤生物标志分子很少，如果采用一种能够放大标记的方法，则有望实现肿瘤的早期检测。

　　研究人员在纳米颗粒中包埋基质金属蛋白酶(MMP)降解的短肽，当纳米粒子聚集到肿瘤区域后，纳米粒子上的短肽降解到血液中，最终在肾脏中聚集，并通过尿液排出，可以采用质谱检测到。这种新方法克服了肿瘤生物标记物浓度低的限制，能够大大提高肿瘤的早期诊断。另外，研究人员开发了肿瘤标志物纳米芯片检测技术，通过检测患者的血清，能够发现肝癌、肺癌、乳腺癌、胰腺癌等多种肿瘤标志物，从而精确快速地检测肿瘤标志物。该方法灵敏度高，系统显示的颜色变化肉眼也可看见，适合肿瘤普查。

　　此外，许多纳米材料自身具有提升成像能力的特性。例如，基于钆和氧化铁的纳米颗粒可以提高核磁共振对比度；微纳米气泡颗粒可以提高超声成像效果；半导体纳米晶体和量子点可以被应用于光成像等。东南大学生物科学与医学工程学院近期利用磁性纳米颗粒在无创性肿瘤的早期诊断研究方面取得了阶段进展，即采用聚乙二醇（PEG）修饰的超顺磁磁性纳米颗粒，实现了体内肿瘤的被动靶向，并正在向核磁共振造影剂产品方向发展。动物实验表明，PEG修饰能够有效降低氧化铁纳米粒子被肝脾组织摄取，从而实现在肿瘤组织的有效富集，达到高效的磁共振肿瘤成像效果，对于肿瘤早期诊断和肿瘤转移灶的探查具有重要的应用价值。

　　 纳米药物效果显著

　　关于纳米生物效应研究，尤其是采用纳米药物针对肿瘤的研究是重点的研究方向。纳米药物用于肿瘤治疗是纳米科技与肿瘤生物学交叉的创新性项目。相对于传统的药物输送方法，纳米颗粒用于药物的输送具有独特的优势：首先，纳米颗粒具有较高的比表面积，能够大大提高药物的负载量；其次，纳米颗粒的表面也可以修饰PEG等功能性分子，有利于延长纳米颗粒在生物体内的循环时间，从而提高肿瘤的治疗效果。另外，纳米颗粒可以负载多种类型的活性分子和目标配体，提供纳米药物载体与细胞的特异性结合，从而提高治疗效果，减少药物的毒副作用。

　　近年来，纳米药物载体研究也取得了重要进展，其中脂质体、聚合物纳米颗粒等被广泛用作药物传递载体。将发射性元素直接注射到脑瘤内，会很快被血液清除而降低治疗效果。为此，研究人员将铼-186封装在脂肪分子或脂质体中（～100nm）,能将辐射性纳米粒子直接递送到脑肿瘤部位，其辐射剂量是目前癌症患者放射治疗剂量的20～30倍，且不会影响脑部其他大面积的健康组织，可完全消除肿瘤。美国莱斯大学的研究人员将化疗药物阿霉素、紫杉醇、金纳米颗粒、抗体以及微量的放疗药物结合，制备出一种等离子体纳米气泡，实现了肿瘤的靶向治疗，减少了对健康组织的伤害。

　　金、银等纳米颗粒也广泛应用于生物医学研究领域。研究人员发现，在金纳米颗粒表面包覆化疗药物顺铂，能够有效提高化疗和放疗效果。澳大利亚的科学家制备了一种包含金纳米颗粒的聚合物药物载体——“智能炸弹”。这种药物载体注入血管后会富集在肿瘤部位，如果在患者体外用近红外激光束激射这些药物载体，载体内部的药物则会被释放，从而提高抗肿瘤药物的疗效。近日，美国加州大学圣巴巴拉分校的研究人员通过银和多肽构建了一种新型肿瘤靶向纳米颗粒，这种新型纳米颗粒不但可以作为靶向肿瘤的药物运输工具实现肿瘤的治疗作用，而且银纳米颗粒也可以用于治疗感染性疾病。

　　虽然纳米技术在癌症的早期检测、诊断和治疗中表现出一定优势，但仍存在许多尚未解决的问题。如在体内的应用包括检测和治疗时，缺乏对纳米材料生物安全性与生物相容性的检测与标准的系统评价；将纳米药物导向目标器官、组织或细胞时，靶向效率需要进一步提高；基于纳米技术或器件进行体外实验室检测时，虽然灵敏度有了很大改善，但在实际应用方法或规范等方面还需要进一步研究等。这些问题的解决需要政府、科研人员的大量努力和付出，以推进纳米技术在癌症及其他疾病诊断和治疗中的应用。

　　 延伸阅读

　　德国2001年启动纳米生物技术研究计划，在6年内投入1亿马克，第一批21个项目的参与资金为4000万马克，计划的重点是研制出用于诊疗的摧毁肿瘤细胞的纳米导弹和可存储数据的微型存储器。美国国家癌症研究所于2004年9月正式成立纳米科技攻克肿瘤联盟，投入1.443亿美元的启动资金，资助以纳米科技为基础的抗肿瘤药物研究和此类产品的标准制定。

　　我国对纳米科技发展也给予了高度重视，自2001年制定并发布了《国家纳米科技发展纲要(2001~2010)》以来，通过包括国家重大科学计划“纳米研究”、“863”计划以及支撑项目等许多计划或部署，对纳米科技研发的各个方面予以支持，其中相当一部分资助了对各种癌症的早期诊断、治疗以及治疗效果的判定等。

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