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近日，據(jù)美國一項在20世紀(jì)70年代至1999年對患癌兒童進(jìn)行的研究結(jié)果表明，盡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(zhì)量依然非常低，尤其是在20世紀(jì)90年代患者的預(yù)后往往表現(xiàn)較差。 大約70%的兒童癌癥幸存者都會經(jīng)歷療法引發(fā)的副作用，包括患第二種癌癥等，隨著患者生存率改善，兒童癌癥幸存者的數(shù)量也在不斷增加。療法引發(fā)的副作用往往也會引起患者和家庭的壓力，并且增加患者對健康體系的要求，但新型療法領(lǐng)域的出現(xiàn)—納米醫(yī)學(xué)未來獲獎為兒童癌癥的治療提供一定的希望，同時這種新型療法還能夠降低癌癥患者的副作用，并且?guī)椭纳瓢┌Y患者的生存質(zhì)量。
什么是納米醫(yī)學(xué)？ 納米醫(yī)學(xué)就是納米顆粒/納米材料在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用，納米顆粒是一種運輸藥物的形式，其能夠?qū)⑺幬镞\輸?shù)剿幬锉旧頍o法達(dá)到的地方。納米就意味著“微小”，一納米等于十億分之一米，用作藥物運輸?shù)募{米顆粒通常在20-200納米左右，盡管這依賴于研究者對納米顆粒的設(shè)計。 納米顆粒能夠被工程化操作并且被設(shè)計地能夠包裝運輸藥物直接進(jìn)入到患處，這種靶向作用方法就意味著藥物僅會被運輸?shù)交颊邫C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批準(zhǔn)的首個癌癥納米藥物是聚乙二醇-脂質(zhì)體阿霉素(Doxil)，從1995年開始，這種納米藥物就被用來治療多種類型的癌癥，比如卵巢癌、多發(fā)性硬化癥、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于治療成年人癌癥的新型納米藥物療法進(jìn)行測試，但最終僅有非常有限的療法能夠獲批用于治療兒童癌癥。
納米醫(yī)學(xué)療法如何發(fā)揮作用？ 納米顆粒藥物運輸系統(tǒng)能夠以不同的方式來發(fā)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，并促使這些化合物與腫瘤細(xì)胞表面的分子相結(jié)合，一旦吸附結(jié)合后，納米顆粒就能夠?qū)邢蛩幬锇踩\輸?shù)教厥獾?a >腫瘤位點。 同時納米顆粒還能夠幫助增加藥物的可溶性，當(dāng)藥物開始“工作”時，其就必須進(jìn)入到血液中，這就意味著這些藥物必須具有一定的可溶性，比如癌癥藥物紫杉酚（Taxol）就是不溶的，其必須溶入到運輸制劑中才能夠進(jìn)入到血液中，但這種制劑常常會誘發(fā)患者出現(xiàn)過敏反應(yīng)。為了克服這些問題，化學(xué)家們就從天然蛋白白蛋白中開發(fā)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(chǎn)生額外的過敏反應(yīng)。 腫瘤通常都跟發(fā)瘋了一樣，他們會滲透到血管中并在血管中萌芽，當(dāng)然這些血管也能夠讓化療藥物直接進(jìn)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并不會進(jìn)入到腫瘤中，從而就會無形中對腫瘤周圍的健康組織發(fā)起攻擊，而納米顆粒相對而言是一種較大的分子，其能夠進(jìn)入腫瘤中殺滅腫瘤細(xì)胞。 一旦納米顆粒將藥物運輸?shù)郊?xì)胞中時，其就會降解為無害的副產(chǎn)物，這對于正在發(fā)育中的兒童癌癥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(jìn)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(fā)出了一系列納米顆粒，其中一個最有趣的結(jié)構(gòu)就是DNA折紙工藝（DNA origami），由于DNA是一種生物學(xué)分子，將納米顆粒工程化改造成為DNA折紙形狀似乎并不會被機體免疫系統(tǒng)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(tǒng)的同時還能夠?qū)⑺幬镞\輸?shù)郊膊〖?xì)胞中，從而就能夠降低藥物引發(fā)的副作用。 納米結(jié)構(gòu)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(jìn)胰腺癌患者機體中腫瘤生長、癌癥擴散以及癌細(xì)胞對化療的耐受性。隨后研究人員利用名為聚合納米載體的納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，將其同沉默癌癥基因表達(dá)的一種藥物相結(jié)合，隨后研究人員將藥物和納米結(jié)構(gòu)裝載成為一種新型結(jié)構(gòu)，就成功實現(xiàn)了將藥物運輸至腫瘤患處的目的。 這些納米結(jié)構(gòu)能夠有效降低癌癥基因的表達(dá)，阻斷腫瘤生長并且降低胰腺癌的擴散，但研究人員還發(fā)現(xiàn)，聚合納米結(jié)構(gòu)還能夠同實驗室中其它沉默癌癥基因的藥物相結(jié)合，這就意味著這種新方法或許能夠被用來治療一系列基于癌基因表達(dá)所引發(fā)的癌癥。
納米醫(yī)學(xué)如何幫助治療兒童癌癥？ 在兒童癌癥的標(biāo)準(zhǔn)治療中，研究人員通常會根據(jù)成年人的使用劑量，根據(jù)患兒的年齡和體型大小來給予其最大耐受量的化療藥物，但兒童并不是小的成年人，其所經(jīng)歷的生長和發(fā)育過程可能會引發(fā)患者對療法產(chǎn)生不同的反應(yīng)和效果，而這些反應(yīng)似乎在成年患者中觀察不到。 此外，如果兒童對藥物開始產(chǎn)生耐受性，那么他們就已經(jīng)處于最大耐受劑量了，這也就意味著在不增加藥物毒副作用的前提下并沒有空間來增加藥物的使用量了，而通過對藥物進(jìn)行包裝并且將其直接運輸?shù)交颊邫C體的疾病細(xì)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(yī)學(xué)在治療兒童癌癥上表現(xiàn)出了巨大潛力，然而當(dāng)前在該領(lǐng)域研究非常少，在250多個納米醫(yī)學(xué)產(chǎn)品中，大約三分之二的納米醫(yī)學(xué)療法都重點關(guān)注于癌癥的治療，然而這似乎并不能夠轉(zhuǎn)化成為治療兒童患者的新型癌癥療法。但如今研究者們?nèi)〉昧艘欢ǖ倪M(jìn)步，研究人員目前正在開發(fā)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(xì)胞瘤。 研究人員也不斷開發(fā)新型的納米醫(yī)學(xué)療法用來治療其它嚴(yán)重的兒童癌癥，比如藥物難治性的急性淋巴細(xì)胞白血病（一種常見的兒童白血病）和神經(jīng)細(xì)胞瘤等。 參考資料： 【1】Childhood cancer survivors live longer， but not necessarily with better health 【2】Challenges and strategies in anti-cancer nanomedicine development： An industry perspective Advanced Drug Delivery Reviews doi：10.1016/j.addr.2016.04.025 【3】Re-visiting Hypersensitivity Reactions to Taxanes： A Comprehensive Review. Clin Rev Allergy Immunol doi： 10.1007/s12016-014-8416-0 【4】Albumin-bound paclitaxel： a next-generation taxane. Expert Opin Pharmacother Biomacromolecules doi： 10.1021/acs.biomac.6b00185 【6】New cancer nanomedicine reduces pancreatic tumour growth 【7】Nanomedicine to Mitigate Toxic Side-Effects of Chemotherapy in Children Ann J Materials Sci Eng 【8】The big picture on nanomedicine： the state of investigational and approved nanomedicine products. Nanomedicine doi： 10.1016/j.nano.2012.05.013 【9】Explainer： what is nanomedicine and how can it improve childhood cancer treatment？ |
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