纳米有多小？

      地球上最高的山峰喜马拉雅山有几千米高；摩天大楼高约几百米；普通人身高不到两米；大拇指的宽度大约是一厘米；蚂蚁身长几毫米；而头发丝的直径一般为1毫米的十几分之一，这几乎是我们日常生活中能见到的最小尺寸了。

那纳米是什么概念呢？

      纳米是毫米的一百万分之一，早已超出了肉眼所能观测的极限，甚至超出了光学显微镜的最小分辨率，在实验室中也需要借助透射电子显微镜等高精仪器才能进行观测。那么纳米是否离我们很遥远呢？答案是否定的。举个例子：夏天时常能见到莲池里的荷叶上盛有一汪清水，这被称为“荷叶效应”。究其原因，荷叶的表面具有许多排列非常紧密的纳米级突起，使得再小的水滴也无法渗入，而只能在荷叶表面滚动。说到生命科学领域，纳米这个概念更是无处不在。所有生命奥秘的蓝图——DNA，其直径约为2纳米，DNA转录为RNA，再在核糖体的作用下翻译为蛋白质，这一系列过程都是在纳米的世界里展开的。从微观到宏观，才构成了我们这个大千世界，纳米可以说与我们的生命生活息息相关。

纳米技术用在哪？

        自从1956年美国物理学年会上著名物理学家费曼首次清晰地表达了纳米科技的概念后，关于纳米技术的基础研究及实际应用就成了科研工作者们追逐的热点，纳米技术开始在许多不同的领域大放异彩。纳米材料具有比表面积大、粒径小的特点，与宏观尺寸的材料相比，由于其独特的电子运动状态及表面效应，使其性能得到了巨大的提升。

       在航空航天领域，质量轻、强度大、耐热好的纳米碳复合材料早已大展身手；在环保领域，拥有巨大的比表面积的纳米材料能大幅提高有机污染物的分解效率；在电子领域，7纳米尺寸的芯片赋予了电子产品非凡的性能；甚至在日常生活中，衣物、防晒霜……等中都能见到纳米技术的影子。

       而在药物制剂领域，关于纳米技术的研究及应用也是进行得如火如荼。纳米药物带来了普通药物难以比肩的特性，极大地改善了药物的疗效。比如纳米技术可以显著提高难溶性药物在体内的溶解和吸收，从而改善其疗效。普通的药物就像一块大方糖，放入水中后难以在短时间内溶解；而经过纳米技术改造后就如糖粉一般，很快就能完全溶解了。

纳米药物——刺向肿瘤的一把“尖刀”

       提到肿瘤，人们难以不为之色变。根据国家癌症中心发布的中国最新癌症报告显示，2016年中国新增癌症病例406.4万，新增癌症死亡241.35万例。也就是说，在我国，平均每天就有一万多人会被确诊为癌症，平均每分钟就有约8人确诊。肺癌、结直肠癌、前列腺癌、乳腺癌等发病率及死亡率都呈上升趋势。癌症就像死神的镰刀，无时无刻不在冰冷地收割着一条条鲜活的生命。

       笼罩在癌症的巨大死亡阴影下，人类，拿起了什么利器进行战斗呢？

       在与肿瘤斗争的漫长时光里，人们想出了各种各样的手段。虽然目前已有多项关于免疫疗法的研究乃至临床实验问世，但临床上对肿瘤的一线治疗方案还是以手术切除及放化疗为主。

       因此，抗肿瘤药物是目前临床上治疗肿瘤的主力军，而纳米药物则是这支主力军中的“奇兵”。纳米药物的一大优势就是其靶向性。抗肿瘤药物从问世就被赋予了杀死肿瘤细胞的使命，但常规的非纳米抗肿瘤药物就像一个闯入新地图的刺客一般，无法精准到达目标对象的所在坐标，再加上肿瘤细胞十分擅长伪装，难以和正常细胞进行区分，因此常常会造成误伤，往往造成“杀敌一千，自损八百 ”的局面。此外，抗肿瘤药物往往本身具有较大毒性，且半衰期短，在临床应用中难以避免地出现毒副作用大、耐药性强、疗效低等缺点。而抗肿瘤纳米药物则很好地解决了这一问题，它们就像给抗肿瘤药物加上了导航系统，能够利用肿瘤组织和正常组织在结构上的差异，实现靶向输送药物。其内在机理为：肿瘤组织由于迅速扩张，其用于营养供给的新生血管构造与正常血管不同，后者的胞间间隙通常小于1纳米，而前者由于生长过快则会产生几十甚至几百纳米的空隙，正好可以容纳并截留抗肿瘤纳米药物。同等剂量的药物进入体内，纳米药物可以更多地蓄积在肿瘤部位，自然就减少了其他部位的药物暴露 ，从而在增效的同时也实现减毒的效果，正可谓是一箭双雕。

       目前国内外已上市的抗肿瘤纳米药物有20多种。临床常用的纳米药物包括白蛋白紫杉醇，它利用白蛋白纳米载体来包载紫杉醇，可以缓解紫杉醇注射液带来的过敏问题，同时提高药物进入肿瘤组织的含量，达到增效减毒的作用。目前已广泛应用于乳腺癌、卵巢癌、胰腺癌等的治疗。另一种经典的抗肿瘤纳米药物是1995年强生在美国上市的 Doxil，它是采用PEG化脂质体来包载抗肿瘤化疗药阿霉素，在保证其抗肿瘤疗效的同时减少了“误杀”，降低了阿霉素对人体的心肌、骨髓、肝脏及肾脏的毒性，目前在临床上的主要应用范围包括乳腺癌、胃癌、急性髓细胞性白血病等。此外，上海谊众研发的注射用紫杉醇聚合物胶束于2021年在国内获批上市，该药物为广谱抗肿瘤药物，可适用于多种肿瘤疾病。

       实践证明，在癌症还未发生或发展早期就进行预防和诊断是治疗肿瘤的最佳方式。在肿瘤的发展初期，虽未显现出明显症状，但肿瘤细胞会脱落进入血液，成为将来转移灶形成的“种子”，纳米材料正可以与血液中的肿瘤细胞结合，使后者在相应仪器中被检出；当肿瘤达到一定大小时，可注射纳米铁等造影剂来进行探测和诊断，实现肿瘤的早发现、早治疗。

展望

       药物是指用于预防、诊断、治疗人的疾病，有目的地调节人的生理机能并规定有适应症或功能主治、用法用量的物质。具象到抗肿瘤药物，它们在肿瘤的预防、诊断及治疗整个过程中都发挥了作用。而这些场景，处处都有纳米药物的身影。那么，纳米技术在抗肿瘤领域未来该走向何方呢？

       首先，目前大部分纳米药物都是用于包载小分子药物，而绝大多数药物的作用机制都与蛋白质有关，或干扰或激活其特定功能。那么从其上游去调控相应的RNA就成为另一种治疗策略。另外，理论上来说，操控任何蛋白上游的RNA都可以实现，这只需要对特定序列的碱基对进行操作，尤其针对那些因结构特殊而无法直接设计药物的蛋白靶点来说意义重大。

       其次，纳米药物应向更智能化的方向发展，首先利用纳米药物的靶向性蓄积在肿瘤部位，再通过合理的理化设计使其在肿瘤的特殊环境中改变形态或结构，释放出其中的抗肿瘤活性成分，实现时间及空间上对肿瘤的选择性杀伤。

       另外，纳米技术也应参与到正在兴起的免疫疗法中。任何疾病的最佳治疗方案都是预防疾病的发生，就像我们接种的各种病毒疫苗一样，我们应大力发展癌症疫苗等，充分“动员”我们自身的免疫系统功能，将肿瘤发生扼杀在萌芽状态。

       最后，随着科技的进一步发展和多学科的不断融合，有望实现医用纳米机器人，它将能真正意义上实现药物的精准智能递送，像列车一般将“弹药 ”精准地送到前方，也将患者送到新生的彼岸。