纳米技术让抗癌药效增强2万倍， yet无副作用

科学家利用球形核酸（SNAs）研发出一种新型药物。球形核酸是一种纳米结构，能将药物直接嵌入包裹微小球体的DNA链中。这种重新设计将一种效果微弱、溶解性差的化疗药物转变为一种高度靶向的抗癌剂，且不会损伤健康组织。

对白血病疗效的显著提升
这种新疗法在患有急性髓系白血病（AML，一种生长迅速且难以治疗的血癌）的动物身上进行了测试。与标准化疗药物相比，基于SNA的药物进入白血病细胞的效率提高了12.5倍，杀伤白血病细胞的效果最高提升了2万倍，减缓癌症进展的效果提升了59倍——且均未检测到副作用。

这一成功凸显了结构纳米医学日益增长的潜力。结构纳米医学是一个精确控制纳米药物的成分和结构，以改善其与人体相互作用的领域。目前已有七种基于SNA的疗法进入临床测试阶段，研究人员认为这种方法有望为癌症、感染、神经退行性疾病和自身免疫性疾病的新疫苗和疗法开辟道路。该研究结果于10月29日发表在《ACS Nano》杂志上。

“阻止肿瘤发展”
该研究的领导者、美国西北大学的查德·A·米尔金（Chad A. Mirkin）表示：“在动物模型中，我们证明了能够阻止肿瘤的发展。如果这一成果能应用于人类患者，将是一项非常令人振奋的进展。这意味着更有效的化疗、更高的缓解率和更少的副作用——这一直是所有癌症治疗的目标。”

米尔金是化学和纳米医学领域的领军人物，现任西北大学乔治·B·拉特曼化学教授、化学与生物工程教授、生物医学工程教授、材料科学与工程教授及医学教授。他还担任国际纳米技术研究所所长，并且是罗伯特·H·卢里综合癌症中心的成员。

重新审视经典化疗药物
在这项研究中，米尔金团队重新研究了5-氟尿嘧啶（5-Fu），这是一种长期使用的化疗药物，以效率有限和副作用严重著称。由于它不仅影响癌细胞，也会影响健康细胞，5-氟尿嘧啶可能导致恶心、疲劳，在罕见情况下还会引发心脏并发症。

米尔金解释说，问题不在于药物本身，而在于其溶解性差。在许多生物体液中，其溶解度不足1%，这意味着大部分药物无法到达目标部位。当药物溶解性差时，会聚集在一起或保持固态，阻碍人体有效吸收。

米尔金说：“我们都知道化疗通常毒性很强，但很多人没有意识到化疗药物往往溶解性也很差，因此我们必须找到方法将其转化为水溶性形式并有效递送。”

球形核酸如何改变药物递送
为了克服这一局限，研究人员采用了球形核酸——一种被密集的DNA或RNA外壳包裹的球状纳米颗粒。细胞很容易识别这些结构并将其摄入。在这项研究中，米尔金团队通过化学方法将化疗分子整合到DNA链中，制造出一种能被癌细胞自然吸收的药物。

米尔金解释道：“大多数细胞表面都有清道夫受体，但髓系细胞会过度表达这些受体，因此其数量更多。如果这些受体识别出某个分子，就会将其拉入细胞内。球形核酸无需强行进入细胞，而是通过这些受体被自然摄取。”

进入细胞后，酶会分解DNA外壳，将化疗药物直接释放到癌细胞内。这种结构重新设计彻底改变了5-氟尿嘧啶与白血病细胞的相互作用方式，显著提高了其疗效。

精准靶向，将伤害降至最低
在小鼠模型中，这种新疗法几乎清除了血液和脾脏中的白血病细胞，同时显著延长了存活时间。由于球形核酸能选择性靶向急性髓系白血病细胞，健康组织未受损伤。

米尔金说：“如今的化疗药物会杀死所有遇到的细胞，因此在杀死癌细胞的同时也会杀死大量健康细胞。我们的结构纳米医学会优先寻找髓系细胞，不是让化疗药物充斥全身，而是在需要的部位精准递送更高、更集中的剂量。”

迈向临床试验的下一步
研究团队目前计划在更多小型动物模型中测试这种方法，待获得额外资金后，再推进到大型动物试验，最终进行人类临床试验。

这项题为《化疗球形核酸》的研究得到了美国国家癌症研究所、美国国家糖尿病与消化和肾脏疾病研究所的支持，以及西北大学罗伯特·H·卢里综合癌症中心的进一步资助。