人體試驗的結(jié)果令人震驚。一位病人僅僅靜脈注射了兩小時的一種實驗性抗癌藥物，劑量較平時還要小，體內(nèi)的雙肺多發(fā)轉(zhuǎn)移瘤就開始縮小，有的甚至消失不見。另一位病人接受了 6 個月治療后，體內(nèi)的宮頸瘤縮小了近 60%。此次由位于美國馬薩諸塞州劍橋市的生物科學(xué)公司 bindbiosciences 設(shè)計的藥物試驗，只是為了證明這項基于納米技術(shù)的實驗性療法是否安全。但是，令人倍受鼓舞的試驗結(jié)果再一次點燃了人們對于納米藥物的希望。
十多年來，研究人員一直在努力研發(fā)能更有效、更安全地投遞藥物的納米顆粒。他們的研究目標是讓攜帶藥物化合物的納米顆粒有選擇性地瞄準腫瘤細胞或其他病變細胞，同時避開健康的細胞。納米微粒的表面可附著抗體或其他分子，以精確識別靶向細胞。美國國立癌癥研究所納米技術(shù)研發(fā)項目的負責(zé)人薩拉·胡克（Sara Hook）表示：“納米科技的最大優(yōu)勢之一，就是可以對粒子形式的東西進行改造，這樣就能專門針對腫瘤細胞化療，從而保護人體的健康細胞，使患者免受副作用的不良影響�！�
然而，實現(xiàn)這一設(shè)想的難度很大。挑戰(zhàn)之一是：藥物在與納米微粒結(jié)合后，藥物在人體內(nèi)的藥性會發(fā)生極大的改變。納米微粒能夠改變藥物的溶解性、毒性和起效速度等——這有時是好事，有時則是壞事。如果一種藥物的主要問題在于它對于非目標組織是有毒的，那么納米技術(shù)能夠確保藥物被投遞到病變細胞而非健康細胞。而如果一種藥物需要被病變細胞快速吸收才能夠發(fā)揮功效，那么納米微粒就有可能減慢吸收過程，將一種最優(yōu)治療變?yōu)榇蝺?yōu)。
成立于 2007 年的 bind 公司，致力于研制出新型靶向給藥納米微粒，系統(tǒng)地改變微粒的結(jié)構(gòu)和成分，從而攻克上述難題。一般而言，靶向藥物納米微粒的制造過程分為兩個步驟：首先，藥物被封入一個納米顆粒中；然后，將粒子的外表面與靶向分子綁定在一起，通過靶向分子把治療性顆粒導(dǎo)向病變細胞。這種納米顆粒的制造過程很難控制和復(fù)制，因此限制了研究人員對納米顆粒的表面屬性進行微調(diào)的能力。為了避開這一難題，bind 公司利用自組裝技術(shù)合成了攜帶藥物的納米微粒。公司技術(shù)研發(fā)部高級副總裁杰夫·哈卡克（Jeff Hrkach）表示：“為了優(yōu)化每種藥物的療效，我們會進行數(shù)百次的組合測試�！�
麻省理工學(xué)院羅伯特·蘭格教授團隊開發(fā)出了控制藥物釋放的納米顆粒（圖片來源：MIT）
bind 公司聯(lián)合創(chuàng)始人、哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院 brigham 婦女醫(yī)院副教授奧米德·法羅扎德（Omid Farokhzad）曾在麻省理工學(xué)院跟隨化學(xué)工程教授羅伯特·蘭格（RobertLanger）做博士后研究員，期間他研究出了一種制造納米顆粒的新方法。蘭格的團隊當時已經(jīng)開發(fā)出能夠控制藥物釋放的納米顆粒，但這些顆粒還無法辨認出癌細胞。法羅扎德面對的第一個挑戰(zhàn)，就是制造出能夠?qū)Π┘毎M行靶向治療的納米顆粒分子，并讓它們在血液中不顯得特殊，免遭免疫系統(tǒng)的消滅。第二個挑戰(zhàn)是，找到一種穩(wěn)定、可復(fù)制的制造過程。
法羅扎德和蘭格發(fā)現(xiàn)了一種方法，對納米顆粒和藥物這兩個部分進行自組合，生成最終產(chǎn)品。兩種聚合物構(gòu)成了一張復(fù)雜的納米顆粒網(wǎng)，顆粒上搭載著藥物。其中一種聚合物在化學(xué)和結(jié)構(gòu)上分成截然不同的兩個區(qū)域，即“塊區(qū)”（block）：不溶于水的塊區(qū)構(gòu)成了包裹藥物的保護網(wǎng)的一部分，而可溶于水的塊區(qū)為最終產(chǎn)品披上了一件隱形外衣，可以規(guī)避免疫系統(tǒng)。另一種聚合物由三個塊區(qū)組成：前兩個塊區(qū)與第一種聚合物相同，第三個塊區(qū)含有一個靶向分子——確保最終顆粒附著到目標細胞上。制成攜帶藥物的納米顆粒很簡單，就是將這些聚合物以合適的比例與藥物進行混合。
這些自組合的聚合體能夠可重復(fù)地批量生產(chǎn)。這種方法還有一個額外的好處，這也可能是bind公司獲得成功的真正關(guān)鍵所在。這種制造納米顆粒的方法——即單獨制備具有兩個或三個塊區(qū)的聚合物，可以讓研究人員使用高通量的篩選方式。這和藥物化學(xué)家們設(shè)計和測試新藥的方式相類似。每一個塊區(qū)都可以進行微調(diào)——擴大某一塊區(qū)，改變另一塊區(qū)的藥量——并且可以改變每個聚合物的相對數(shù)量。
bind-014 是該公司第一款進行臨床試驗的藥物。該藥物攜帶一種被廣泛使用的化療藥物多西他賽（docetaxel），可通過血流到達癌細胞。藥物被封在一個由可生物降解的聚合體構(gòu)成的球形納米顆粒中，這種聚合體能夠保護藥物并避開人體的免疫系統(tǒng)。每個納米顆粒的外表面都分布著多個能夠靶向癌細胞的分子。這些納米顆粒一旦接觸到目標細胞，就會附著在它們的表面，致使目標細胞吞沒顆粒。藥物從顆粒中有序地滲出，進入病變細胞。
加州理工學(xué)院教授馬克·戴維斯（MarkDavis）期望，正在進行臨床試驗的這些靶向納米顆粒療法，包括bind-014 以及他的實驗室中研制出的一種療法，能夠展示出這項技術(shù)的潛力�！俺牵ê笃谂R床試驗）能夠在統(tǒng)計學(xué)上顯著地證明這些定向納米顆粒對病人確實有效，否則醫(yī)學(xué)界根本不會產(chǎn)生任何興奮之情�！蹦壳埃瑓⑴c bind-014 一期臨床試驗的 17 位患者的結(jié)果看上去充滿了希望，但真正的有效性測試要等到可能在2012 年下半年開始的二期臨床試驗。
bind 公司使用的這種“可編程”設(shè)計，可能成為將更多的納米顆粒靶向藥物投入人體試驗的關(guān)鍵所在。該方法能夠應(yīng)用于現(xiàn)有的任何一種藥物或化合物上，包括那些已經(jīng)被制藥公司下架的對人全身毒性過大的藥物。“我們相信，我們將有一個十分寬廣的可開發(fā)藥物的平臺�！惫ǹ苏f。（作者 Susan Young）
十多年來，研究人員一直在努力研發(fā)能更有效、更安全地投遞藥物的納米顆粒。他們的研究目標是讓攜帶藥物化合物的納米顆粒有選擇性地瞄準腫瘤細胞或其他病變細胞，同時避開健康的細胞。納米微粒的表面可附著抗體或其他分子，以精確識別靶向細胞。美國國立癌癥研究所納米技術(shù)研發(fā)項目的負責(zé)人薩拉·胡克（Sara Hook）表示：“納米科技的最大優(yōu)勢之一，就是可以對粒子形式的東西進行改造，這樣就能專門針對腫瘤細胞化療，從而保護人體的健康細胞，使患者免受副作用的不良影響�！�
然而，實現(xiàn)這一設(shè)想的難度很大。挑戰(zhàn)之一是：藥物在與納米微粒結(jié)合后，藥物在人體內(nèi)的藥性會發(fā)生極大的改變。納米微粒能夠改變藥物的溶解性、毒性和起效速度等——這有時是好事，有時則是壞事。如果一種藥物的主要問題在于它對于非目標組織是有毒的，那么納米技術(shù)能夠確保藥物被投遞到病變細胞而非健康細胞。而如果一種藥物需要被病變細胞快速吸收才能夠發(fā)揮功效，那么納米微粒就有可能減慢吸收過程，將一種最優(yōu)治療變?yōu)榇蝺?yōu)。
成立于 2007 年的 bind 公司，致力于研制出新型靶向給藥納米微粒，系統(tǒng)地改變微粒的結(jié)構(gòu)和成分，從而攻克上述難題。一般而言，靶向藥物納米微粒的制造過程分為兩個步驟：首先，藥物被封入一個納米顆粒中；然后，將粒子的外表面與靶向分子綁定在一起，通過靶向分子把治療性顆粒導(dǎo)向病變細胞。這種納米顆粒的制造過程很難控制和復(fù)制，因此限制了研究人員對納米顆粒的表面屬性進行微調(diào)的能力。為了避開這一難題，bind 公司利用自組裝技術(shù)合成了攜帶藥物的納米微粒。公司技術(shù)研發(fā)部高級副總裁杰夫·哈卡克（Jeff Hrkach）表示：“為了優(yōu)化每種藥物的療效，我們會進行數(shù)百次的組合測試�！�
麻省理工學(xué)院羅伯特·蘭格教授團隊開發(fā)出了控制藥物釋放的納米顆粒（圖片來源：MIT）
bind 公司聯(lián)合創(chuàng)始人、哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院 brigham 婦女醫(yī)院副教授奧米德·法羅扎德（Omid Farokhzad）曾在麻省理工學(xué)院跟隨化學(xué)工程教授羅伯特·蘭格（RobertLanger）做博士后研究員，期間他研究出了一種制造納米顆粒的新方法。蘭格的團隊當時已經(jīng)開發(fā)出能夠控制藥物釋放的納米顆粒，但這些顆粒還無法辨認出癌細胞。法羅扎德面對的第一個挑戰(zhàn)，就是制造出能夠?qū)Π┘毎M行靶向治療的納米顆粒分子，并讓它們在血液中不顯得特殊，免遭免疫系統(tǒng)的消滅。第二個挑戰(zhàn)是，找到一種穩(wěn)定、可復(fù)制的制造過程。
法羅扎德和蘭格發(fā)現(xiàn)了一種方法，對納米顆粒和藥物這兩個部分進行自組合，生成最終產(chǎn)品。兩種聚合物構(gòu)成了一張復(fù)雜的納米顆粒網(wǎng)，顆粒上搭載著藥物。其中一種聚合物在化學(xué)和結(jié)構(gòu)上分成截然不同的兩個區(qū)域，即“塊區(qū)”（block）：不溶于水的塊區(qū)構(gòu)成了包裹藥物的保護網(wǎng)的一部分，而可溶于水的塊區(qū)為最終產(chǎn)品披上了一件隱形外衣，可以規(guī)避免疫系統(tǒng)。另一種聚合物由三個塊區(qū)組成：前兩個塊區(qū)與第一種聚合物相同，第三個塊區(qū)含有一個靶向分子——確保最終顆粒附著到目標細胞上。制成攜帶藥物的納米顆粒很簡單，就是將這些聚合物以合適的比例與藥物進行混合。
這些自組合的聚合體能夠可重復(fù)地批量生產(chǎn)。這種方法還有一個額外的好處，這也可能是bind公司獲得成功的真正關(guān)鍵所在。這種制造納米顆粒的方法——即單獨制備具有兩個或三個塊區(qū)的聚合物，可以讓研究人員使用高通量的篩選方式。這和藥物化學(xué)家們設(shè)計和測試新藥的方式相類似。每一個塊區(qū)都可以進行微調(diào)——擴大某一塊區(qū)，改變另一塊區(qū)的藥量——并且可以改變每個聚合物的相對數(shù)量。
bind-014 是該公司第一款進行臨床試驗的藥物。該藥物攜帶一種被廣泛使用的化療藥物多西他賽（docetaxel），可通過血流到達癌細胞。藥物被封在一個由可生物降解的聚合體構(gòu)成的球形納米顆粒中，這種聚合體能夠保護藥物并避開人體的免疫系統(tǒng)。每個納米顆粒的外表面都分布著多個能夠靶向癌細胞的分子。這些納米顆粒一旦接觸到目標細胞，就會附著在它們的表面，致使目標細胞吞沒顆粒。藥物從顆粒中有序地滲出，進入病變細胞。
加州理工學(xué)院教授馬克·戴維斯（MarkDavis）期望，正在進行臨床試驗的這些靶向納米顆粒療法，包括bind-014 以及他的實驗室中研制出的一種療法，能夠展示出這項技術(shù)的潛力�！俺牵ê笃谂R床試驗）能夠在統(tǒng)計學(xué)上顯著地證明這些定向納米顆粒對病人確實有效，否則醫(yī)學(xué)界根本不會產(chǎn)生任何興奮之情�！蹦壳埃瑓⑴c bind-014 一期臨床試驗的 17 位患者的結(jié)果看上去充滿了希望，但真正的有效性測試要等到可能在2012 年下半年開始的二期臨床試驗。
bind 公司使用的這種“可編程”設(shè)計，可能成為將更多的納米顆粒靶向藥物投入人體試驗的關(guān)鍵所在。該方法能夠應(yīng)用于現(xiàn)有的任何一種藥物或化合物上，包括那些已經(jīng)被制藥公司下架的對人全身毒性過大的藥物。“我們相信，我們將有一個十分寬廣的可開發(fā)藥物的平臺�！惫ǹ苏f。（作者 Susan Young）
