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国际纳米医学研究蓄势待发
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国际纳米医学研究蓄势待发 科学时报 作者：潘锋 纳米科技与生物科学、医药学的结合正迅速成为新的热点和前沿领域，并将对未来生物技术和医学的发展产生重大影响。日前，来京参加主题为“纳米医药与纳米生物学前沿”的第293次香山科学会议的美国国家纳米医学科学院院长、美国霍普金斯大学医学院魏启明博士，就国际纳米医学的热点和研究进展等问题接受了记者的专访。 记者：为什么近年来许多国家都相继加大了对纳米医学研究的资助力度？ 魏启明： 1959年，诺贝尔奖获得者Richard Feynman 提出了纳米技术这一全新的科学概念。从20世纪六七十年代开始，世界各国科学家在信息工业、半导体、工程科学和材料学等领域开展了大量的有关纳米科学的研究工作，纳米技术被认为是对21世纪一系列高新技术的产生和发展有着重要影响的热点学科。2000年以来，逐渐开始有科学家将1～100纳米之间的材料用于生物学研究和疾病的诊断、治疗以及新药的研发等，纳米医学由此应运而生。纳米医学和纳米生物学研究涵盖了分子水平上的医疗诊断、监测和治疗，细胞水平上的分子组装、信号传导、输送等。 纳米医学研究的一个重要的目标就是在分子水平上深入了解活体细胞的生物学机制，观察活体细胞的功能和改变，即从体外检测到细胞的分子生物学改变，通过探测细胞传导系统是否发生改变，来发现细胞功能的微小变化，从而实现对肿瘤等疾病的早期诊断。纳米医学还将有助于大幅度提高医学诊断精度。利用纳米技术制造的生物传感器，可以植入人体内不同的部位或者随着血液在体内流动，用以实时检测人体内细胞的健康状态和早期出现的病变信息，还可以精确地测定血压或血糖的变化；此外，由于纳米芯片具有高通量的特点，因此可以实现在短时间内对更多的基因和蛋白的快速检测。 纳米医学还将推动基因治疗和分子靶向治疗研究的快速发展。如在肿瘤的治疗上，某些药物可以结合到肿瘤表面的特异性抗体上，而不会影响到其他正常的细胞，因此利用纳米级的药物传输系统，可以实现抗癌药物的准确的靶向传送，定向杀灭癌细胞，提高肿瘤的治愈率，降低死亡率。正是由于纳米医学在肿瘤、心血管病、传染病等重大疾病的诊治方面所显示出来的广阔的应用前景，近年来各国政府都相继加大了对纳米医学研究的资助力度。 记者：国际纳米医学研究现状是怎样的？ 魏启明：目前，美国、德国、瑞士、日本等发达国家都已将纳米生物技术和纳米医学作为本国国家纳米发展战略的一个主要内容。2003年，美国总统布什签署了《美国国家纳米振兴计划》法案，计划用5年时间，投资37亿美元，推进美国纳米科学研究的发展，纳米医学就是其中的一个重要组成部分。2005年，美国国家纳米医学科学院成立。美国优先资助的纳米生物学和纳米医学研究领域包括：生物相容性材料等生物材料；生物传感器等新方法和仪器；药物输运和基因载体治疗等。美国现有8个纳米基础研究中心，分布于肿瘤、心血管病等研究领域。 美国国立卫生研究院(NIH)近年来启动了癌症纳米技术计划，旨在将纳米技术、癌症研究与分子生物医学相互结合，通过多方协作，针对预防与控制癌症、早期发现与蛋白组学、影像诊断、多功能治疗设备、癌症护理与生活质量的改善等方面进行跨领域的研究工作，以期实现征服癌症的宏伟目标。美国纳米级肿瘤治疗药物研究取得了一定的进展，有些药物已经进入一期临床，近几年内有望实现一个大的突破。美国科学家用树枝状大分子聚合体纳米材料，结合抗艾滋病研究开发出来的纳米药物，已经证明对人体没有毒副作用，在南非已经进入二期临床。此外，一种新型的纳米止血材料已经问世，它可在5～8秒内止血，被美国《科学》杂志评论为一种极具应用前景的生物材料。 德国政府2001年启动了纳米生物技术研究计划，计划的主攻方向集中在研制能摧毁肿瘤细胞的纳米炮弹和具有高密度存储能力的微型存储器。德国科学家在纳米药物输送装置方面做了大量的研究工作。纳米技术促进了分子影像学诊断技术的发展，日本在该领域占有一定的优势，并且在以纳米为载体的基因治疗方面，如治疗脑肿瘤方面取得了较为显著的进步。英国已经成立了国家级纳米研究中心，正在开展多个方面的纳米医学研究工作；瑞士的纳米医学则更多地侧重于诊断学方面。中国不久前颁布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要》将纳米科学与技术列为重大科学研究计划，其中纳米生物学和纳米医学占有很大比重，显示出中国对纳米科学研究的高度重视。 记者：纳米医学研究中遇到的难题和挑战有哪些？ 魏启明：首先是来自技术方面的挑战。由于纳米尺度上的物质具有许多优良性能，纳米材料越来越多地走入百姓的生活。但是用纳米材料制成的医疗产品，尤其是与人体直接接触或直接进入人体的纳米材料，进入细胞以后是如何代谢的？进入生命体后是否会产生特殊的生物效应？这些效应对生命过程和人体健康有益还是有害？对生物体和环境是安全的吗？这些问题都是未知数。如果这个问题不解决，纳米医学的许多研究成果都将无法用于临床。因此纳米的毒性和安全性问题是纳米医学研究面临的一个巨大挑战。开发出无毒的、没有免疫排斥反应的纳米材料需要医学工作者和材料学家的共同努力。另外，纳米材料的控制、纳米自动装置的研究等都还有许多难题等待破解。 另一个挑战来自体制方面。纳米医学研究是当前医学研究领域中交叉最为广泛的学科，纳米医学研究需要医生、工程师、分子生物学家、材料学家、数学家等各方面研究人员的共同参与，而不是简单的医学研究的概念。 作为一个新兴的交叉学科前沿领域，特别是生物学、化学和物理学以及信息科学等在纳米层次上的大跨度交叉，需要不同学科科学家的集思广益、深度碰撞。但是包括美国在内，不同的研究团队之间都是相互竞争的，如何建立一个高效协作的纳米医学联合研究团队也是一个需要解决的难题。纳米医学研究不能面面俱到，如何寻找突破口，将有限的经费集中起来高效使用，也将是管理者必须面对的问题。 纳米医学不仅将促进医学科学的发展，而且会带动许多相关学科的进步，在提高人类健康水平和推动经济发展方面有着重要意义。美国在纳米科学和生命科学方面具有明显优势，其中许多华人科学家发挥了重要作用。中国科学家在纳米材料方面有非常强的综合实力，具有许多世界一流成果。加强美中纳米医学研究的交流与合作，利用双方的优势，有计划有组织地在一些医学重点领域和重点项目上的联合研究，对美中双方来说将是一个双赢的结果。 |
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 纳米生物医学 |
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