20世紀80年代，納米技術(shù)問世,。這是一種在納米尺度（從原子,、分子到亞微米尺度之間）上研究物質(zhì)的相互作用,、組成、特性與制造方法的科學(xué),。納米尺度覆蓋了從蛋白質(zhì),、DNA到細胞器的范圍，為生命科學(xué)家提供了源源不斷的靈感和廣闊的創(chuàng)造空間,。納米技術(shù)對醫(yī)療和健康產(chǎn)業(yè)的影響日趨顯著,，在藥物輸送、生物材料,、造影,、活性植入等醫(yī)療應(yīng)用中大顯身手。

定點封堵腫瘤血管

能游走在血管里自動尋靶的納米機器人,，憑借精準(zhǔn)運輸和定點栓塞的優(yōu)勢,，對乳腺原位腫瘤、黑色素瘤,、卵巢皮下移植瘤和原發(fā)肺部腫瘤在內(nèi)的多種腫瘤都有良好的治療效果,。最近，國家納米科學(xué)中心團隊研發(fā)出一款超分子自組裝的DNA納米機器人,，該成果登上《自然·生物技術(shù)》雜志并獲如下評述：“中國科學(xué)家嘗試利用醫(yī)學(xué)納米機器人治療腫瘤等惡性疾病,，這種新穎的納米機器人將改變?nèi)藗儗λ幬镙斶\的傳統(tǒng)觀念,，為更有效的腫瘤治療提供全新策略?！?/p>

“血液中的凝血酶是機體凝血系統(tǒng)的一種關(guān)鍵酶,，能快速高效地誘導(dǎo)血栓形成。如果將凝血酶作為特定的‘貨物’裝載在納米機器內(nèi)部,，靶向運輸并精確釋放至腫瘤血管,，誘導(dǎo)凝血產(chǎn)生血栓，就可以通過栓塞腫瘤血管達到高效抑制腫瘤生長和轉(zhuǎn)移的目的,?！痹摍C器人主要研發(fā)者、國家納米科學(xué)中心聶廣軍研究員介紹,，該團隊利用DNA折紙術(shù)構(gòu)建智能化的分子機器,，通過自組裝將“貨物”凝血酶包裹在分子機器的內(nèi)部空腔，分子機器兩端裝載有“雷達”核酸適配體,。當(dāng)DNA納米機器人到達腫瘤血管時,，納米機器上的“鎖”識別特異標(biāo)志物而發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，使得“鎖”從閉合狀態(tài)變?yōu)殚_啟狀態(tài),，整個納米機器由管狀結(jié)構(gòu)打開變?yōu)槠矫娼Y(jié)構(gòu),，把“貨物”投放在定點位置,。

“由于納米機器人具有極好的識別響應(yīng)功能,，僅在腫瘤血管標(biāo)志物存在時才啟動活化凝血酶，因此在療效和安全性方面大大優(yōu)于物理介入治療,?！甭檹V軍表示，這款DNA納米機器人作為智能化的給藥平臺,，進行多種藥物的聯(lián)合高效遞送,，有望對傳統(tǒng)難以成藥的物質(zhì)，比如毒素,、蛇毒蛋白等實現(xiàn)有效包載和智能遞送,，進而推動全新抗腫瘤藥物的研發(fā)。納米技術(shù)能讓藥物突破化學(xué),、解剖和生理學(xué)阻礙,，抵達病變組織，提高藥物在病灶位置的聚集量,，減小對健康組織的損害,，較之傳統(tǒng)藥物具有顯著優(yōu)勢。

納米技術(shù)在醫(yī)療器械和醫(yī)學(xué)成像上的應(yīng)用也被寄予厚望,。在醫(yī)學(xué)造影方面,，相較于傳統(tǒng)的熒光染色劑,，納米材料壽命更長，光學(xué)性能適應(yīng)廣泛的工作波長,，且設(shè)計更加方便,。在生物醫(yī)學(xué)方面，納米孔基因測序技術(shù)有望大幅降低基因測序成本并提高測序速度,。

納米領(lǐng)域重要貢獻者

2000年,，中國成立了國家納米科技指導(dǎo)協(xié)調(diào)委員會，2003年成立了國家納米科學(xué)中心,，在國家中長期發(fā)展規(guī)劃中部署了納米科技研究計劃,。2017年8月，納米科學(xué)中心,、中國科學(xué)院文獻情報中心和施普林格·自然集團聯(lián)合發(fā)布報告指出,，中國在納米科學(xué)領(lǐng)域已成為當(dāng)今世界納米科學(xué)與技術(shù)進步重要的貢獻者，部分基礎(chǔ)研究躍居國際領(lǐng)先水平,。在專利申請量方面,，中國位于世界前列。

在醫(yī)療領(lǐng)域,，國家層面布局正不斷取得突破,。“十二五”期間,，“863”計劃支持的面向重大疾病治療的納米載體材料及診斷技術(shù)主題項目今年2月已通過驗收,。今年2月，國家重點研發(fā)計劃納米科技重點專項胃癌早期篩查與全病程監(jiān)測的納米技術(shù)及轉(zhuǎn)化研究項目啟動,，將致力于研發(fā)超敏感,、特異的胃癌標(biāo)志物納米檢測新技術(shù)方法。

“缺乏生物學(xué)和醫(yī)學(xué)背景,，是面臨的最大挑戰(zhàn),。”有專家指出,，目前中國從事納米醫(yī)藥研究的科學(xué)家大多擁有化學(xué)或材料科學(xué)背景,，但動物模型和臨床研究的經(jīng)驗相對有限，這樣的短板應(yīng)當(dāng)引起重視,。

納米醫(yī)學(xué)和毒理學(xué)應(yīng)并重

“正如硬幣的正反面,，納米顆粒容易穿越生物屏障、吸附血液蛋白,、進入細胞,，也容易誘發(fā)細胞內(nèi)慢性炎癥。因此,，納米醫(yī)學(xué)和納米毒理學(xué)是兩個重要的研究方向,?！敝袊茖W(xué)院院士、國家納米科學(xué)中心研究員趙宇亮指出,，對這兩個領(lǐng)域的研究要并駕齊驅(qū),。

專家指出，需要在倫理框架下進行謹慎判斷,，因為納米顆粒很容易經(jīng)肺或皮膚進入人體系統(tǒng),，特別是空氣中排放的納米顆粒對健康的威脅是當(dāng)前最大擔(dān)憂。有資料顯示,，人們已發(fā)現(xiàn)碳納米管內(nèi)的金屬污染物和柴油的納米顆粒對健康有不良影響,。生產(chǎn)作業(yè)中暴露于納米污染物的工人有較高的健康風(fēng)險。此外,，納米顆?；钚愿摺⒊叽缥⑿?，納米材料制造過程中所產(chǎn)生的工業(yè)排放及納米產(chǎn)品用后的回收,，可能會帶來環(huán)境風(fēng)險。

為應(yīng)對倫理,、法律和社會問題,，美國出臺了國家納米技術(shù)計劃，組織了若干工作組,。歐盟也與美國合作,，建立了一個政策制定平臺。中國自2001年就已投入資金研究納米安全問題,，約有7%的研究預(yù)算用于環(huán)境,、健康及安全研究。