(2006-12-15 15:05:06)
本報記者 潘鋒 http://www.sciencetimes.com.cn/col34/article.htm1?id=83452
納米科技與生物科學、醫藥學的結合正迅速成為新的熱點和前沿領域，並將對未來生物技術和醫學的發展產生重大影響。日前，來京參加主題為“納米醫藥與納米生物學前沿”的第293次香山科學會議的美國國家納米醫學科學院院長、美國霍普金斯大學醫學院魏啟明博士，就國際納米醫學的熱點和研究進展等問題接受了記者的專訪。
記者：為什麽近年來許多國家都相繼加大了對納米醫學研究的資助力度？
魏啟明： 1959年，諾貝爾獎獲得者Richard Feynman 提出了納米技術這一全新的科學概念。從20世紀六七十年代開始，世界各國科學家在信息工業、半導體、工程科學和材料學等領域開展了大量的有關納米科學的研究工作，納米技術被認為是對21世紀一係列高新技術的產生和發展有著重要影響的熱點學科。2000年以來，逐漸開始有科學家將1～100納米之間的材料用於生物學研究和疾病的診斷、治療以及新藥的研發等，納米醫學由此應運而生。納米醫學和納米生物學研究涵蓋了分子水平上的醫療診斷、監測和治療，細胞水平上的分子組裝、信號傳導、輸送等。
納米醫學研究的一個重要的目標就是在分子水平上深入了解活體細胞的生物學機製，觀察活體細胞的功能和改變，即從體外檢測到細胞的分子生物學改變，通過探測細胞傳導係統是否發生改變，來發現細胞功能的微小變化，從而實現對腫瘤等疾病的早期診斷。納米醫學還將有助於大幅度提高醫學診斷精度。利用納米技術製造的生物傳感器，可以植入人體內不同的部位或者隨著血液在體內流動，用以實時檢測人體內細胞的健康狀態和早期出現的病變信息，還可以精確地測定血壓或血糖的變化；此外，由於納米芯片具有高通量的特點，因此可以實現在短時間內對更多的基因和蛋白的快速檢測。
納米醫學還將推動基因治療和分子靶向治療研究的快速發展。如在腫瘤的治療上，某些藥物可以結合到腫瘤表麵的特異性抗體上，而不會影響到其他正常的細胞，因此利用納米級的藥物傳輸係統，可以實現抗癌藥物的準確的靶向傳送，定向殺滅癌細胞，提高腫瘤的治愈率，降低死亡率。正是由於納米醫學在腫瘤、心血管病、傳染病等重大疾病的診治方麵所顯示出來的廣闊的應用前景，近年來各國政府都相繼加大了對納米醫學研究的資助力度。
記者：國際納米醫學研究現狀是怎樣的？
魏啟明：目前，美國、德國、瑞士、日本等發達國家都已將納米生物技術和納米醫學作為本國國家納米發展戰略的一個主要內容。2003年，美國總統布什簽署了《美國國家納米振興計劃》法案，計劃用5年時間，投資37億美元，推進美國納米科學研究的發展，納米醫學就是其中的一個重要組成部分。2005年，美國國家納米醫學科學院成立。美國優先資助的納米生物學和納米醫學研究領域包括：生物相容性材料等生物材料；生物傳感器等新方法和儀器；藥物輸運和基因載體治療等。美國現有8個納米基礎研究中心，分布於腫瘤、心血管病等研究領域。
美國國立衛生研究院（NIH）近年來啟動了癌症納米技術計劃，旨在將納米技術、癌症研究與分子生物醫學相互結合，通過多方協作，針對預防與控製癌症、早期發現與蛋白組學、影像診斷、多功能治療設備、癌症護理與生活質量的改善等方麵進行跨領域的研究工作，以期實現征服癌症的宏偉目標。美國納米級腫瘤治療藥物研究取得了一定的進展，有些藥物已經進入一期臨床，近幾年內有望實現一個大的突破。美國科學家用樹枝狀大分子聚合體納米材料，結合抗艾滋病研究開發出來的納米藥物，已經證明對人體沒有毒副作用，在南非已經進入二期臨床。此外，一種新型的納米止血材料已經問世，它可在5～8秒內止血，被美國《科學》雜誌評論為一種極具應用前景的生物材料。
德國政府2001年啟動了納米生物技術研究計劃，計劃的主攻方向集中在研製能摧毀腫瘤細胞的納米炮彈和具有高密度存儲能力的微型存儲器。德國科學家在納米藥物輸送裝置方麵做了大量的研究工作。納米技術促進了分子影像學診斷技術的發展，日本在該領域占有一定的優勢，並且在以納米為載體的基因治療方麵，如治療腦腫瘤方麵取得了較為顯著的進步。英國已經成立了國家級納米研究中心，正在開展多個方麵的納米醫學研究工作；瑞士的納米醫學則更多地側重於診斷學方麵。中國不久前頒布的《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》將納米科學與技術列為重大科學研究計劃，其中納米生物學和納米醫學占有很大比重，顯示出中國對納米科學研究的高度重視。
記者：納米醫學研究中遇到的難題和挑戰有哪些？
魏啟明：首先是來自技術方麵的挑戰。由於納米尺度上的物質具有許多優良性能，納米材料越來越多地走入百姓的生活。但是用納米材料製成的醫療產品，尤其是與人體直接接觸或直接進入人體的納米材料，進入細胞以後是如何代謝的？進入生命體後是否會產生特殊的生物效應？這些效應對生命過程和人體健康有益還是有害？對生物體和環境是安全的嗎？這些問題都是未知數。如果這個問題不解決，納米醫學的許多研究成果都將無法用於臨床。因此納米的毒性和安全性問題是納米醫學研究麵臨的一個巨大挑戰。開發出無毒的、沒有免疫排斥反應的納米材料需要醫學工作者和材料學家的共同努力。另外，納米材料的控製、納米自動裝置的研究等都還有許多難題等待破解。
另一個挑戰來自體製方麵。納米醫學研究是當前醫學研究領域中交叉最為廣泛的學科，納米醫學研究需要醫生、工程師、分子生物學家、材料學家、數學家等各方麵研究人員的共同參與，而不是簡單的醫學研究的概念。
作為一個新興的交叉學科前沿領域，特別是生物學、化學和物理學以及信息科學等在納米層次上的大跨度交叉，需要不同學科科學家的集思廣益、深度碰撞。但是包括美國在內，不同的研究團隊之間都是相互競爭的，如何建立一個高效協作的納米醫學聯合研究團隊也是一個需要解決的難題。納米醫學研究不能麵麵俱到，如何尋找突破口，將有限的經費集中起來高效使用，也將是管理者必須麵對的問題。
納米醫學不僅將促進醫學科學的發展，而且會帶動許多相關學科的進步，在提高人類健康水平和推動經濟發展方麵有著重要意義。美國在納米科學和生命科學方麵具有明顯優勢，其中許多華人科學家發揮了重要作用。中國科學家在納米材料方麵有非常強的綜合實力，具有許多世界一流成果。加強美中納米醫學研究的交流與合作，利用雙方的優勢，有計劃有組織地在一些醫學重點領域和重點項目上的聯合研究，對美中雙方來說將是一個雙贏的結果。
(潘鋒 2006-12-15-A1)
