新纳米医学技术进行癌症早期检测和改进的治疗方法的现状和展望

新纳米医学技术进行癌症早期检测和改进

的治疗方法的现状和展望

作者：Dhruba J. Bharali a, Shaker A. Mousa a,b

关键字：癌症治疗 磁振荡成像（MRI） 纳米医学 纳米粒子 断层电镜扫描（PET）

量子点

目录

1.前言.............................................................................................................................. 2 2.癌症治疗....................................................................................................................... 4

2.1 紫杉醇 ................................................................................................................ 5

2.2 顺铂 ................................................................................................................... 7 2.3 链霉素 ................................................................................................................ 9 2.4 氟尿嘧啶 ...........................................................................................................11 2.5 喜树碱 .............................................................................................................. 12 2.6 绿茶 ................................................................................................................. 14 2.7 甲状腺激素 ....................................................................................................... 14 3. 癌症诊断 ....................................................................................................................16

3.1 量子点 .............................................................................................................. 16 3.2 核磁共振成像 ................................................................................................... 20

3.2.1．氧化铁纳米粒子..................................................................................... 20 3.2.2．钆交联纳米粒子............................................................................................ 23 3.3．正电子发射断层扫描 ....................................................................................... 26 4.结论.............................................................................................................................29 参考文献 ........................................................................................................................30

摘要

纳米医学技术的应用，通常简称为“纳米医学”，具有维持我们人类健康和治疗疾病的能力。我们在纳米水平的研究为我们在分子水平上发现一些人类最复杂的疾病提供了机会，并且它在显著改善疾病预防、诊断和治疗上也有了很显著的发展。纳米体系日新月异的进步

和新兴纳米系统技术，特别是纳米粒子的发展，对于我们进行癌症的诊断，治疗和检测有着深远的影响。纳米粒子体系通过改善的化学疗法增加药物的可溶性和稳定性而在纳米医学领域引起了强烈的关注。此外，纳米粒子通过结合在特定的肿瘤细胞表面受体，如肿瘤特异性的抗体或配体来增强纳米颗粒药物传输系统的有效性，同时它还能显著降低药物毒性。也许纳米医学上最令人兴奋的进展是肿瘤成像和载药这种多功能的纳米颗粒体系的形成。在一个相对来说很短的时期内，纳米医学已经在全球市场内占据了强有力的一部分。这篇综述提供了纳米医学的最近进展的总结，特别是在纳米颗粒和抗癌载药方面的进展。我们也讨论了各种用于癌症检测或成像的纳米探针的研究。最后，我们也会讨论这一新兴的充满活力的领域以及这一领域潜在的影响。

目录

1.前言

尽管研究者和工业界对癌症有了许多的研究，癌症仍然是美国和世界上死亡率最高的疾病之一。2007年，全世界范围内有7,021,000人死于癌症，癌症成为全球第二大杀手，死于癌症的人数占总死亡人数的12.5%。世界卫生组织估计：到2010年，癌症将成为全世界人死亡的主要原因。尽管癌症治疗在过去的几十年间有了显著的进步，但是现代癌症诊断和治疗的方法主要还是以入侵为主（比如随机活体和手术）以及粗糙的、无特异性的技术，比如像化疗和化学试剂。癌症继续成为人们致命的原因，现代治疗技术不能显著提高癌症的诊断

效果。

纳米技术应用到医药或者纳米医学领域将对普遍身体健康产生深远的影响，特别对于癌症的诊断，特异性治疗有很大的潜力。纳米的前缀在希腊文中是“侏儒”的意思。根据其形状大小，国际纳米技术协会把纳米技术定义为“在材料科学和生活现象中处于1到100纳米的粒子。”纳米粒子代表一个真正的纳米级体系，通常这个体系粒子的直径不大于1个到几百个纳米。我们可以把纳米颗粒组装到一系列的化疗药物中，并且直接标记这些载体，并把它们运送到特定的肿瘤附近，来实现高效而低毒性的治疗。此外，纳米颗粒的尺寸和表面性质修饰过后，可以阻止机体自身的调节反应，保持血液循环。这些纳米粒子的性质使得他们成为了纳米医学中研究最广泛的系统之一。早期癌症治疗的最关键的一个点在于肿瘤细胞的转移之前的诊断。如果癌症早期就被诊断出来了，大多数癌症是可以进行有效治疗的，而且患者也可以全面康复。不幸的是，癌症的早期诊断对于我们来说，仍然是一个很大的挑战，因为癌症临床上的症状在癌症发展到致命的阶段之前都很少表现出来。因此，我们急切地需要创口微小且对患者无伤害的检测和预测癌症的有效技术。为此，许多种以纳米粒子为基础的、改良的诊断成像以及靶向化疗药物技术正在开发中。靶向给药将有助于减少微创手术和放射治疗的需要，同时靶向给药更敏感的成像方法将有利于癌症的早期发现和更好的预期诊断。因此，发展的高敏感度和高特异性的以纳米粒子为基础的光学成像平台的发展会对预防、诊断和治疗癌症产生革命性的影响。

这篇综述提供了纳米医学最新进展的全面总结，特别与纳米粒子和抗癌药物运输有关。我们也讨论了各种用于癌症检测或成像的纳米探针的研究。最后，我们也会讨论这一新兴的充满活力的领域以及这一领域潜在的影响。

2.癌症治疗

大多数治疗癌症的药物是不溶于水的，而且要溶解在有机溶剂里，以便于作为可注射的溶液。这些有机溶剂有毒，而且有副作用。低分子量的抗癌药物可以迅速排泄但是治疗的表征系数很低。这就要求医院对癌症病人增加剂量，而细胞毒性和其他不良事件发生的频率也增加了。另外，化疗药物，当它们单独作用时，缺乏特异性并且会对正常组织造成重大损害，引起不良的副作用，比如骨髓被抑制、脱发和肠上皮细胞的脱落等。纳米技术和运输抗癌药物的结合为许多与传统的抗癌疗法有关的问题提供了解决方案。纳米粒子直径通常为100纳米，它可以不溶性或难溶性药物转化为可溶的悬浮液中，这样就不需要有毒的有机溶剂。抗癌药物和纳米粒子结合，不仅可以降低细胞毒素作用，也可以增加积累在肿瘤血管的药物量，这种现象被称为渗透和保留增强作用（EPR）。Doxil? and Abraxane?是两种以纳米技术为基础的抗癌药配方，这两种配方分别经过美国食品和药物管理局批准，用来治疗卵巢癌和乳腺。Doxil?是一种循环缓释链霉素脂质体，这种链霉素与游离链霉素相比，疗效明显加强。ABRAXANE? （Abraxis公司）是一个白蛋白结合型紫杉醇纳米颗粒配方。