以納米技術對癌細胞進行針對性標靶化療涉及到什麼知識？她是怎麼控制納米級的東西去找癌細胞？

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想知道涉及什麼知識，越詳細越好。。希望能解開神秘的面紗。新聞鏈接http://weibo.com/1642634100/xAZKlfwjU

以前跟做這個的人聊過，但對這個方向其實不熟悉，這個是要真專業做葯的來說的，我就隨便說說。

一般納米技術用在癌症上還是作葯的載體。

比如，你發現了一個化合物，可以殺死特定的癌細胞，但是，這不等於你就成功了。比如這個化合物如果是不溶水的，那就很難達到足夠濃度，通過血液送到目標。而如果它是親水的，就很難通過厭水的細胞膜進入細胞攻擊靶點。

解決的方法，一種是在你的化合物上作文章，讓它具有更好的特性，一種就是為它找一種載體，把它裝在裡面。納米技術就能提供這樣的載體，叫 nanoparticle。比如用脂質體(liposome) 作類似細胞膜一樣的雙層結構，把葯在腔體內保護好，在血液里走，又能被細胞內呑進去，把葯釋放進細胞。或者是多聚合物的。這種載體，就負責把葯從施入點送到對象細胞再釋放出來。

這載體要足夠小，能夠在細胞和組織間行走。一般是要在納米級的，100nm 以下，但有比這大的，比如 200－300nm，反正比正常細胞小多了。

這載體還要能防止被免疫系統截殺。因為這種顆粒細構跟病毒很像（其實病毒，比如 lentivirus，也是一種常用的載體，生物學家用 lentivirus 把想要的基因放在裡面，用反轉錄酶把基因轉到對象細胞里）。

這載體要能保護所攜帶的葯，一次越多越好，又不易泄漏。

這載體要能有效的找到對象靶點細胞，這就需要＠鄭春華提到的癌症細胞特異性受體的抗體。把合適的單克隆抗體裝在載體表面，有效識別對像細胞。否則輕則葯的效率太低，浪費了，重則葯的毒性對正常器官產生副作用。

載體能適時的釋放藥物，比如打開外膜，或自行降解。一定要在對像細胞附近釋放攜帶葯。如果是在細胞內起作用的，則要進入細胞再釋放。如果載體太穩定，葯出不來也不行。太不穩定，一下子都出來，就不能維持足夠長的時間的治療時間。這個，主要是藥物動力學 (PK/PD）研究的。

最後，為了能知道納米載體是否完成了任務，還可以在載體里加入重金屬進行成像觀察。

題目說明裡給的鏈接里說的，就是這樣一個可以同時完成藥物遞送和成像跟蹤的研究。

當然估計納米技術還有其它在癌症研究上的應用，就完全不了解了。

具體的，查到一本，可參考
Nanomaterials for Cancer Therapy (Nanotechnologies for the Life Sciences, Volume 6) Edited by Challa S. S. R. Kumar

這問題問的，正好是我們組的大方向……
樓上已經分明的說了主動靶向和被動靶向這兩種常用的策略，我在這裡就不說了。不過，靶標也是有很多文章可做的，最初的都是靶向癌細胞，後來發展出了靶向腫瘤血管生成，腫瘤幹細胞，腫瘤微環境，以及腫瘤免疫的方式。癌症是異質性的惡變組織，人體也是異質性的有機組成，所以單一的治療策略只能收到有限的治療效果。
樓主有問相關的知識，我可以大體說一下。如果核心方案是化療的靶向治療，那麼首先要學習的就是藥劑學和納米材料學相關的知識。然後你要針對具體的癌症設計具體的方案，這就涉及到葯代動力學，癌症病理學和生理學的知識，因為納米藥物從體外到癌症部位，要經歷重重的生物屏障，要考慮納米藥物的血液流體行為和穩定性，達到有效的長時間循環的要求，同時確保沒有明顯的毒副作用和過敏反應；要避免被內皮網狀系統清除掉，被腎濾除，或是滯留在其他非靶標組織，儘可能提高在癌組織裡面的積累和釋放。到達腫瘤組織之後要能夠有效的釋放化療藥物，造成足夠的殺傷效果，又要避免產生耐藥性。針對有耐藥性的腫瘤組織，還要有相關的設計，能夠逆轉耐葯，才能達到要求。這是最基本的納米藥物的設計。除了之前提到的一些學科外，生物學和醫學的背景知識必須紮實，實驗操作技巧也必須熟練。
現在學術界比較熱衷的是發展「Theranostics」，也將就是治療-診斷-成像於一身的「聰明藥物（Smart Drugs）」，去年ACS（美國化學學會）的Accounts of Chemical Research有一個特刊（http://pubs.acs.org/toc/achre4/44/10）就是「Theranostic Nanomedicine」。
經過以上，來回答樓主的第二個問題，他們是如何控制納米粒子到達腫瘤部位的？其實，癌細胞就在那裡，哪也不去，只不過身上有一些Tags比普通細胞的量多而已。現在對癌細胞其實大部分是從行為上做的定義和區分，因為本質上他們和普通細胞是相同的。至於癌細胞為何成為癌細胞，請拜讀癌生物學領域的大牛Weinberg發在cell上的著名綜述《Hallmarks of cancer》。
樓主具體還有什麼相關的問題，可以直接問我。

好吧，這個問題，應邀簡單說一下。
癌細胞靶向從納米藥物載體設計上來說一共就那麼幾種。

EPR 效應，簡單說就是癌細胞長的快，組織間有很多縫（包括腫瘤部位的血管），納米顆粒足夠小的話（小於 100nm）到了那個部位就被卡到那個縫裡去了，然後可以局部釋放什麼的，就算是靶向了吧。目前貌似所謂的納米藥物載體靶向，能做到人身上的絕大多數都是依靠這個效應。
主體、客體相互作用，癌細胞表面有很多特定的結構，可以特異性的和某個結構結合，這樣如果載體上有這種結構，到了癌細胞附近就結合上了
癌細胞周圍的細胞環境和正常組織區別也比較大，可以利用這個差別來觸發載體對藥物的釋放
某些「特效藥」，就是只對某種細胞才起作用。典型例子就是單克隆抗體

大概先說這些吧。有時候自己天天折騰的東西真是不想再在這裡碼字了，有空的時候回來補充。

靶向製劑主要分為：
1、被動靶向製劑—根據機體不同生理學特性的器官對不同大小的微粒不同阻流性，採用各種載體材料製成的各類型的膠體或者混懸微粒製劑。
2、主動靶向製劑—使用修飾的藥物載體作為「導彈」，將藥物定向地運送到靶區濃集發揮藥效。
3、物理化學靶向製劑—是應用某些物理化學方法使靶向製劑在特定部位發揮藥效。如用磁性材料將藥物製成磁導向製劑，在足夠強的體外磁場引導到達特定靶向區域。
這些是基本原理，而納米粒作為一種載體，以上幾種方法基本都可以運用其中！

上面已經講的很詳細而且很通俗了，我就不贅述了。。。

這裡講的不對，化療不是放射射線，化療是用化學藥物，目前常用的還是細胞毒性的抗癌藥物，對正常細胞也有殺傷力，特別是生長較快的組織。所以化療最大的副作用就是脫髮和嘔吐；放射射線那個是放療。

額，難得碰到一個我熟悉點得專業

1、每種細胞都有特點的靶區域，也就是一些特定的蛋白質，一般是鑲嵌在細胞膜上，這些特定的蛋白質又是由特定的基因編譯而來。

2、同種細胞的基因遵循遺傳法則保持了基本相同的基因序列，有一些基因突變，但大部分是無效的，也就是不會影響到蛋白質的結構和功能的。如果有些基因突變影響了蛋白質的結構和功能，這個細胞有可能無法生存，生存下來就變成另外一種細胞了，因為功能已經發生了變化。

3、基於以上兩點，我們可以說同一種細胞，在其細胞膜表面都存在基本一致的靶區域。當然不是所有的細胞膜上的蛋白質都是靶區域，靶區域指的事結構特殊的，只有這種細胞所特有的一些蛋白質結構。

4、同樣癌細胞也是有這樣一些靶區域的，而且我們也找到了，並確認了一些。這就像商品上面的條紋碼，通過這些條紋碼，我們可以找到這些細胞。但是在人體內，我們不可能有掃描槍。但是，我們可以通過基因技術或者是納米技術，人工的製造一個特殊結構的蛋白質，使它剛好可以和癌細胞的特殊的靶區域結合，就像我們鑰匙和鎖，靶區域是鎖，我們按照鎖的結構做一把鑰匙。這樣，在我們體內，只有癌細胞這種鎖，我們做的鑰匙才能套上去，也就是我們設計的這種蛋白質可以與癌細胞上特殊的靶區域結合，而且是唯一的結合，這種蛋白質不會和其他細胞結合，因為鎖的結構不對應。

5、我們設計好鑰匙以後，可以在鑰匙上面再接其他的東西，比如另外的特殊的蛋白質結構，使我們的免疫細胞認為這些東西是外來物而把癌細胞吃掉，或者是帶上特殊的藥物殺死這些癌細胞。

6、而你說的化療，就是通過鑰匙的結合，我們可以很清楚的在體內辨別出，那些是癌細胞，那些是正常細胞，然後這樣化療只對準癌細胞，而不會傷害正常細胞。從而把化療對患者的損害減少到最低。

差不多是這樣吧，不知道是否說清楚了

補充一下！

感謝下面同志的指正，已經修改化療是放射射線的說法。化療和放療的區別請看下面同志的糾正，再次感謝！

納米僅僅是一種直徑早100納米以下的載體，其材料有多種，常用的有磁化金屬顆粒和生物顆粒，但用於人體最好的材料是可為人體所能代謝的。
癌細胞大多都和正常細胞在一起共同生長。可是癌細胞的生長是無限生長，在細胞的表面很難找到特異的標誌物為藥物識別。藥物殺死癌細胞的同時也殺傷的正常的細胞，這就是通常所能說的副作用，咋辦呢？靶向治療：用納米顆粒定向地把藥物帶到癌細胞而不殺傷正常細胞。納米靶向治療癌症目前最大的難點是：大多數癌細胞沒有特異性抗原，所以抗體的特異性更談不上了，當前的單抗愛必妥等都不能直接殺死癌細胞。

請問，國內現在有醫院機構能夠納用米技術進行臨床治療癌症了嗎？有朋友家人得了肺癌，急盼回復，萬分感謝！是不是現在化療就是納米技術啊？

我不是來回答問題的，我是來吐槽的。

EPR！EPR！EPR！重要事情說三遍！

我知道，我也了解，你們說得都挺好！也挺對，不是沒道理。

什麼主動靶向啦，什麼穿膜肽，什麼腫瘤微環境觸發釋放啦，什麼結合PDT、PTT吧啦吧啦的，什麼magnetic引導啦，什麼仿生膜...然並卵！！！！！

得了吧，就是EPR效應！

納米傳遞系統這東西，誰做誰知道。

上次在BBC紀錄片上看到有一個華裔科學家研究的「納米鑽石」，就是用納米級的鑽石塗上抗癌藥物，進入癌細胞進行殺死過程的。還特意搜了一下這個科學家，其團隊也有多名中國人。

看了這麼多有識之士的回答，說實話我很感慨，看起來大家骨子裡都希望人類早日戰勝癌症這頭病魔，無論大家身邊是否有親人經歷過如此痛苦。

我不是醫學科班，更不懂醫學，看了大家的答案，我說說我的幾點看法，希望大家批評指正。

癌症以往難治癒的原因就在於癌細胞與健康細胞是糾纏在一起的，你很難通過手術方式簡單去除。
所以如何找到一種只攻擊癌細胞方式就尤為重要。

首先是確定目標，如果癌細胞本身帶有唯一標記，類似指紋一樣，就像鎖孔，我們可以通過克隆的方式（打比方）生成對應的鑰匙去接近它。鑰匙里裝有攻擊癌細胞的藥物（最好只對癌細胞有效，不傷及其他細胞）。鑰匙最好足夠小，納米級別，才能輕易進入癌細胞內。

至於什麼時候打開鑰匙這個載體，釋放藥物，我覺得一個思路就是通過實驗得出一次服用藥物全部到達癌細胞的時間，然後在製作載體表皮時就儘可能是這個時間的2倍才能溶解，就好比是船里有個小洞，到達港口，停泊，數日後船沉，上面貨物進入水底。

思路就是這樣，再說下測試用例設計吧
1.納米載體，只放入可成像的重金屬，病患者（前期可以的話用動物試驗）服用，看是否基本到達患處。
2.納米載體，放入對任何細胞包括癌細胞都無傷害，與最終藥物濃度等參數接近的營養劑，患者服用，看是否有足夠的量到達溶解於患處
3.基本過程同上，營養劑換成治病藥物
4.反覆調整劑量和載體保護膜等參數，是治病效果達到最優

這是個多學科交叉的研究領域。涉及生物學、化學、物理學的各個分支學科。
一般納米材料對腫瘤靶部位的結合是通過針對抗原抗體的特異結合來實現的，也有通過針對腫瘤細胞表面特殊的糖蛋白來實現這一點。
此外目前尚未看到有納米製劑用於人體試驗，常規的動物實驗一般是將載有藥物的納米材料通過靜脈注射到動物體內，隨血流分布全身，在抵達針對的靶部位時會被捕獲並和和靶部位的細胞結合而在特定的機制下釋放藥物發揮療效。但由於納米材料本身的電荷和表面存在的化學基團使得完全不吸附其它細胞也不現實。這些納米材料肯定會有一部分被血管內皮細胞、淋巴細胞等截留下來，並且體內的巨噬細胞也會對其有一定的影響。所以個人覺得介導治療會是個不錯的輔助手段，直接將載葯納米材料注入到靶部位，降低了非特異性的吸附。提高了藥效，並降低了毒性。而且目前的納米靶向腫瘤治療研究早就不限於用抗癌藥物抑制腫瘤。通過進行RNA干擾、熱療，誘導產生超氧化物等手段。其對癌細胞的檢測和抑制都有了很大的提高。但目前主要還是在細胞和動物上進行試驗。人體臨床試驗還未開展。這主要是納米材料本身的毒理學研究還很薄弱難以進行下一步的人體試驗。