医学进展
2011年09月号
医学进展
医生日记

磁性纳米粒子歼灭肿瘤

    任何为孩子发烧而忧心的父母都知道,即便只比正常体温高几度也可能是致命的。但癌症研究者们现在发现了一种可以将高温用于治疗的方法。一项来自韩国的新研究发现,给小鼠注入微小的磁体,然后开始加热,肿瘤便可被消灭,并且没有明显副作用。

    用加热的方法消灭肿瘤并不是个新创意。像正常细胞一样,癌细胞在43℃以上的温度下也会开始死亡。关键是如何在杀死癌细胞的同时又不伤害到机体自身的细胞。磁热疗是一种有前景的方法,通过将氧化铁或其他化合物的极微小纳米粒子注入肿瘤,使其获得磁性,然后将患者置于每秒钟变换方向数千次的交变磁场。受磁场激发,磁性纳米粒子开始变热,加热并摧毁周围的肿瘤组织。而正常组织由于不受磁场影响则不会升温、受损害。

    但这种有临床应用前景的疗法只报道过一项人体应用试验,而且试验只显示了有限的效果。这主要是由于传统的纳米粒子与磁场只有较弱的相互作用,因而要产生足以摧毁肿瘤的热能就需要很大剂量。尽管纳米粒子没有显著的毒性,但大剂量时还是会触发机体的免疫系统,招来攻击,导致过敏反应。

    韩国首尔延世大学的纳米科学家Jinwoo Cheon及其同事着手创造一种比传统纳米粒子更容易变热的纳米粒子,这样就不需要给机体注射那么大剂量了。他们制作出了一种双层纳米粒子——用钴氧化铁制造出核之后涂上锰氧化铁。由于这两种矿物在磁场中会产生交换耦合作用,这些“核包被”的纳米粒子与磁场的相互作用比传统纳米粒子强得多,所释放的热能高达传统纳米粒子的10倍。这意味着只要给予原本剂量的10%就可以获得与传统纳米粒子相同的热疗效果。

    该团队用三只移植了人类脑癌细胞的小鼠检验了这一技术。他们给肿瘤注射了核壳纳米粒子,然后将小鼠置于金属线圈中。在给线圈接通交流电后,产生了交变磁场。虽然无法测得肿瘤内温度的精确值,但研究人员估计温度在43℃~48℃之间。10分钟后,研究人员将小鼠移出线圈,并在接下来的4周对肿瘤进行监测。

    结果小鼠体内所有癌症的踪迹都消失了,而且没有明显副作用。作为比较,另一组小鼠用传统抗癌药阿霉素治疗。尽管阿霉素一开始缩小了一些肿瘤,但在实验结束时这些肿瘤增大到了原来的4倍。注射传统氧化铁纳米粒子的热疗对肿瘤没有显著效果。

    美国休斯顿莱斯大学的纳米工程师Naomi Halas评价道:“该研究团队解决了制约磁性纳米治疗的关键——纳米粒子对磁场反应较弱。这类基于纳米粒子的热疗技术的发展将丰富抗癌武器库。”(编译:白蕊)

参考文献:《Nature Nanotechnology》2011;6:418-422

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