本文转自:中国新闻周刊血管里的迷你医生:纳米机器人照进现实还有多远? 7月末|血管里的迷你医生:纳米机器人照进现实还有多远?

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血管里的迷你医生:纳米机器人照进现实还有多远?
7月末 , 法国国家健康与医学研究院、国家科学研究中心和蒙彼利埃大学的科学家们在《自然·通讯》杂志上发表了他们用DNA建造的纳米机器人的文章 。 科学家们用纳米机器人了解细胞机械敏感性的分子机制 , 以研究许多生物和病理过程 。
早在1966年上映的科幻电影《神奇旅程》中 , 人们就有了关于治疗疾病的全新想象:从修补、治疗人体的单个细胞着手对付疾病 。 电影中 , 外科医生被缩小为几百万分之一 , 乘坐微缩潜水艇进入人体内进行血管手术 。
这并非天方夜谭 。 在微观世界里 , 科学家们寄希望于纳米机器人可以到达人类不能到达的地方 , 比如血液 。 如果投入临床使用 , 它们将在十亿分之一米的尺度上 , 在人体内巡航、投放药物、开展细胞微“手术”……为人类疾病诊断和治疗开辟全新的可能性 。
2021年 , 距离《科学》杂志上一次发布125个推动基础科学研究的科学难题16年后 , 该杂志再次发布了全球最前沿的125个科学问题 。 其中 , 在人工智能领域 , 首当其冲的问题是:可注射的抗病纳米机器人会成为现实吗?
血管里的全能“医生”
在生物技术领域的舞台上 , 近两年 , 因为全球新冠大流行 , 最“风光无两”的当属mRNA技术:辉瑞/BioNTech与莫德纳两款mRNA疫苗的成功 , 将这一新技术一下子推到聚光灯下 , 上千亿美元的收入 , 使其成为制药史上最赚钱的“黑马” 。
人类发现mRNA(信使核糖核酸)已经超过60年 , 不过 , 受mRNA在体内快速降解等关键问题的阻碍 , 该技术进展缓慢 。 进入21世纪 , 脂质纳米粒子(LNP)作为载体的递送技术 , 一定程度上解决了mRNA在体内易降解和递送效率低等问题 , 使mRNA技术快速发展并进入临床应用 。
美国乔治亚大学物理系杰出研究教授赵奕平告诉《中国新闻周刊》 , 从1990年代纳米技术兴起以来 , 驱动它发展的一个很重要的动力是芯片的研发 。 不过 , 后来这个领域的驱动力逐渐转向了医学应用 。 2020年 , 中国微米纳米技术学会写道:纳米技术与生物医学结合的纳米生物学将是21世纪生命科学的重要组成部分 , 而纳米机器人也将会是纳米生物学中最具有诱惑力的成就 。
不过 , 与我们通常所设想的“机器人”不一样 , 纳米机器人不是一些带着电池、芯片等各种电子器件并且拥有一副金属盔甲的样子 。 今天 , 即便最精密的机械加工技术 , 也还不能制造出在体内游动的传统机器人 。 纳米机器人是通过物理、化学的方法合成、制备出具有特殊结构和功能的分子和微纳米材料 。
哈佛大学医学院助理教授、哈佛大学附属布莱根妇女医院杰出讲席教授陶伟是生物医学工程方向的科学家 , 他的研究内容主要聚焦在药物的智能递送系统上 , “纳米机器人”正是很好的运输工具 。 他接受《中国新闻周刊》采访时表示 , 临床上其实有很多有效的药物 , 却不能很好地治疗疾病 , 其中一个原因是药物不能准确地到达病灶部位并针对性地释放药物 , 造成毒副作用大、治疗效果差等问题 。
实际上 , 过去30多年 , 科学界发现 , 用纳米粒子作为载体实现药物精准递送的研究并没有取得预期的效果 。 用纳米颗粒包裹药物 , 注射到血液里面之后 , 它只能随着血液的流动而被动循环 , 递送效率与直接注射药物相比没有任何明显的区别 , 领域面临比较沮丧的局面 。
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