美国魏启明 美国纳米医学科学院院长魏启明谈纳米医学
上图为魏博士(右)在报告会后与听众交流。
科技日报2006年6月26日讯 虽然纳米技术本身还处于发展阶段,但是它所具有的潜力让人们看到了它在许多其他学科和行业的应用前景,而正在兴起的纳米医学就是其中之一。
日前,美国纳米医学科学院院长、马里兰州约翰霍普金斯医学院心胸肾分子研究中心主任魏启明博士受特区中国学会的邀请,在约翰霍普金斯大学就“发展美中两国之间的纳米医学合作研究体系”为主题进行了学术报告。借此机会,记者对魏博士进行了简短专访,请他解答了纳米医学的有关问题。 记者:魏博士,对大众而言,纳米医学应该是相当陌生的观念。请介绍一下什么是纳米医学?
魏博士:简单讲,纳米医学是指利用纳米技术来解决医学问题的一门学科,包括纳米材料和纳米制造等内容在内的纳米技术可以用于医学的各个领域,如在医学诊断领域,人们可以开发出分子影像技术,用于体外探测活体细胞的功能。这是目前传统医学无法做到的。
记者:纳米医学与传统医学有哪些不同?
魏博士:从诊断上讲,传统医学即使是利用现代生物分子学,也只能了解死亡细胞的特性。然而利用纳米医学手段,情况将发生巨大变化,人们有望从体外了解活体细胞中的DNA、RNA和蛋白质的变化,做到病理早期诊断,并实现早期治疗。
从治疗上讲,比如癌症治疗,现在的抗癌药物进入病人体内后,既杀灭了癌细胞,又杀灭了一些正常细胞。利用纳米技术中的纳米颗粒,就可以将药物准确运送到针对目标,定向杀灭癌细胞。这是一项十分先进的技术,也是人们对未来医学的一个梦想。
记者:纳米医学是如何出现的?实用化要经过哪些步骤?
魏博士:纳米医学是随着纳米技术的发展而来的,初级阶段,纳米医学的研究主要集中在纳米材料的医学应用上。1992年,日本科学家制作出了纳米碳管。2001年,美国哈佛大学科学家将纳米碳管与抗体成功地结合,作为纳米级生物检测器,用来检测生物的性状。
同其他的医学研究类似,纳米医学无论是在诊断还是在治疗方面都要经历几个阶段。首先是基础研究,随后是细胞研究,接着是动物试验,最后是人体试验。人体试验阶段本身又要分几步来完成,一期临床试验主要检测毒性反应;二期临床试验主要是小规模的临床试验,进一步检测效果和副作用;三期临床试验主要是大规模的临床试验,进一步验证临床效果。
相对纳米医学诊断而言,纳米医学治疗将需要更长的时间,因为目前用于纳米治疗研究的很多物质本身是具有毒性的。
记者:能否更详细介绍一下纳米材料的毒性情况?
魏博士:在过去的纳米技术研究中,纳米材料主要研究的对象是半导体和光电方面的研究,很多纳米材料如碳、钛、镉、镓等本身对人体来说具有毒性。现在,人们在将它们用于纳米医学研究时,通常是在这些有毒的纳米材料的外部包裹上无毒的物质,防止毒性作用。但是当它们进入细胞或人体后,进一步的代谢状况还不清楚,如果失去表面的无毒物质,那么结果就不得而知了。
事实上,任何外来物质对人体来说都存在着潜在威胁,在纳米水平上,它们的危害都难以预测。因此,人们最终的目标是,希望寻找到无毒纳米材料来进行纳米医学研究。
记者:研究纳米医学需要哪些学科的支持?
魏博士:纳米医学是一个新型快速发展的边缘学科,它涉及的学科十分广泛,其中包括医学、分子生物学、工程学、化学、物理学、材料科学和统计学等。在日本,科研部门强调和推广医学、工学相结合。实际上,医工结合是每个国家今后都应大力倡导的发展方向。
此外,纳米医学本身的研究也相当广泛。纳米技术几乎可以进入临床医学研究的每个领域,包括心脏、神经、肝脏和肾脏以及老年科、眼科和皮肤科。
我本人是心脏外科医生,开始关注纳米医学是因为心脏病的治疗可以通过心脏细胞的修复来实现,而纳米技术为此提供了动态观测心脏细胞DNA损伤和修复的可能。
记者:纳米医学研究的目前状况和未来前景如何?
魏博士:纳米医学研究还刚刚起步,美国对此投资大、发展快,处于国际领先地位。
美国纳米医学的研究有两个方面发展较快,并有望尽快用于临床。其一是肿瘤方面的纳米医学研究,目标是希望实现肿瘤早期诊断(分子影像诊断)和早期治疗。在治疗方面,研究人员试图寻找到定向杀死肿瘤细胞的方法。其二是利用纳米技术研究新型的给药方式,希望在不久的将来能将这个技术用于治疗各种疾病。
纳米医学作为一个全新的快速发展的边缘学科,具有十分重要的基础和临床意义,将来它很可能是一个能够实现革命性的学科。如果人们能够实现在体外利用纳米技术检测体内活体细胞信号传导系统、早期发现病变,并做到早期治疗,那将是医学史上的巨大飞跃。
纳米医学的研究不仅可以促进医学的发展,而且也可以促进工学和其他学科的发展,并可能进一步促进整个经济的发展。因此,目前美国及世界各国都在大力发展纳米医学的研究。
