【金陵晚报】喝下药水 癌变细胞立刻现形(采访南邮兼职教授汪联辉)
发布时间: 2006-11-22 浏览次数: 523 文章来源: 宣传部

  【金陵晚报报道】 “今后,你们到医院检查是否受到癌症侵袭时,将不用去拍摄对身体有害的X光。只要喝下一种液体,然后慢慢走过一个通道,这时,会有激光束对全身进行扫描。通道的另一端计算机生成三维图像:全身体层扫描图。根据这些图像,医生会告诉你在你的体内有无肿瘤细胞以及肿瘤细胞的精确定位。”

  这似乎是科幻片中才会出现的场景,竟从复旦教授、南邮兼职教授汪联辉口中娓娓道出,他口中的液体其实是一种含有被称为“量子点”的纳米颗粒溶液,他与他的团队一直在做让上述场景变为现实的努力。

  市场已有天价量子点

  据悉,量子点是近年来国际材料学科的一大研究热点,有关量子点应用,包括生命科学领域,其技术难关正被逐一攻克,市场上甚至已经销售量子点,其价格非常昂贵,1毫升就要1600美金,约合人民币1万多元。

  汪联辉透露,量子点在医学上最主要的用途是快速、准确、无伤害地诊断病变细胞,这一设想此前就已经有一些医学尝试,如用化学荧光染料进行专一染色,以观察蛋白质或细胞体动态分布。

  但它存在一些先天不足,如荧光消失的速度太快,使得需要观察的组织反应时间不足,给观察带来了许多不便;此外,每种有机染剂须以不同波长的光激发,不同颜色的染剂难以同时使用。

  为了克服这些缺憾,学者们试图寻找一种性能更好的替代品,量子点于是成为国际材料学界关注的焦点。

  什么叫量子点呢?它是通过人工镭射切割出来的半导体纳米晶体,1纳米是1毫米的一百万分之一,相当于1个原子的大小,由100~1000个原子组成的纳米粒子就称为“量子点”。量子点的物理特性正好克服了荧光染色法的缺憾,其作用时间是有机染剂的100倍,在细胞体内不易分解;它在追踪多种蛋白质或细胞时,只需要一台荧光显微镜,即可记录被色彩编码的目标每一分钟间隔的动态并延续数天之久。同一个蛋白质分子更可结合多个异色量子点形成独特的彩虹标记。利用量子点与生物探针结合,还可区分出不同的生物分子,达到实时而长期的生物分子追踪,如可以看着线虫从胚胎到成熟阶段每一个细胞的流向;甚至追踪某些病毒是由何种蛋白质运送到错误的位置,进而所引起的细胞网络破坏等,而这些只需要一台荧光显微镜即可。

  乳腺癌不用再割乳房

  近年来,乳腺癌发病率越来越高,患者常常需要割掉整只乳房才能挽回生命,但乳房又是女性美的重要特征,有些女性因此在是否手术上犹豫不决,贻误了最佳治疗期。量子点技术运用到医学上后,乳腺癌患者不需手术就能痊愈,汪联辉一语惊四座。

  他的设想来自于对量子点技术的应用,量子点本身不发光,它在紫外线的照耀下才会发出相应的色光;不同长度的量子点会发出不同的色光;量子点的材料本身是含毒的,不能直接应用于人体,必须在它的外表修饰另一种有机材料,这种材料正好为技术界提供了用武之地,赋予它对人体细胞无毒无侵害的特性,同时具备亲近不同病变细胞的特性,在人体内自然游走,最后附着于病变部位。

  一旦这种技术进入临床后,医生将能准确地掌握人体乳房内的细胞状况,即哪些是好的,哪些已经病变,然后再利用量子点把克癌药输送到病变细胞上,达到杀死病变细胞,又不损伤好细胞的目的。

  事实上,有些时候根本不需药物,量子点本身就有治疗功效,在紫外线的持续照耀下,量子点会在人体内发热,烫死癌细胞,正常的细胞却丝毫无损。

  目前,这种技术在人体应用上的最大难题是它的安全性问题,这也是汪联辉等人一直努力攻克的。

  汪联辉介绍,将磷酸微胶粒包被在量子点表面,然后注射进小鼠体内,具有液体表面覆盖层的纳米颗粒不仅对细胞没有了毒性作用,而且可维持数天不损失荧光。

  此外,使用多光子荧光显微镜,量子点可同时监测超过36种细胞,并且可应用于深层组织中。

  这就意味着,未来可以根据病人所需检查病症项目的要求,配置不同长度的纳米颗粒溶液,病人喝了之后经紫外线照射后,就能从计算机中打出诊断结果。

  艾滋病患者将获新生

  量子点将给艾滋病患者带来新生,艾滋病将不再是无药可治的顽症。

  对此,汪联辉是这样解释的,艾滋病病毒本身并不致命,只是因为艾滋病患者完全丧失了免疫能力,这给病菌一个侵袭的机会,若不受感染,艾滋病患者可以没有任何危险。

  据研究,艾滋病人最大的危险来自一种真菌对人体的侵袭,原本正常的人体都可以自行防御这种真菌,但在没有免疫力的艾滋病患者体内,这种真菌的繁殖突然猖獗起来,使得人体越来越虚弱,最后走向了死亡。有了量子点技术后,只要在量子点表面修饰一种亲近该真菌的材料,通过它找到真菌在人体内的精确位置,然后把其消灭,艾滋病对人体的危害也就消除大半了。

  但量子点在医学上的最大突破还不是这些,汪联辉称,人体的神经网络如何相互作用一直是一个谜,多少年来,科学家只能对其进行一些假想,从来也没人能清晰地掌握哪怕是人体发出的最简单的动作,如看到食物,人立即有眼睛放光、流口水、手想去抓这些食物的行为。但有了量子点后,科学家们就可以实时观察人体神经细胞运动的全过程,并最终揭开人体的奥秘。

  临床实验还要几年

  量子点用于人类医学,并快速诊治癌症是有可能实现的,东南大学纳米专家顾宁教授如是说,但这目前还停留在动物实验的阶段,距离真正的临床实验研究起码还有几年的时间。

  汪联辉也称,现在,人们对量子点的安全性仍然存有疑虑,还有一些关键问题亟待解决。例如,在动物活体较厚的组织,如骨组织中,量子点技术能否发挥作用?

  经量子点标记的生物分子与人体自身的生物分子(以及细胞和组织)如何区别?

  如何使经过表面改性的量子点保持原有的荧光性质和生物分子的生物活性。

  这种担忧是建立在现有的一些量子点的特性上,它们多数都是从铅、镉和硅的混合物中提取出来的,但是这些材料一般有毒,对环境也有危害。他与他的团队正努力从一些良性化合物中提取量子点,消除毒性;通过在量子点的表面修饰一些物质,消除毒性,更好地与人体其他细胞相适应;同时试图简化一些制作工艺,以降低成本。

                                                                       作者及来源:  记者 李学芹 金陵晚报 2006年11月22日

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