改造的精子可攜帶藥物，用于治療婦科癌癥 | 前沿
? 基于精子微型電動(dòng)機(jī)的癌癥治療藥物運(yùn)載系統(tǒng)示意圖
撰文 | 馮 梟
責(zé)編 | 葉水送
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在現(xiàn)實(shí)社會(huì)中，快遞公司往往會(huì)通過專業(yè)的快遞員與物流網(wǎng)絡(luò)，高效且準(zhǔn)確地將貨物運(yùn)送到指定地點(diǎn)。在癌癥的治療過程中，如何將抗癌藥物精準(zhǔn)地運(yùn)送到癌細(xì)胞中且不傷害正常的細(xì)胞是一個(gè)重要的問題。人體內(nèi)是否有這樣的“快遞員”和“物流網(wǎng)絡(luò)”呢？答案是肯定的。
在早前的研究與試驗(yàn)中，科學(xué)家利用紅細(xì)胞與循環(huán)系統(tǒng)，在人體內(nèi)精準(zhǔn)運(yùn)送藥物，實(shí)現(xiàn)對(duì)疾病的靶向治療。近日，德國科學(xué)家受到精子特異性識(shí)別卵細(xì)胞的啟發(fā)，設(shè)計(jì)了一種新型的藥物運(yùn)載系統(tǒng)，利用精子將藥物運(yùn)送到婦科癌癥的癌細(xì)胞中，相關(guān)的研究于今年3月在arXiv預(yù)印本服務(wù)器上發(fā)表。
婦科癌癥與婦科疾病往往困擾著大量女性，每年美國約有10萬名女性被診斷患有婦科癌癥，全世界更是數(shù)量巨大，它們嚴(yán)重地威脅著廣大女性的健康。而此新方法主要針對(duì)女性生殖系統(tǒng)疾病，包括婦科癌癥、子宮內(nèi)膜異位癥以及盆腔炎等疾病。
? 磁體引導(dǎo)精子微型電動(dòng)機(jī)定向運(yùn)動(dòng)
首先，研究人員將精子置于活性藥物的成份之中，使該活性藥物的含量在精子細(xì)胞中大大增加。然后，他們?cè)诰宇^部安加裝上一種極小的、用激光打印的、并含鐵的微型結(jié)構(gòu)，同時(shí)該結(jié)構(gòu)為改造后的精子提供了快速釋放機(jī)制，使之成為一個(gè)攜帶大量癌癥治療藥物的微型電動(dòng)機(jī)（micromotor）。之后，通過磁體牽引，將精子微型電動(dòng)機(jī)引導(dǎo)至正在生長的腫瘤細(xì)胞附近。當(dāng)精子微型電動(dòng)機(jī)接觸到腫瘤組織時(shí)，精子頭部的微型結(jié)構(gòu)便會(huì)從精子上脫離，從而保證大量的精子涌向組織，進(jìn)入癌細(xì)胞。
? 藥物運(yùn)載系統(tǒng)靶向海拉細(xì)胞
為了測(cè)試與評(píng)估這一新型運(yùn)載系統(tǒng)，研究人員利用公牛的精子攜帶其容易吸收的癌癥化療藥物阿霉素（Doxorubicin，一種對(duì)癌細(xì)胞具有強(qiáng)烈作用但對(duì)精子細(xì)胞幾乎沒有影響的藥物），引導(dǎo)其靶向由海拉細(xì)胞（一種子宮頸癌細(xì)胞的細(xì)胞系）與海拉球狀體組成的癌癥模型。雖然頭部的微型結(jié)構(gòu)使得精子的運(yùn)動(dòng)速度降低了43%，但這并沒有影響其作用于癌組織和癌細(xì)胞。體外實(shí)驗(yàn)表明，基于精子微型電動(dòng)機(jī)的婦科癌癥治療藥物運(yùn)載系統(tǒng)，具有一定的功效。
但我們也不能忽視該實(shí)驗(yàn)的對(duì)象與場(chǎng)所——公牛精子不同于人類精子，實(shí)驗(yàn)環(huán)境也并非是人類身體。同時(shí)我們也應(yīng)該思考其造成意外懷孕的可能，精子的數(shù)目，攜帶藥物的種類、劑量，精子頭部微型結(jié)構(gòu)的自降解機(jī)制以及倫理與臨床應(yīng)用等問題。
盡管這一新型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與臨床應(yīng)用尚未成熟，但基于精子微型電動(dòng)機(jī)的婦科癌癥藥物運(yùn)載系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)也應(yīng)當(dāng)被認(rèn)可。它可特異性識(shí)別卵細(xì)胞，保證藥物靶向的精準(zhǔn)性，不損傷其他正常細(xì)胞；它不會(huì)引起自身免疫反應(yīng)，也不會(huì)造成其他不適或病癥，而以細(xì)菌或病毒為載體的靶向系統(tǒng)往往會(huì)有這樣的問題；防止藥物在運(yùn)送過程中被稀釋和降解，保證治療效果。
研究人員希望，在不久的將來可將該系統(tǒng)推向臨床應(yīng)用，我們也期待更多科學(xué)家對(duì)其予以關(guān)注與改進(jìn)，為這一新型藥物運(yùn)載系統(tǒng)帶來新的春天，更為婦科癌癥患者帶去福音。
參考文獻(xiàn)
[1] https://arxiv.org/abs/1703.08510
[2] http://www.sciencemag.org/news/sifter/iron-coated-sperm-micromotors-attack-gynecological-cancer
[3] https://www.technologyreview.com/s/604112/sperm-loaded-with-drugs-could-target-gynecological-cancers/
注:本文圖片皆來自arxiv.org
制版編輯：葉水送丨
