美学者研发磁场遥控给药，有望实现精准治疗

【财新网】（见习记者 杜偲偲 记者 周辰）普通药物需要患者每日多次服药，这容易导致其血液中的药物浓度出现较大的峰谷波动，给患者身体带来威胁。最新研究表明，磁场可以远程开启药物化学反应、实现药物缓释，作者在一项概念验证研究中使用该方法，证明它可用于释放化疗药物阿霉素来杀死癌细胞，有学者评论称，这一技术所运用的磁性纳米粒子对人体的毒性未知、仍需进一步的研究。

由美国乔治亚大学Sergiy Minko与同事完的这一研究，于11月21日在线发表于《自然-催化》。针对通常情况下具有催化功能的酶遇到特定的药物分子（基质）会快速反应、药物被立刻释放这一难题，研究者分别将酶和基质连接到不同的氧化铁纳米粒子上形成了纳米粒子，并将这些粒子被分别包裹在聚合物涂层中，确保它们不会互相作用。

作者表明在没有磁场的条件下，连在纳米粒子上的酶与连在纳米粒子上的基质不会产生反应，因此药物不会被释放。然而对其施加相对较弱的外部磁场时，分别包裹了酶和基质的纳米粒子在力的作用下聚拢，聚合物涂层逐渐融合，于是指定的化学反应发生，药物被释放。

研究者提到，酶可以和许多具有相似化学结构的基质相互作用，被其他酶降解、通过分泌到复杂的生物环境中自我消化，或者发生聚集、结晶或非特异性吸附等，这都会强烈地破坏生物催化过程的效率。这一处理方法也能够加强生物催化过程的特异性，增强在特定的环境和空间中的酶催化反应。

华东理工大学料科学与工程学院教授郎美东对财新记者介绍，药物缓释是将小分子药物与高分子载体以物理或化学方法结合，在体内通过扩散、渗透等控制方式，将小分子药物以适当的浓度持续地释放出来。而缓释载体的材料，是调节药物释放速度的重要物质、影响药效的主要因素。他提到，药物缓释的主要优点为能够减少给药次数，增加药物治疗稳定性，延长药物作用时间，从而可以提高药物疗效、降低毒副作用、减轻患者多次用药的痛苦，对于提高临床用药水平来说具有重大意义。

就这一研究，他认为这一技术能够将抗肿瘤药物包封入该磁性纳米载体中，提高了药物的稳定性，延长其血液循环从而提高药物疗效，其次，通过控制磁场来控制药物的释放时间、释放量以及释放速度，给药可控性高。但是该研究在临床应用上还具有制备较为繁琐、产量不高，磁性纳米粒子的毒性未知等问题，还需要进一步的研究。

类似于磁性纳米材料在外部环境（如温度、pH、光、磁、离子等）刺激下自身会发生物理或化学性质变化的材料被称为环境响应材料。郎美东介绍，由于磁场变化不但在自然界存在较多，而且很容易通过人工手段来实现，磁性纳米材料是目前研究较多的环境响应性材料。例如通过外加磁场，磁性纳米粒子很容易从分散介质中分离出来，也可以在磁场作用下发生定向移动到所需位置。因此磁性纳米粒子在分离、靶向给药等方面有着重要的应用。

他表示，目前，药物缓释体系中很多材料已应用于临床，例如一种乳酸和羟基乙酸随机聚合而成、可降解的功能高分子有机化合物PLGA，已广泛用于多种形式的控释制剂中，可作为注射、口服、生物黏附系统、植入剂和膜剂的主要释药组分，用于抗生素及抗癌用药、多肽药物及疫苗、激素及计生用药、解热镇痛药、神经系统用药等。

“尽管目前已有一些缓释药物产品，但对药物缓释改造还未取得突破性的进展，主要是包封率较低，吸收有限，而且制剂质量方法不成熟，剂量较难控制，成本较高，以及对吸收部位的损坏乃至可能对人体脏器功能带来影响，还有待进一步开发研究。”郎美东表示。■