生物醫(yī)學的不斷進步一方面是源于人類對社會進步和健康事業(yè)發(fā)展的不斷需求，另一方面也得益于其他科學技術(shù)發(fā)展所帶來的許多新概念、新思想和新方法、新材料、新器件以及相關(guān)的技術(shù)推動。納米科學技術(shù)與生物學和醫(yī)藥學的結(jié)合，正在迅速發(fā)展成為新的科學研究前沿和熱點，并將會對未來生物技術(shù)和醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生重大影響。 為重大疾病診治帶來突破性進展 納米醫(yī)藥是利用納米技術(shù)來解決醫(yī)學問題的一門學科，可以用于醫(yī)學的幾乎各個領(lǐng)域，包括基于納米技術(shù)的重大疾病預警、診斷和治療。華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬同濟醫(yī)院寧琴教授認為，在不久的將來，納米醫(yī)藥將有望在以下幾個方面得到突破性應(yīng)用。 一是在分子的水平上認識和理解病變機理。由于人類基因序列圖譜草圖的繪制完成，人類對自身認識將有望達到分子水平，并利用納米技術(shù)在細胞的分子結(jié)構(gòu)和分子的基因水平上真正認識和理解病變機理，為徹底根治疾病提供理論基礎(chǔ)。二是大幅度提高醫(yī)學診斷和疾病檢測的精度。研制出的可以直接插入活細胞內(nèi)進行探測的納米級微型探測器，可以植入人體內(nèi)不同部位或隨血流在體內(nèi)流動，對人體內(nèi)細胞的健康狀態(tài)和病變信息實現(xiàn)實時檢測，有利于早期發(fā)現(xiàn)病變和早期治療。三是基因治療、靶向分子治療可望快速發(fā)展。隨著對納米尺度基因載體的深入研究，基因治療中的瓶頸問題，即基因的體內(nèi)轉(zhuǎn)運有望取得重大進展。利用納米顆粒可以將藥物準確地輸送到目的地，定向殺滅腫瘤細胞。 中國醫(yī)學科學院基礎(chǔ)醫(yī)學研究所強伯勤院士認為，納米粒子所具有的易于被細胞攝取和跨越多種生物屏障的特性是發(fā)展新型分子影像學技術(shù)、疾病相關(guān)生物標志物分離與檢測技術(shù)、高效低毒抗腫瘤藥物的運送系統(tǒng)、靶向基因運載與治療技術(shù)的核心要素，也是當前納米生物醫(yī)學領(lǐng)域的重要研究內(nèi)容。而具有宏觀尺度納米結(jié)構(gòu)的組裝與構(gòu)建，將推動智能仿生材料的發(fā)展，有可能在分子水平上引發(fā)和調(diào)控特定的細胞反應(yīng)，激發(fā)成體干細胞的自修復潛能，成為再生醫(yī)學的新方法。 納米醫(yī)藥研究起步于2000年左右，由于納米醫(yī)藥在腫瘤、心血管病、傳染病等重大疾病的診治方面所顯示出來的廣闊的應(yīng)用前景，因此近年來各國政府都相繼加大了對納米醫(yī)藥研究的資助力度，美國、德國、瑞士、日本等發(fā)達國家都已將納米生物技術(shù)和納米醫(yī)藥作為本國國家納米發(fā)展戰(zhàn)略一個主要內(nèi)容，我國的《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》也將納米科學和技術(shù)列為重大科學研究計劃，其中納米生物學和納米醫(yī)藥占有很大比重。納米技術(shù)將帶給醫(yī)藥學一場前所未有的技術(shù)革命，它將大幅度地提高人類健康和保健水平。 腫瘤研究有望率先實現(xiàn)突破 “就晚期腫瘤而言，現(xiàn)在的5年生存率水平與30年前的治療水平基本上是一樣的，30多年來腫瘤的診治進展非常緩慢，現(xiàn)在對已經(jīng)發(fā)生轉(zhuǎn)移的晚期惡性腫瘤基本沒有什么辦法，腫瘤的死亡率基本上保持在原來比較高的水平上。”中國醫(yī)學科學院腫瘤研究所程書鈞院士說。 有資料顯示，我國目前每年腫瘤死亡人數(shù)近200萬人，腫瘤防治與其他發(fā)達國家和發(fā)展中國家一樣，面臨著巨大的壓力。 腫瘤的檢測，包括對腫瘤細胞、組織的檢測、觀察以及分析等，是對腫瘤早期診斷的基礎(chǔ)。東南大學生物科學與醫(yī)學工程系顧寧教授介紹說，隨著納米技術(shù)的發(fā)展，許多新的腫瘤檢測方法，包括診斷材料與器件等，正處于積極的研究與發(fā)展階段。如基于發(fā)現(xiàn)腫瘤標志物并快速表示的微陣列芯片、納米碳管傳感器、微流道傳感器以及檢測腫瘤細胞的光纖探針傳感器等，部分研究已顯示出了非常好的應(yīng)用前景。 納米醫(yī)藥還將推動基因治療和分子靶向治療研究的快速發(fā)展。隨著對納米尺度的基因載體的深入研究，基因治療中的瓶頸問題，即基因的體內(nèi)轉(zhuǎn)運有望取得重大進展。在腫瘤的治療上，利用納米級藥物傳輸系統(tǒng)，可以實現(xiàn)抗癌藥物的準確傳送，定向殺滅癌細胞，提高腫瘤的治愈率，降低死亡率。 納米科學在腫瘤診治方面的重要性引起各國的高度重視。美國前總統(tǒng)克林頓先生在發(fā)布美國納米科技行動計劃（NNI）時，專門談到了癌癥檢測問題，表明美國在利用納米技術(shù)突破腫瘤早期發(fā)現(xiàn)和治療的決心。美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）近年來啟動了癌癥納米技術(shù)計劃，旨在將納米技術(shù)、癌癥研究與分子生物醫(yī)學相互結(jié)合，實現(xiàn)征服癌癥的宏偉目標。美國國家納米醫(yī)藥科學院院長魏啟明博士說，美國納米級腫瘤治療藥物研究取得了一定的進展，有些藥物已經(jīng)進入一期臨床，近幾年內(nèi)有望實現(xiàn)一個大的突破。 但也有專家指出，借助納米技術(shù)對腫瘤進行檢測，目前所遇到的問題是，診斷所需要的信息是多方面的，所以，如何將有關(guān)最早出現(xiàn)的一些信息與最后診斷所需要的信息相結(jié)合，找出其中的關(guān)聯(lián)，還需要做大量的研究工作。 另外，藥物的靶向輸運與控制釋放是藥物新技術(shù)發(fā)展的重要方向，可以借助納米技術(shù)與納米材料的進步而獲得更好的推進。藥物靶向治療的實現(xiàn)，關(guān)鍵在于藥物及其載體在體內(nèi)的性質(zhì)等，以及靶向所依據(jù)的分子集注或者外場的作用，盡管已經(jīng)有許多工作被越來越多地報道出來，但仍有許多未解之謎。 安全性左右產(chǎn)業(yè)競爭力 來自2005《科學發(fā)展報告》稱，在歐洲和美國，科學家們發(fā)表了一項長期流行病學研究結(jié)果。這項長達20多年的與大氣顆粒物有關(guān)的長期流行病學研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：人的發(fā)病率和死亡率與他們所生活周圍環(huán)境空氣中大氣顆粒物濃度和顆粒物尺寸密切相關(guān)。死亡率增加是由劑量非常低的相對較小的顆粒物的增加引起的。 由于小尺寸效應(yīng)、量子效應(yīng)和巨大比表面積等，納米材料具有特殊的物理化學性質(zhì)。納米在進入生命體后，它們與生命體相互作用所產(chǎn)生的化學特性和生物活性與化學成分相同的常規(guī)物質(zhì)有很大不同，有可能給人類健康帶來嚴重損害，并成為許多重大疾病的誘因。倫敦大霧是一個眾所周知的例子，倫敦大霧短時間內(nèi)造成許多人突然死亡。科學家分析研究的結(jié)果，認為主要是空氣中細小的納米顆粒大量增加造成的。 很多人都愿意看好納米醫(yī)藥的產(chǎn)業(yè)化前景，并將其與生物芯片技術(shù)相提并論。生物芯片技術(shù)是20世紀具有劃時代意義的微量分析技術(shù)之一，目前生物芯片技術(shù)已廣泛應(yīng)用到了分子生物學研究，疾病的預防、診斷和治療，新藥研發(fā)，司法鑒定，環(huán)境污染監(jiān)測和食品衛(wèi)生監(jiān)督等諸多領(lǐng)域。2005年全球生物芯片的產(chǎn)值約為23億美元左右，其中美國市場產(chǎn)值約為15.8億美元。預計2010年全球生物芯片市場產(chǎn)值將達到42億美金，年平均增長率約為14.1%。納米芯片具有高通量的特點，因此可以實現(xiàn)在短時間內(nèi)對更多的基因和蛋白的快速檢測，極具產(chǎn)業(yè)競爭力；此外還有納米分子靶向藥物、納米分子影像學等潛在的巨大市場需求，沒有人懷疑，納米醫(yī)藥將成為新世紀的一個朝陽產(chǎn)業(yè)。 但是，人造納米材料進入生命體后，是否會導致特殊的生物效應(yīng)？這些效應(yīng)對生命過程和人體健康是有益或是有害？納米量級的微小顆粒，是否會穿越血腦屏障，進入大腦而影響大腦功能？等等問題都還是未解之謎。如果這些問題不解決，納米醫(yī)藥的許多研究成果都將無法用于臨床，納米的毒性和安全性問題是納米醫(yī)藥研究面臨的一個巨大的挑戰(zhàn)和納米醫(yī)藥實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵瓶頸。目前，無論國際或是國內(nèi)，納米尺度物質(zhì)以及技術(shù)對人體健康的影響研究剛剛起步，實現(xiàn)納米醫(yī)藥真正服務(wù)于人類健康的路還很長。