作为上世纪末开始兴起的新兴学科,“纳米技术”在我国得到高度重视。《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》中,就将纳米科技作为我国“有望实现跨越式发展的领域之一”。南京市创新投资集团邀请到了南京鼓楼医院检验科李智洋研究员,以他长期的从业经验和专业视角,解读纳米医疗这条新兴的黄金赛道。

李智洋,南京鼓楼医院检验科科研组组长,东南大学生物医学工程博士、博士后,博士生导师,江苏省“十三五科教强卫工程”医学重点人才,省333人才。
专职从事检验医学科研工作,致力基于纳米材料的新型精准医学诊疗方法学及相关检测仪器研发工作20余年。目前主要研究方向集中在以纳米技术为特色的高灵敏、高特异、自动化的液体活检新技术研发,有望为病原微生物、疾病标志物等诊疗提供新的,优于现有方法的成套解决方案。
创投集团
纳米医学已经成为现代医疗的一个重要发展方向,为许多疾病的诊治提供了全新的诊疗方式。相较传统诊疗手段,纳米诊疗技术的优势在哪里?
李智洋
纳米,是一种长度单位,符号为nm。1纳米=1毫微米=十亿分之一米,约为10个原子的长度。假设一根头发的直径为0.05毫米,把它径向平均剖成5万根,每根的直径即约为1纳米。纳米材料即为纳米尺度的材料,作为纳米技术的代表在现代医疗中已经大量使用。例如诊断试剂载体、影像造影剂、靶向药物载体等,科学家利用这些纳米材料实现了以往诊疗技术从微米尺度到纳米尺度的转变,使我们获取信息的质量、数量和密度都大为提高。在体外诊断试剂开发中,可以利用纳米材料负载更多的抗体、探针等生物试剂,大幅提高检测的灵敏度;而在体内的应用中,也可以凭借纳米尺度的优势作为靶向、缓释、可控的药物载体,实现疾病的精准高效治疗。
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目前,纳米技术已经应用于哪些疾病诊疗?
李智洋
纳米技术在医疗行业的用途非常多,举几个常见的例子。比如验孕试纸条上面红色的小条带就是由不计其数的5-50 nm的黄金(Au)材料呈现的,在这种材料上修饰上抗体,就能用于分离及指示尿液中的人绒毛膜促性腺激素(Human Chorionic Gonadotropin,简称HCG)成分。
纳米技术在新冠病毒核酸检测方面也有非常好的应用,因为病毒检测,需要先把病毒的遗传物质从样本中分离出来,才能进行检测。而传统的分离技术需要离心机,分离速度慢、得率低、不易自动化、难以实现高通量,我们的团队发展出了一种单分散磁性纳米颗粒核心原料,并研制出了配套核酸提取试剂和配套设备,将以往100分钟才能完成的核酸提取过程缩短至了10分钟以内,而且一次可以提取96个标本,大大减轻了检验人员的工作量。
再比如核磁影像检查前,也会给人注射一种主要成分为磁性纳米粒子的造影剂,用于增强扫描,使检查部位更清晰。
纳米医学应用非常广阔,传统的中药都和它有关系。比如鹿茸一天可以长三厘米,长得非常快,国内有团队从中提取了一种直径在100 nm的小囊泡,这种天然的纳米材料可以更加有效地刺激软骨生长,从而适用于骨关节的修复。这些都涉及到了纳米的概念,所以纳米医学引领了医疗技术发展。在纳米技术的加持下,检测灵敏度可能会提高一百倍,甚至一千倍以上,治疗的效果也可能是超过十倍以上的改进或改善。
除此之外,人体也会分泌纳米级的小囊泡到血液中,亦可以用于诊断胎儿是否有遗传缺陷。例如在癌症发生的早期阶段,肿瘤细胞尚存在于正常人体组织的包围中而无法在血液中出现的时候,它分泌的纳米级小囊泡(外泌体)已经可以通过组织间隙到达血液环境了。因此,利用纳米技术富集及检测这些外泌体,就可以起到早期癌症筛查的作用,也可以避免现有组织活检给病人带来的痛苦。
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能否介绍下您在纳米技术方面最新的医学研究成果?例如,纳米液体活检技术的应用场景是什么?是否已实现技术产业化落地?
李智洋
短期之内,我们的科研重点瞄准在以外泌体为靶标的疾病的早期辅助诊断及伴随诊断上,力图开发出重复性好的,可识别单外泌体级别的精准检测技术。可以通过血液检测、甚至不用抽血,通过尿液等无创获得的样本就可以开展精准的疾病早期诊断。
我们希望未来纳米液体活检这项技术会成为年度常规体检的一部分。只需要用1毫升血或者直接用尿液,就可以像检测血糖、验孕一样,无创、灵敏地筛检癌症等重大疾病。为我国乃至全球病患带来更及时、更有针对性的诊疗方案。
创投集团
目前纳米医学技术研究处在风口浪尖,您对医用纳米技术行业后续发展,有何建议?
李智洋
从纳米材料产业化的这个角度上,目前仍有很多问题没有解决。比如临床上用于免疫比浊的聚苯乙烯微球,90%以上还是依赖于进口,国内虽然有些公司可以生产,指标也能达到,但是“批间差”很难控制。
什么叫“批间差”?就是试剂标准数值的偏差。检测报告需要精准,不可能每个批次之间存在很大的偏差,在偏差很大的情况下,对疾病诊断来说,就会导致每次检测结果误差较大,不能准确判断病情进展。所以国外产品的“批间差”可以做到3%以内,国内尚有较大差距。
我们虽然现在迎头赶上,但在某些领域还是有差距的。中国纳米方面的文章近三年排名都是全球第一,但实际上跟发达国家相比还是处于“追赶”态势,在更高的技术上面,还是有些差距。怎么把纸上的东西产业化?可能仍然是我们今后二三十年需要做的一个事情。
创投集团
新医药与生命健康是南京市八大产业链之一,南京市创新投资集团目前重点关注该领域具有前瞻性视野和突破性技术创新的科技型中小企业,并推动与扶持这些企业在临床试验和商业化等方面取得成功,您如何看待南京市创新投资集团这些举措?并有怎样的展望?
李智洋
在医学成果转换成商业产品这个过程中,产品能否规模化生产、有效性等存在很大的不确定因素,而且后续市场预期及回报率问题,是导致很多有潜力的项目得不到产业化基金支持的重要原因,严重影响了医疗科技成果的产业化。
南京市创新投资集团的扶持性政策很大程度上支持甚至解决了这些问题,对于科技型中小企业在医疗创新项目的考察极具前瞻性,加速推动了科研成果转化到临床实际应用中来。虽然风险可能偏大,但鼓励和支持出了不少好的成果,进一步激励了产业创新。
未来,南京市创新投资集团可以针对生物医药科研院所、中小企业开辟更多的扶持渠道,比如为他们多举行一些路演,加大支持即将准备成立的科技型药企,推动其商业化取得成功。
来源:李智洋、行政管理部
审核:薛瑶
发布:尤异
