涂雨清| 撰文
8月31日，西湖大学材料科学与工程讲席教授、工学院院长程建军，浙江大学求是讲席教授、药学院院长顾臻教授，高田生物创始人徐宇虹教授，三位专注药物递送技术的科学家和企业家在第七期“燃烧吧科技”讲座，展开了一场精彩的交流。
给线上线下的观众们科普了药物递送领域最新最热的技术，也让大家对治疗这些疾病有了更多的信心。
西湖大学材料科学与工程讲席教授、工学院院长程建军首先给观众进行了一些科普。药物递送是药物开发的最后一步，指在空间时间和计量上全面调控药物在生物体内的分布的技术体系。
简单来说，就像邮递员将邮件递送到某一个地方，但药物递送进人体是极为复杂的过程，人体的组织屏障包括血脑屏障，小肠，细胞和各种胞内膜等，保护了人体免受疾病的侵袭，但也使药物递送产生巨大障碍。药物递送涉及到药物本身的形态，用什么样的材料来制作药物？药物怎么通过人体屏障的阻拦，抵达合适的部位？以癌症为例，让药物穿透肿瘤组织，在肿瘤中均匀分布就是一项非常难的技术。不能简单直接将药物打到人体中，需要一些特殊的手段。
程建军
01
智能微针贴片治疗糖尿病
浙江大学求是讲席教授、药学院院长顾臻教授介绍了一种最新的胰岛素递送方式——智能胰岛素贴片，在正确时间，用正确剂量将胰岛素释放出来，并结合了微针的技术，构建药械结合的组装，既解决了需要皮下注射胰岛素的难题，也避免了胰岛素注射过量的危害。
为了方便使用，贴片和微针结合在一起，将药物存储在微针内，贴片里的每根针的长度大概600到800微米，皮下很多细胞在真皮层，这一长度的微针扎到皮下，微针和神经细胞没有非常紧密的接触，几乎不会产生痛感。
智能胰岛素贴片 图片来源：顾臻
一个值得期待的好消息是，顾臻教授和团队研发的智能胰岛素贴片，即将开始首例临床试验。
顾臻教授表示，“智能是在正确时间、正确剂量、正确地方将药物更好地递送出来，更加精准。” 未来，微针与智能药物递送技术的结合还可以应用在更广泛的医疗领域。
比如通过微创手术将智能贴片输送到体内，贴在内脏上，比如心脏壁上，智能释放治疗心梗的药物。甚至可以通过微针贴片贴到植物上，收取DNA和智能手机结合做简易的PCR检测，走在田间地头就知道农作物得了什么病，快速地进行植物病虫害的防治。
顾臻
微针贴片也可以在肿瘤治疗中发挥作用，比如涉及到体表肿瘤、黑色素瘤或者头颈部的肿瘤。将微针贴片贴在病灶，在肿瘤里释放甚至源源不断地产生抗肿瘤的药物，抑制瘤体发展。
02
脂质纳米粒递送核酸药物
随着mRNA新冠疫苗开发的巨大成功，核酸药物也走进了大众的视野。
在第二期“燃烧吧科技”的讲座上，药明生物的执行董事、执行副总裁及首席技术官周伟昌博士曾向我们介绍过mRNA疫苗，“mRNA预防性疫苗，是把含刺突S蛋白基因的mRNA注入人体，免疫系统产生抗体……mRNA在研究层面，不但能用于预防性疫苗，还可以用于肿瘤免疫治疗，以及蛋白质替代或再生医疗，它对今后医药领域的影响可能是非常大的。”
脂质纳米颗粒（LNP）是mRNA新冠疫苗最常用的载体，也是目前最成熟的核酸药物递送的非病毒载体解决方案。LNP作为一种高度可定制的载体，它不仅可以保护mRNA免于降解，还可以让核酸进入细胞，在治疗罕见疾病和癌症方面也将发挥巨大的价值。因此，LNP递送系统成为了备受关注的一项前沿技术。
脂质纳米颗粒在药物递送中的应用始于“脂质体”，徐宇虹教授从事脂质纳米载体研究多年。为什么LNP能脱颖而出成为mRNA新冠疫苗的高效载体？徐宇虹用了一张形象的图片来解答，“简单来说，它的大小和病毒差不多。”
不同微粒的大小比较，可以看到LNP的大小和新冠病毒的大小是非常接近的，图片来源：徐宇虹
徐宇虹将LNP药物递送系统比作一场漂流。这是一趟没有“轮子”，也没有“方向盘”帮助的旅程，LNP这条小船在航行过程中会碰到各种各样的环境，针对不同的环境需要去设计不同的系统。比如尺寸是越小越好，还是越大越好？需不需要给它添加不同的触角？最终帮助药物在复杂的环境中抵达我们希望它去的地方，在整个过程中还能够不掉到水里去，不被吃掉。
目前，徐宇虹所在的高田生物研发出的脂质体药物已经有部分进入了中美双报的临床试验阶段。
徐宇虹
03
ATTACK技术解决癌症靶向难题
癌症，被称为“众病之王”。人的一生有大约20%的几率患上癌症。根据国家癌症中心发布的最新数据，在我国，平均每天有约6600人死于癌症，平均每分钟就有约7人被确诊癌症。
目前，约60%- 70% 的癌症仍然无法进行靶向治疗。其中包括三阴性乳腺癌，非小细胞肺癌，卵巢癌等等非常致命的癌症种类。
针对大部分无法靶向的肿瘤组织，西湖大学材料科学与工程讲席教授、工学院院长程建军的团队研究出了一项新型的药物递送技术ATTACK（全称为：Active Tissue Targeting via Anchored Click Chemistry），这是一种新型的药物递送技术，通过点击化学的方法，在细胞内人工创造靶标，可以解决大部分癌症无法靶向治疗的难题，甚至改变现有的化疗药物生态。
ATTACK标记技术和靶向递送技术
作为西湖大学工学院的院长，程建军常常劝勉学生，做科研要“敢想”。ATTACK 技术最初的想法诞生于20年前。2001年，诺贝尔化学奖得主，美国 Scripps Institute 化学家 K. Barry Sharpless引入了点击化学技术的概念。
早在那时，程建军就在思考这一化学方式是否可以用于完成癌症的靶向，然而第一步“种靶标”就非常困难，他当时认为，“几乎是不可能实现的事情，从未有人利用小分子药物完成靶向。”
深耕药物递送技术的三位科学家都在自己的领域进行了数十年如一日的研究，才有了今天的收获。未来，面对糖尿病、癌症、神经退行性疾病等难以治愈的疾病，我们或许可以期待药物递送的新技术带来更高效、精准的治疗手段。让我们面对这些疾病时，能够少一点恐惧，多一点信心。
注：本文来自“西湖教育基金会”，转载时略有改动。