计划概要
美国国立卫生研究院(NIH)癌症研究所(NCI)最近提出了一项《癌症纳米技术计划》,旨在将纳米技术、癌症研究与分子生物医学相互结合,并将通过其院外计划、院内计划以及纳米标准实验室等三方面来进行跨领域的工作,实现其在2015年消除癌症死亡和痛苦的目标。
为了达到这一目标,NCI将借助纳米技术的强大威力来诊断、治疗和预防癌症。目前NCI已经开始支持最新型的具有一种或多种功能的纳米装置,包括最初期侦测癌症、准确地指出它在身体内的位置、向恶性细胞准确投递抗癌药物并确定这些药物是否有效地杀死这些恶性细胞。目前有关专家正在对这些已经进入临床试验的纳米装置进行评估,研究人员预见纳米技术将提供多功能的工具,这些工具将不仅可以与各种诊断技术和治疗药物一起使用,而且将从根本上改变目前癌症诊断、治疗和预防的状况。
NCI认为,纳米技术的进展为癌症研究和治疗带来了前所未有的机遇。《人类基因组计划》产生的大量有关癌症基因学和蛋白学方面的知识提供了至关重要的细节,揭示了癌症的起因,这又为人类攻克癌症提供了新的知识和工具,但目前科学家缺少把具有前景的分子发现转化为使癌症患者受益的办法。纳米技术在这方面能够发挥关键的作用,因为它能提供与当前知识爆炸相符的革命性诊断、治疗及预防癌症的技术手段。
为了尽快使纳米技术对付癌症的潜力变为现实,NCI正在寻求广泛的科学投入,以便为癌症研究和工程应用提供方向。为此,NCI召集众多癌症研究和纳米技术方面的专家,制定了《癌症纳米技术计划》。NCI目前已在根据该计划支持跨领域的癌症研究和相关技术的开发,以便把纳米技术和后基因组学方面的进展转化为诊断、治疗和预防癌症方面的成果。除了通过院外研究和院内研究来为该领域提供关键的支持外,NCI将建立一个纳米技术标准化实验室,主要用来开发纳米技术设施和装置,为研究人员建立多功能的平台。纳米技术标准化实验室也将是一个产生各种技术数据的中央实验室,以协助研究人员选择用于临床或研究用的纳米装置。
《癌症纳米技术计划》设定了六个主要领域:
1预防与控制癌症。发展能投递抗癌药物的纳米级设备,并开发能投递多重抗癌功能疫苗的纳米装备。
2早期发现与蛋白组学。开发植入式早期侦测癌症生物标记的生物附着分子探测器来收集与癌症相关的生物标记,用于体内或体外分析,再用无线装置将分析数据传输给医师;发展能同时收集大量生物标记进行大量光谱分析的平台性装置。
3影像诊断。设计智能形可注入靶向对比介质,其解析度应达到可辨识单个癌细胞,并开发可以将构成肿瘤的多个癌细胞的生物及进化多样性加以区分的纳米装置。
4多功能治疗设备。开发可以兼具诊断与治疗的纳米装置,并开发可以依据检测药物有效性来控制药物释放时间模式的智能装置。
5癌症护理与生活质量的改善。设计可以改善慢性癌症所引发的常见疼痛、沮丧、没有食欲、恶心、呼吸困难等症状并提供理想性投药的纳米级装置。
6跨领域培训:向纳米技术专家提供有关分子生物学和系统生物学培训,向癌症研究人员提供纳米技术方面的培训;提供新的跨领域培训与新的学位课程,以训练熟悉癌症生物学和纳米技术的新一代研究人员。
计划出台的背景
目前在美国,每天大约有3400人被确诊为癌症,另有1500人死于癌症。NCI认为应整合各方面的力量,加强癌症的基础研究。另一方面,作为NIH下属机构之一,NCI也参与了NIH路线图的制定和实施。最终目的是寻找有效的治疗方式,尽可能缩短从实验室到临床应用的时间。NCI制定了2015年的奋斗目标――消除癌症死亡和痛苦。
为了实现上述目标,NCI提出必须继续加强癌症研究,并在此基础上发展有效的、经循证医学认定的干预措施,以及使这些有效的干预措施能使所有患者受益的机制。一切计划的制定都是围绕目标及3D方案(Discovery发现、Development开发和Delivery送达)进行的。为保证3D方案的相互衔接及具体计划的实现,创建了支持平台,包括加大投入,启动更多的原创研究;整合资源,加强各研究中心的合作;加强临床研究,快速有效地回答重要问题;加快成果转化等。最后,充分利用生物信息学及大众信息,使癌症的研究及防治能够更广泛、更深入地展开。
与此同时,NCI的上级机构NIH于今年5月启动了《十年纳米医学路线图倡议》,其主要目的有三个:
1为了掌握分子尺度下生物系统的设计,确定必要的附加测量及分析手段和计算工具。
2开发和制造一套综合测量体系以量度分子及分子组装情况并将其应用于生物系统,以确定分子路径及网络设计原则。
3在上述体系的基础上加速使用相关知识来建造纳米机械,并开发其它改善人类健康的技术,以期最终改善人类健康状况。
目前研究人员已经开发出用于活体细胞结构分类的强有力的工具,但仍无法完全了解活体组织中分子或分子复合物的物理及化学特性。本倡议旨在以多学科的方式来检查活体细胞的构造及力学性质,以使研究人员能够建立和操作纳米大小的结构、机械或系统,并使之与活体细胞组织相容,且能够在人体内安全操作。NIH已决定耗资600万美元建造四个纳米医学开发中心,这些中心预计在2005年开始运作。
癌症研究所(NCI)简介
NCI是美国癌症研究和资助的主要机构,是NIH所属的27个研究所中历史最为悠久的研究机构,于1937年根据美国《国家癌症法案》成立。1971年国会通过《国家癌症法案修正案》,扩大了该所的研究范围和工作职权,并制定了《国家癌症研究计划》。NCI的主要任务是采用多元化的运作模式推动国家癌症研究计划的执行,其内容包括相关人员培训、健康资讯传播、拟定探讨癌症致病原因、进行早期诊断和临床治疗的计划以及关注癌症病人的康复等工作。
NCI下属有7个分支机构,分别是癌症研究中心、癌症流行病学和遗传学部、癌症诊断和治疗学部、癌症控制和人口科学部、癌症预防学部、癌症生物学中心及院外研究事务部,共有4000多名科学家,2005年预算为487亿美元。
NCI正在努力建立癌症的研究网络,有5000多名科学家作为项目主持人参与了NCI的工作,这些研究者不仅在NCI内部,同时也在美国及国外约650所大学、医院或者其他机构进行其工作。有1万多名医生和20万名病人参加了NCI经费所支持的有关癌症治疗、预防、早期检查和临床方面的试验。每年大约有1300项试验研究在全世界大约1700个医院和癌症中心内进行。
在癌症治疗和预防的培训方面,大约有2000名研究生和博士后研究人员接受特别的研究训练。数以千计的科学家和医学家,以及关心癌症的社团组织,正在确认当前最为急需和最有可能取得突破的研究项目,并且制定研究的优先顺序以及评估研究的进展。