未來(lái)學(xué)家雷·庫(kù)茲韋爾又要樂(lè)了。
這個(gè)被比爾·蓋茨認(rèn)為是對(duì)未來(lái)預(yù)測(cè)最準(zhǔn)確的人，幾年前曾這樣說(shuō)道：“在顯微鏡下，我看到自己的白血球包圍一個(gè)病原體，然后摧毀它，但是太慢了，整個(gè)過(guò)程需要一小時(shí)。我相信在未來(lái)，納米機(jī)器人可以移植進(jìn)身體，幾秒鐘完成同樣的工作。”
近日，《科學(xué)·機(jī)器人學(xué)》雜志刊登香港城市大學(xué)科學(xué)家研發(fā)出的一種微型機(jī)器人，能夠在磁力的控制下，將細(xì)胞運(yùn)輸?shù)街付ㄎ恢谩?kù)茲韋爾口中的身體內(nèi)的機(jī)器人有了“眉目”。雖然它還沒(méi)有自主意識(shí)，是受外界物理力的控制運(yùn)作的，但憑著能夠在生物體內(nèi)讓細(xì)胞“指哪打哪”“打哪停哪”的功力，已經(jīng)讓預(yù)言向現(xiàn)實(shí)邁出了一大步。
細(xì)胞“隨波逐流”的命運(yùn)或被改寫
“回輸”是細(xì)胞治療需要仰仗的主要手段之一。將細(xì)胞注射回人體，猶如將一艘艘小船放回航道，而人體內(nèi)是一個(gè)密織交錯(cuò)的“航道網(wǎng)”，如果沒(méi)有有效的、執(zhí)行力強(qiáng)的“導(dǎo)航”設(shè)備，只能“隨波逐流”。無(wú)法到達(dá)指定位置的細(xì)胞治療，功效將被大大稀釋，甚至不起作用。
科學(xué)家曾試過(guò)多種方法。“可利用化學(xué)力、生物力、物理力的作用實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的定點(diǎn)投放。”國(guó)家“千人計(jì)劃”特聘專家楊光華說(shuō)，例如，已獲臨床應(yīng)用的CAR-T細(xì)胞療法，是利用生物中抗原抗體反應(yīng)產(chǎn)生的力。通過(guò)對(duì)T細(xì)胞（免疫細(xì)胞的一種）進(jìn)行修飾，在其上安裝能通過(guò)抗原抗體反應(yīng)識(shí)別腫瘤的“CAR”，一旦腫瘤細(xì)胞表面的蛋白被CAR識(shí)別，就被“錨定”在目標(biāo)腫瘤細(xì)胞上，發(fā)揮作用。
磁控下的微型機(jī)器人則是利用物理力實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞的控制。香港城市大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在載體表面覆蓋鎳，使得微弱的磁力可以為進(jìn)入血管“航道”的細(xì)胞“小船”掌舵導(dǎo)航甚至錨定。“例如用細(xì)胞修復(fù)軟組織，要讓細(xì)胞到需要修復(fù)的地方扎根、生長(zhǎng)，之前將細(xì)胞懸液注射進(jìn)人體內(nèi)之后，細(xì)胞未必能停留在人們期望的位置，一直存在難以定位的困難。如果該技術(shù)真正臨床，將解決這一問(wèn)題。”楊光華說(shuō)。
細(xì)胞載體除了能定位，還需要解決裝載量的問(wèn)題。為了盡可能多地運(yùn)送目標(biāo)細(xì)胞，論文顯示，研究團(tuán)隊(duì)利用計(jì)算機(jī)模擬不同形狀“細(xì)胞載體”在不同血管中的運(yùn)動(dòng)后，確定使用空洞球狀的構(gòu)型并伸出“觸角”，可以承載下更多細(xì)胞。
“該研究給了細(xì)胞治療領(lǐng)域一個(gè)全新的設(shè)計(jì)思路和探索方向。”楊光華認(rèn)為，微型機(jī)器人如同運(yùn)送救援隊(duì)的卡車，要能“進(jìn)得去、到得準(zhǔn)、出得來(lái)”。為了驗(yàn)證這3點(diǎn)，研究團(tuán)隊(duì)分別在多個(gè)黏稠度的培養(yǎng)液、透明的斑馬魚胚胎中以及小鼠中實(shí)驗(yàn)，證明3D打印制造出的微型機(jī)器人可以航行、抵達(dá)目的地并使所攜帶細(xì)胞在指定地點(diǎn)生效。
要能“進(jìn)得去、到得準(zhǔn)、出得來(lái)”
如果說(shuō)人體內(nèi)是另一個(gè)“阿凡達(dá)世界”，那科學(xué)家從未停止嘗試對(duì)這個(gè)世界實(shí)施精準(zhǔn)影響，每一個(gè)設(shè)計(jì)都精妙絕倫。無(wú)論是靶向治療還是精準(zhǔn)治療，未來(lái)的醫(yī)學(xué)都在努力向著對(duì)病灶的精確打擊或者修復(fù)進(jìn)發(fā)，他們目前所掌握的“異世界”控制手段包括基因、蛋白甚至化合物等自帶“靶點(diǎn)”匹配特性的物質(zhì)，以及超聲波、磁、光、力等外場(chǎng)控制的作用力。
“納米槍技術(shù)是將兩類結(jié)合起來(lái)，完成對(duì)腫瘤部位的定點(diǎn)‘狙殺’。”作為細(xì)胞治療和基因治療的產(chǎn)業(yè)推動(dòng)者，楊光華提到的“納米槍”在一個(gè)多月前完成了對(duì)一名老年肺癌患者的首例臨床試驗(yàn)治療。納米槍的“子彈”設(shè)計(jì)精巧，同樣要完成“進(jìn)得去、到得準(zhǔn)、下得來(lái)”這3大任務(wù)。
