改造的精子可攜帶藥物，用於治療婦科癌症｜前沿
► 基於精子微型電動機的癌症治療藥物運載系統示意圖
撰文 | 馮 梟
責編 | 葉水送
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在現實社會中，快遞公司往往會通過專業的快遞員與物流網路，高效且準確地將貨物運送到指定地點。在癌症的治療過程中，如何將抗癌藥物精準地運送到癌細胞中且不傷害正常的細胞是一個重要的問題。人體內是否有這樣的「快遞員」和「物流網路」呢？答案是肯定的。
在早前的研究與試驗中，科學家利用紅細胞與循環系統，在人體內精準運送藥物，實現對疾病的靶向治療。近日，德國科學家受到精子特異性識別卵細胞的啟發，設計了一種新型的藥物運載系統，利用精子將藥物運送到婦科癌症的癌細胞中，相關的研究於今年3月在arXiv預印本伺服器上發表。
婦科癌症與婦科疾病往往困擾著大量女性，每年美國約有10萬名女性被診斷患有婦科癌症，全世界更是數量巨大，它們嚴重地威脅著廣大女性的健康。而此新方法主要針對女性生殖系統疾病，包括婦科癌症、子宮內膜異位症以及盆腔炎等疾病。
► 磁體引導精子微型電動機定向運動
首先，研究人員將精子置於活性藥物的成份之中，使該活性藥物的含量在精子細胞中大大增加。然後，他們在精子頭部安加裝上一種極小的、用激光列印的、並含鐵的微型結構，同時該結構為改造后的精子提供了快速釋放機制，使之成為一個攜帶大量癌症治療藥物的微型電動機（micromotor）。之後，通過磁體牽引，將精子微型電動機引導至正在生長的腫瘤細胞附近。當精子微型電動機接觸到腫瘤組織時，精子頭部的微型結構便會從精子上脫離，從而保證大量的精子湧向組織，進入癌細胞。
► 藥物運載系統靶向海拉細胞
為了測試與評估這一新型運載系統，研究人員利用公牛的精子攜帶其容易吸收的癌症化療藥物阿黴素（Doxorubicin，一種對癌細胞具有強烈作用但對精子細胞幾乎沒有影響的藥物），引導其靶向由海拉細胞（一種子宮頸癌細胞的細胞系）與海拉球狀體組成的癌症模型。雖然頭部的微型結構使得精子的運動速度降低了43%，但這並沒有影響其作用於癌組織和癌細胞。體外實驗表明，基於精子微型電動機的婦科癌症治療藥物運載系統，具有一定的功效。
但我們也不能忽視該實驗的對象與場所——公牛精子不同於人類精子，實驗環境也並非是人類身體。同時我們也應該思考其造成意外懷孕的可能，精子的數目，攜帶藥物的種類、劑量，精子頭部微型結構的自降解機制以及倫理與臨床應用等問題。
儘管這一新型系統的設計與臨床應用尚未成熟，但基於精子微型電動機的婦科癌症藥物運載系統的優勢也應當被認可。它可特異性識別卵細胞，保證藥物靶向的精準性，不損傷其他正常細胞；它不會引起自身免疫反應，也不會造成其他不適或病症，而以細菌或病毒為載體的靶向系統往往會有這樣的問題；防止藥物在運送過程中被稀釋和降解，保證治療效果。
研究人員希望，在不久的將來可將該系統推向臨床應用，我們也期待更多科學家對其予以關注與改進，為這一新型藥物運載系統帶來新的春天，更為婦科癌症患者帶去福音。
參考文獻
[1] https://arxiv.org/abs/1703.08510
[2]http://www.sciencemag.org/news/sifter/iron-coated-sperm-micromotors-attack-gynecological-cancer
[3]https://www.technologyreview.com/s/604112/sperm-loaded-with-drugs-could-target-gynecological-cancers/
注:本文圖片皆來自arxiv.org
製版編輯：葉水送丨
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