在新药研发中，从自然界提取某种物质并加以改造，多年来一直是药物化学家采用的成功策略。如今，在纳米技术的帮助下，研究人员正将曾被弃用的候选药物转化为可用药物。
据估计， 临床批准药物中有40% 属于这样一类：获批药物要么是天然化合物本身，要么是其改良版本。这些药物包括用于降低胆固醇的他汀类药物（存在于细菌分泌物中）、用作抗疟药的奎宁类药物（金鸡纳树中含有）以及用作抗癌药物的紫杉醇（存在于紫杉树中）。
许多这类天然产物是植物或动物为防御而产生的毒素。蝎毒作为新药来源也日益受到关注。蝎毒含有一种称为肽的生物化学物质混合物，其中一些已知会在生物膜上形成孔洞，从而触发细胞死亡。如果能够靶向肿瘤细胞等，使其自行毁灭，那么细胞死亡就可能发挥作用。
这些毒素的作用可能非常强。例如，从巴西黄蝎（Tityus serrulatus）中分离出的一种特定小肽，名为TsAP-1，同时具有 抗微生物和抗癌特性。
然而，迄今为止，要将这种力量用于临床治疗仍颇具挑战，因为这些毒素会同时杀死肿瘤细胞和健康细胞。控制这类毒性的一种方法是利用 纳米技术构建专门设计的药物递送载体。如果成功，毒性药物便可释放出来，只杀死体内不需要的组织。
伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的Dipanjan Pan进行过此类尝试。在发表于 《Chemical Communications》的一项研究中，科学家称他们制成了球形胶囊，用于包裹蝎毒毒素TsAP-1。这种包裹后的毒素名为NanoVenin，可将药物杀死乳腺癌细胞的效果提高十倍。
这项进展有两方面值得关注。首先，天然形态的蝎毒毒素因缺乏特异性而无法使用；其次，将蝎毒毒素包入纳米颗粒后，药物效力大幅提升，使其在临床上更具实用价值。
这种药物形式可作用于乳腺癌细胞，但目前尚不能特异性针对某种疾病。研究人员可以改造其外壳，例如附着能够使其选择性作用于某些癌症类型的蛋白质。也可以在纳米颗粒外包覆一层可生物降解的材料，使其毒性在抵达病变部位前受到限制；到达后，外层降解，毒素便显露出来。
这种精确递送可以依托高度精准的生物结构，按照“锁钥系统”发挥作用。例如，不同类型的癌细胞具有各自特征性的分泌物或外部蛋白质——药物的可生物降解外层可以针对这些特定分泌物或蛋白质进行设计，并由此触发降解过程，从而实现药物的精准递送。
许多有效药物虽已被发现，却因递送问题而未能商业化。然而，纳米技术的最新进展表明，源自天然化合物、曾被弃用的药物可以重新投入使用，用于对抗疾病。
本文由 The Conversation合作发布。刊发本文并不代表世界经济论坛认同其中观点。
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作者：Benjamin Burke是赫尔大学分子成像博士后研究助理。
图片：2009年2月25日，在印度东部城市西里古里郊外的一家癌症医院——北孟加拉肿瘤中心，一名放射科医生正在查看一位接受癌症预防体检的患者的脑部X光片。路透社。