光有望改变我们治疗疾病的方式,以下是其原理

Christian LaVallee prepares solutions for polymerase chain reaction (PCR) tests at the Health Protection Agency in north London March 9, 2011. For decades scientists have managed to develop new medicines to stay at least one step ahead of the ever-mutating enemy, bacteria. Now, though, we may be running out of road. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus, commonly known as MRSA, alone is estimated to kill around 19,000 people every year in the United States -- far more than HIV and AIDS -- and a similar number in Europe, and other drug-resistant superbugs are spreading. Picture taken March 9, 2011. To match Special Report ANTIBIOTICS/ REUTERS/Suzanne Plunkett (BRITAIN - Tags: HEALTH SCI TECH) - RTR2KMWN
“Using light to treat a disease site has a lot of benefits beyond the isn’t-that-cool factor."Image: REUTERS/Suzanne Plunkett
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一种新技术利用光激活储存在循环红细胞中的药物,使其在所需的时间和部位精准释放。

这项研究克服了药物递送领域持续数十年的科学难题,有望大幅减少治疗疾病所需的药量,从而减轻药物副作用。

“利用光治疗病灶,除了‘这也太酷了吧’之外,还有许多好处,”该研究负责人、北卡罗来纳大学教堂山分校埃什曼药学院教授戴维·劳伦斯(David Lawrence)说。“这些好处可能包括避免手术及感染风险、无需麻醉,还能让人们通过照射患处自行治疗,例如照射患有关节炎的膝盖。”

这项研究发表于期刊《Angewandte Chemie》。

劳伦斯及其团队将一种药物分子连接到维生素B12上,再将这种化合物装载进红细胞。红细胞可在体内循环长达四个月,因而能形成持久的药物储备,按需取用。随后,他们展示了如何克服一项长期存在的技术难题:利用长波长光深入人体,足以打断分子键——在这个案例中,打断的是连接药物与维生素B12的键。

但还有另一个难题:长波长光能更深入人体,却不如短波长光携带的能量多,通常无法打断分子键。为了用长波长光激活药物,劳伦斯及其团队必须找到一种所需能量更少的方法。

劳伦斯说:“诀窍就在这里,而我们已经成功做到了。”

劳伦斯的团队通过在维生素B12与药物之间引入一个较弱的化学键,解决了能量问题,随后又将一个荧光分子连接到该键上。这个荧光分子充当天线,捕获长波长光,并利用光切断药物与维生素载体之间的键。

劳伦斯指出,对于一些复杂且致命的癌症,如果能使用多种抗癌药物,医生或许更有机会帮助患者。

他说:“问题在于,一旦开始使用四五种毒性很强的药物,副作用就会让人难以忍受。不过,如果能将强效药物集中作用于特定部位,就有可能大幅减轻甚至消除癌症化疗中常见的副作用。”

劳伦斯还与北卡罗来纳大学(UNC)合作创立了Iris BioMed公司,以进一步开发这项技术,推动其用于人体。劳伦斯是UNC Lineberger综合癌症中心成员,同时任教于文理学院和医学院。

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