应用纳米技术癌症
右面这幅照片上的是哈佛－麻省理工学院的研究生杰弗里·冯·马尔特扎（Geoffrey von Maltzahn ），其身后的这些抽象的
符号则代表着他在纳米领域取得的成就。具体来说，他发明了一种用于癌症的新方法。凭借这项发明和其所涵盖的范围，马尔特扎赢得了2009年的雷默松－麻省理工（Lemelson－MIT ）奖学金（该奖项专门用来奖励麻省理工学院作出创造发明的学生）。针对研究中遇到的难题，马尔特扎善于从大自然中寻解决方案。根据从进化系统中得到的灵感，目前，他正致力于改进肿瘤检测和水平，进而提高癌症
患者的存活几率。今天，这位来自哈佛－麻省理工学院卫生科学与技术部的28岁的博士候选人，凭借其具有深远意义的发明获得了3万美元的Lemelsom－MIT 奖学金。他在纳米领域中做出了两项杰出发明：一种新的癌症方法和一种新的药物输送模式。摧毁肿瘤目前全球因癌症死亡的人数要高于患艾滋病、结核病和疟疾死亡人数的总和。尽管数十亿美元投入到针对癌症的新药研制中，但是有选择地消灭癌细胞仍然是一个可望而不可及的疗法。化疗这种通用的癌症方法，主要用来杀死快速生长的肿瘤细胞。但是，这些药物会在病人体内流动，影响肿瘤周围健康的组织，并产生如脱发、呕吐、贫血等副作用。此外，因这些药物产生的抗药性往往会导致最初的方案以失败而告终。马尔特扎将纳米技术、工程学和医药技术融合在一起，对肿瘤组织释放能量，并施以针对性的疗法，他的发明有助于减少药物副作用并因此减弱由此产生的抗药机制。
王润／编译———
新疗法可以有选择地杀死癌细胞
的儿子头部受了重伤，躺在楼梯底部哭叫。“检察官的问题在于该男子没有像他讲的那么快地呼叫911，他们怀疑孩子跌下楼梯时可能并未受伤，一定是发生了某种暴力行动，像是抓住孩子的脚踝往 澡盆上碰撞的结果。”但里曼认为，“假如孩子倒地后，头部撞在地板上，也可能造成脑壳挫伤或损伤。”里曼一直有这样的想法。“当带孩子去医院作检查时，医生发现孩子曾经发过低烧。当时我取得几个数据，并根据牛顿定理推断，事件可能在孩子哭叫5分钟以前发生，而检察官推定此事可能发生在一小时以前。”因为里曼不是医生，法官因此否决了里曼的证言。孩子的父亲经初审被定为杀人罪，判处终身监禁，不得假释。至于澳大利亚的悬崖谋杀案，克罗斯断言，鉴于悬崖上能起跑的距离较短，如果受害者自己跳下去，着地点离悬崖不可能那么远。悬崖高30米，尸体离悬崖差不多在12米开外。为侦破此案克罗斯组织了警校的志愿者进行试验，测定了小跑、跳和俯冲的速度，他还测定了由男子把女子投入游泳池时的速度。“我组织13名妇女进行了平地跑、爬坡等大约20项不同的试验，”克罗斯说，“我最终确定死者一定是被推下悬崖致死的。
”工作中的科学家
世界科学2009.544
奠定了基础，否则，人类器官移植将绝无可能；另外，来自重建后的杰克逊实验室的另一位科学家勒罗伊·史蒂文斯（Leroy Stevens ）所独立开展的肿瘤移植研究也获得了重大进展，并最终成就了日后胚胎干细胞的发现。2002年老鼠基因组的解码则开创了更为广阔的天地。如今我们知道，99％的人类基因在老鼠身上都有相对应的存在，而且，它们中的许多都位于染体的相同位置上。这就意味着，科学家们若想知道任何人体基因的功用，都可以通过使老鼠缺失相对应的基因来实现：只要这样的老鼠表现出某种缺陷，科学家们就能够确定该基因的功能并进行医学测试。对此，雷德尔指出，“利图尔也许不曾有过这样的梦想，但他若地下有知，一定会激动万分。”确实如此，1968年利图尔在他80岁生日的那天画了一幅漫画。在漫画上，他正望着老鼠，而老鼠似乎对他说：“别自诩聪明了，都已经80岁了。你再看看我的家族在过去39年间所做的贡献吧。
”
利图尔在杰克逊实验室开始了培育实验鼠的生涯自2004年以来，马尔扎特开
始同他的导师、电气工程与计算机科学教授———桑格塔·N ·芭堤雅（Sangeeta N．Bhatia ）酝酿发明一种新的方法，即可以精确定位并摧毁肿瘤细胞而不影响其他健康组织。
为改善癌症的特性——
—应用热能来摧毁肿瘤———马尔特扎发明了一种具有聚合物涂层的黄金纳米粒子，通过遥测技术将其定位在肿瘤组织周围并发射红外线将其转化成热能。 具体过程是将纳米粒子从静
脉注射，进入体内血液循环，渗透在肿瘤血管的毛细管中，并逐步聚集在肿瘤周围。当完成聚集后，红外线开始加热这些粒子。“黄金纳米粒子的有机涂层是目前循环时间最长、最有效的加热方式，”芭堤雅表示，“动物试验表明，静脉注射结合近红外光消除了小白鼠身上的肿瘤。这些试验结果非常令人兴奋，意味着这种技术所产生的影响具有深远意义。”
吸取灵感
马尔特扎第二个发明的目标
是从根本上改善了从静脉到肿瘤的药物输送机制。为此，他们采用了“系统机制”的方式完成其设计。这项发明来自于大自然的灵感，如蚂蚁和蜜蜂蜂的觅食方式。然而这种看似简单的方式却有着其复杂的系统行为———蚂蚁是通过信息素向其他同伴发出信号的。
纳米粒子之间的相互“交流”
可以增加发现肿瘤的可能性。受这一灵感的启发，马尔特扎发明了纳米粒子在体内“交谈”的一系列方法。其中一种方法是利用“侦测”粒子定位肿瘤，一旦成功，则发出强大的信号召集第二批“刺杀”粒子。与小白鼠体内的“无交流”纳米粒子疗法相比，这一系统具备了超过其40倍的药物输送能力。“如果这种具有较强针对性的药物输送能取得临床试验的成功，它就能帮助医生在提高药物剂量的同时，增加药效并减少其副作用。”马尔特扎解释道：“从改善药效到超灵敏诊疗，这一系统工程有着许多潜在的医学用途。”远景展望马尔特扎的工作已经取得了重大的科学和商业影响，共申请了8项专利、提交或发表19篇论文，他还成立了两家公司：纳米粒子公司和共振疗法公司。纳米粒子公司成立已有一年多，目的是解决纳米技术行业对于标准化纳米颗粒的需求问题。马尔特扎的目标是向全球提供从生物领域到能源领域的各种黄金纳米粒子。共振疗法公司的成立是致力于纳米粒子的临床应用，并促使该项技术得以发展，以提高现有的癌症效果。除了完成博士学位并管理两个公司之外，马尔扎特还
负责指导14名本科生。Lemelson－MIT 项目负责人约书亚·舒尔（Joshua Schuler ）表示：“杰弗里不仅是科研方面的精英，而且还是一个搭建技术发明与创业的典型精英。”马尔特扎在麻省期间还作出了其他的发明：低成本血检测试方法、自动组装血脂样肽的基因疗法、磁共振成像中检测肿瘤蛋白酶传感器、远程释放纳米药物技术，以及由纳米材料构成的输药和成像系统等。工作中的科学家世界科学2009.545［上接第41页］
