中科院纳米操作机器人在癌症靶向治疗中的应用研究获进展

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作者:机器人学国家重点实验室 李密 来源:沈阳自动化研究所 2011-11-17 11:44:12


《科学通报》,在最新一期以封面专题的形式报道了中科院沈阳自动化研究所微纳米课题组利用纳米操作机器人,在癌症靶向治疗研究方面的科研成果。

纳米操作机器人可定义为能够对纳米尺度物体实现有效操控的机电系统,与宏观机器人相比,它具有超级灵敏、超高精确等特点,可以在极微小尺度下完成宏观机器人无法实现的各种观测、表征和操控功能。2005年,沈阳自动化研究所建立了我国第一台纳米操作机器人系统,并在此基础上率先开展了与生命科学相交叉的前沿科学研究,在癌症临床治疗方面的应用正是这样一个例子。

众所周知,癌症是威胁人类健康的头号杀手,而恶性淋巴瘤则是全球常见癌症之一。我国每年新增病人8.4万例,超过4.7万人因该疾病而死亡。抗CD20单抗是治疗B细胞淋巴瘤的靶向治疗药物,尽管该药物在临床上取得了巨大成功,但仍有部分病人得不到缓解,而且该药价格昂贵,是否应对病人用药已成为困扰临床医生的关键难题。

针对该问题,机器人学国家重点实验室微纳米课题组与中国人民解放军307医院开展合作,利用纳米机器人技术对淋巴瘤细胞开展了体外探测研究,期望通过对肿瘤细胞表面抗原密度的表征和抗体-抗原分子作用力的检测,揭示抗CD20单抗产生耐药性差异的分子机理,并通过与实际临床疗效的对比与建模,实现临床治疗中患者耐药性的前期预测。

《科学通报》封面图中显示的是淋巴瘤细胞的体外探测三维形貌图,以及利用纳米机器人技术在单个肿瘤细胞表面探测得到的抗原分布密度和抗体作用力的表征图。随着探测样本的增加,研究团队有望在近期实现药物疗效提前预测的研究目标,并帮助临床医生获得个体化的用药方案。

沈阳自动化所研究团队自2009年成立以来,围绕研究目标开展了大量的创新性研究,并在机器人技术和生物医药交叉科学领域取得了一些重要原创性成果,如开发了单细胞活动状态表征技术、液体环境探测噪声抑制技术、抗原分子特异性识别技术以及细胞表面改性方法等。这些方法与技术的突破,表明沈阳自动化研究所在纳米机器人与生命科学融合研究方面取得了实质性进展,为纳米操作机器人在细胞分子生物学的应用开辟了新的道路。

本研究的相关成果已分别发表于Biochemical and biophysical research (2011, 404: 689-694),SCIENCE CHINA Life Sciences (2010,53:1189-1195),《科学通报》(2010, 55: 2188- 2196)以及IEEE纳米分子医学等期刊和国际会议上,并申请了相关发明专利。

 


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