生物电子器件给精准基因治疗想出了新招

咱们国家的科研团队这回在生物电子器件这块儿搞出了大动静,给精准基因治疗想出了新招。《细胞》杂志这阵子发了一篇长文章,把咱这个事儿给记下来了。做这个研究的是北京航空航天大学的常凌乾教授和徐晔教授带着一帮人,跟北京大学第一医院、中国医学科学院肿瘤医院、香港城市大学、美国伊利诺伊大学的专家们一起干的。他们弄出来一个像剪纸一样的柔性电子贴片,能紧紧贴在器官上,这就给那些需要精准治疗的敏感部位,比如卵巢这种地方,解决了大难题。 这事缘起一个挺让人头疼的现实情况。有些女性家里有BRCA1这种遗传性基因突变,医生为了防卵巢癌,就会建议切了卵巢和输卵管。虽说这招儿管用能保命,但把人这辈子的生育能力都给毁了,对病人心里打击太大。不少人都得问医生:“难道没别的法子了?”以前的基因疗法主要是用病毒当载体把基因送进去,可是病毒要是跑到生殖细胞里去捣乱,那可就坏了锅了。所以这种办法基本不敢用在卵巢上。 为了突破这个禁区,研究团队把眼光转向了物理手段——电穿孔。就是通过电把细胞膜戳个小洞把药送进去。理论上要是能把这技术控制得很精细,只对表面的细胞下手不去碰里面的生殖细胞就好了。但问题在于器官表面坑坑洼洼的不平整,以前的电穿孔设备太硬了贴不紧,导致电场分布乱七八糟的,效率低还控制不住。 常凌乾和徐晔他们换了个思路,从咱们中国的剪纸艺术里找灵感。他们弄出了一个“器官定制化剪纸共形理论”,就是把剪纸的结构和器官的形状算出来配起来。只要扫一下那个器官的三维形状,这个理论就能算出最佳的剪纸样子,就像给人量身定做衣服一样设计贴片。最后搞出来的那个东西叫“POCKET”,贴在器官上能超过95%的覆盖率。 POCKET这玩意儿是个四层的结构:最下面是个布满纳米孔的薄膜贴着肉;中间是装药的水凝胶;上面铺了一层能调电场的银纳米线;最顶上是层软胶皮当保护层。他们用飞秒激光把这四层切开做成剪纸的样子,这样贴在小鼠、兔子或者人的眼球、肾脏上都能服帖。因为贴得紧了以后纳米孔就能对准细胞了。 加上低强度的电场后那些纳米孔就会聚焦电场变成高阻抗区产生微孔。这种“纳米电穿孔”能让药的速度提升上千倍。在实验室里他们用带BRCA1突变的小鼠试了试,把好的基因质粒准确送到卵巢表面的上皮细胞里去治病,同时也没伤到里面的生殖细胞。 这项研究不光是出了个好东西还是医学和工科结合的样板。它把东方智慧和现代科技结合在一起,给以后的遗传性疾病或者肿瘤治疗提供了新思路。虽然离临床应用还得再摸索摸索但它的潜力已经很让人看好了。