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    現(xiàn)行醫(yī)療技術(shù)中，醫(yī)生只能識(shí)別由于血小板聚集而變窄的血管。方法是從手臂、腹股溝或頸部的血管處開一個(gè)切口植入導(dǎo)管，從導(dǎo)管注入染色劑，使X射線顯示狹窄部位。日前，由凱斯西儲(chǔ)大學(xué)科學(xué)家率領(lǐng)的一組研究人員開發(fā)了一種多功能納米顆粒，能使磁共振成像（MRI）定位動(dòng)脈粥樣硬化引起的血管斑塊。此項(xiàng)技術(shù)向無創(chuàng)性識(shí)別不穩(wěn)定斑塊（引發(fā)心臟病和卒中的原因）和及時(shí)治療邁進(jìn)了一步。

    2月6日，凱斯西儲(chǔ)大學(xué)的研究人員在《Nano Letters》在線發(fā)表了他們的研究：一種由通常存在于煙草中的桿狀病毒構(gòu)建而成的納米顆粒，攜帶微量的染色劑可以更有效地定位并顯像動(dòng)脈血管中的斑塊。更重要的是，研究顯示，這種特制的納米顆粒可停留在斑塊生物標(biāo)記物上。這樣，經(jīng)程序性處理后的顆粒將可能識(shí)別不穩(wěn)定斑塊，而單獨(dú)非靶向的染色劑卻無法做到這一點(diǎn)。

    凱斯西儲(chǔ)大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程助理教授Nicole F. Steinmetz表示：“從一個(gè)化學(xué)家的角度來看，制作非球狀的納米顆粒依然很有挑戰(zhàn)性，但是非球狀材料對(duì)醫(yī)學(xué)應(yīng)用非常有益。自然是走在我們前面的，我們正在收獲大自然的方法，將其施用于醫(yī)學(xué)。”

    桿狀納米顆粒由煙草花葉病毒制成，是感染植物細(xì)胞的微小的管狀有機(jī)體，但不會(huì)感染非植物。

    Steinmetz（生物工程植物病毒專家）和Xin Yu（生物醫(yī)學(xué)工程教授，專門開發(fā)MRI技術(shù)以研究心血管疾?。┮黄?，發(fā)明了一個(gè)裝置可以運(yùn)輸和集中斑塊上的成像劑。

    和球狀納米顆粒相比，細(xì)長(zhǎng)的納米顆粒離開中心血流，貼向血管壁的可能性更高。研究人員表示，細(xì)長(zhǎng)形狀將更能穩(wěn)定地吸附到斑塊上。病毒表面在經(jīng)修改后攜帶有易于刺入斑塊處的氨基酸短鏈，即肽鏈。其表面還可以進(jìn)一步改良，攜帶用于光學(xué)掃描的近紅外線染色劑和作為MRI對(duì)比劑的釓離子（和有機(jī)分子結(jié)合，減少金屬毒性）。便于光學(xué)掃描和MRI成像。

    通過納米顆粒表面加載釓離子而非注射，使其在血流中自由流動(dòng)，可以增加弛緩率（或稱為提高與健康組織之間的對(duì)比度）達(dá)四個(gè)數(shù)量級(jí)以上。Steinmetz指出：“注射入血的弛緩率為5,納米顆粒的弛緩率為35000.”研究人員解釋，這是因?yàn)榧{米棒攜帶2000個(gè)對(duì)比劑分子，將其集中在斑塊上。此外，將對(duì)比劑附著在納米顆粒支架上降低了其分子的被清除速率，產(chǎn)生附加的弛緩率。

    由于對(duì)比劑直接傳送到斑塊使視圖更清晰，對(duì)比劑的使用可以比常規(guī)方法用量減少400倍。大多數(shù)已開發(fā)的可攜帶對(duì)比劑的納米顆粒都是基于合成材料，有些可能會(huì)留存在人體內(nèi)一段時(shí)間不能清除。而基于煙草病毒的納米顆粒則具有優(yōu)勢(shì)，即，該煙草病毒由蛋白制成，人體有足夠的能力快速將其清除趕緊。

    Steinmetz和Yu的下一步研究希望對(duì)納米顆粒蛋白分子進(jìn)行修剪，以便可以向醫(yī)生展示哪些斑塊是穩(wěn)定而無需治療的，哪些則是脆弱不穩(wěn)定而需要治療的。為此，必須首先找到穩(wěn)定與脆弱斑塊的不同生物標(biāo)記物，將納米顆粒覆蓋上不同的肽和對(duì)比劑，從而使MRI能夠加以辨別。

    Yu說：“我們對(duì)不穩(wěn)定斑塊的了解還不夠全面，然而，一旦我們能夠判斷脆弱斑塊和穩(wěn)定斑塊，將帶來診斷模式和預(yù)后的重大轉(zhuǎn)變。”