在近期出版的美国《应用物理学》杂志(Journal of Applied Physics, Vol.103, 084311, 2008)上，中国科学院理化技术研究所刘静研究员及其博士生闫井夫报道了他们在纳米冷冻治疗学方面的最新研究进展。至此，该小组已就这一主题在国际学术期刊及国际会议上发表论文近10篇。 长期以来，围绕恶性肿瘤治疗展开技术攻关一直是国内外临床与生物医学工程界的重大努力目标，其中借助低温方法实现靶向消融已成为一种极为重要的手段。这是一大类正在蓬勃发展的物理治疗方法，其原理在于以一种微创的方式将冷冻探针插入到恶性肿瘤部位，通过持续不断地冷冻、解冻病变组织，使之产生一系列不可逆损伤从而达到消除病灶的目的。由于低温手术具有麻醉镇痛、止血或减少出血以及能防止肿瘤扩散等优点，且副作用远低于放疗和化疗，因而在肿瘤医学界赢得了“绿色疗法”之誉，被确认为治疗抗药性很强的大块肿瘤的重要方法，至今已拓展应用到几乎所有肿瘤临床科目。 然而，传统的低温医学技术在肿瘤治疗方面的疗效仍受到很大限制。原因主要在于，已有手段普遍存在降温效果有限、冻结范围难以适形化、冰球影像监测精度低、周围健康组织会遭受冻伤等不利因素，由此可能造成肿瘤出现残留、转移和复发等情形。为力求解决上述困扰，2003年前后，刘静研究员指导硕士生于天骅、博士生邓中山等，首次尝试在目标组织中引入纳米功能溶液以强化冷冻治疗的设想，并取得显著成效，有关结果相继发表于低温生物领域的著名刊物Cryobiology(Vol.50, pp.174-182, 2005；Vol.50, pp.183-192, 2005)及相关会议，此后逐步酝酿形成纳米冷冻治疗学(Nano-Cryosurgery)这一在纳米医学领域中具有普遍意义的概念(ASME IMECE, 2007; Nanomedicine Nanotechnology, Biology, and Medicine. Vol.4, pp. 79-87, 2008)。自2007年以来，国际上已有数个小组相继跟进这一方向，并在国际低温生物学大会及知名期刊上报道了数项进展。种种态势表明，由我国学者开辟的纳米冷冻治疗学正成为纳米医学领域内极具探索价值的新前沿。 纳米冷冻手术突破了传统低温医学技术的治疗极限。研究表明，当将一定量特定功能的纳米颗粒溶液添加到目标组织后，可以有选择性地显著提升该处的降温速率及强度，从而大大扩展常规冷冻探针的消融范围。特别是，由于纳米颗粒的加载，目标组织内冰晶的成核几率及结冰量会得以显著增强，从而对肿瘤细胞造成更为彻底的杀灭。而且，通过引入特定纳米颗粒，还可使得冷冻治疗过程中的冰球生长过程更易于通过医学影像设备监测出来，从而引导实现更为精确的肿瘤靶向治疗。根据需要，也可利用纳米颗粒携带抗肿瘤药物进入目标肿瘤，再结合低温手段对病变细胞造成多重杀伤。由于纳米颗粒的添加十分简便，因而能以一种相对易于实施的方式调控冷冻过程中冰球的生长方向、形状和大小，这对于实现精确化、绿色化及适形化肿瘤消融具有十分关键的意义。 众所周知，纳米生物医学已成为当今世界各国着力推进的前沿领域。纳米冷冻治疗学作为纳米医学领域中的崭新观念，大大拓展了传统低温医学的技术内涵，这一方法的确立使得低温外科手术有望实现在分子尺度上的调控，从而为突破传统冷冻疗法的技术瓶颈给出了具体解决方案。事实上，纳米技术一经出现，就对现代医学产生了重要影响。在其异彩纷呈的诸多革新中，采用磁纳米颗粒实现的高温肿瘤热疗就是一个突出例子，目前国内外已有数量众多的科技项目对此展开研究。与这种早在50年代就已提出但直到近期由于纳米技术兴起后，才得以快速推进的纳米肿瘤热疗学一样，刚刚出现的纳米冷冻治疗学也正是在这一科技发展洪流中应运而生的，其今后的发展将由于纳米技术的推进而不断迈上新的台阶。 目前，关于纳米冷冻外科手术的研究还仅仅处于开端。作为一项年轻的纳米医学技术，纳米冷冻方法距被完整理解还有很大距离。今后的研究工作应集中在相应机理的揭示及动物、临床试验等问题上。可以预见的是，正如纳米热疗已成为当前国内外纳米医学领域的研究热点一样，纳米冷冻治疗方法的建立，也无疑将促成一系列新观念的提出，激发学术界和产业界沿此思路进一步开展工作，并引导学术研究和临床应用的深入，从而为人类的抗癌之战提供一种有力的技术手段。 上述工作得到国家杰出青年基金及清华大学伍舜德博士医学科学研究基金资助。 理化技术研究所 2008.5.9