人工抗癌分子能数分钟完成自组装,或大规模生产

据科技媒体报道 英国科学家日前开发出一种简单、通用的制造人工抗癌分子的方法，由此制造出的抗癌分子能够模仿人体天然的防御机制，对抗癌细胞和感染，并能通过自组装的形式在数分钟内实现合成。实验显示，这种分子能够有效对抗结肠癌细胞。相关论文发表在《自然・化学》杂志上。

领导这项研究的英国华威大学化学教授彼得・斯科特说，他们合成的这种抗癌分子名为triplexes，是一种与人体中天然产生的、能够对抗癌症与感染的肽结构极为类似的分子。这种人工肽与天然肽具有相似的3d螺旋结构。

物理学家组织网8月4日报道称，此前人工肽的合成较为困难，大规模生产成本极高，而新方法可以在不需要昂贵设备的情况下，在几分钟内合成。这种精巧的化学自组装形式，能够生产出既实用又稳定的分子。

斯科特说：“新研究所设计的化学反应就如同将一堆散乱的乐高积木扔进一个布袋，只需摇一摇，它们就能神奇地自己组装成一个星球大战死星模型。”斯科特介绍说，制备这种分子需要将一种氨基醇衍生物和甲基吡啶与氯化铁的溶剂混合，之后这些物质会发生化学反应，形成牢固的键合，几分钟后就能自组装形成他们所希望得到的分子。化学物质本身会自行按照实现设定程序进行反应，一旦除去溶剂之后，就只剩下晶体形态的人工肽。

研究人员称，该方法不需要复杂的分离提纯操作，也不会像乐高模型一样留有神秘的插槽。在实际应用中，其化学性质相当稳定。而更绝妙的是，整个过程完全是自动进行的，人们只需将几种原料按照预定的比例和程序混合在一起即可。

斯科特说：“实际上，自组装是自然界中常用的一种物质合成方法，常见的天然蛋白质这种非对称的复杂分子就是由自组装而来。但要让它们按照人类的意愿进行组装，合成我们需要的分子，还是一个巨大的挑战。这是一项非同寻常且很有前途的研究。”

虽然用这种方法制成的人工肽已被实验证明对结肠癌具有疗效，但在用于临床试验前，研究人员还需要开展进一步研究以确定其安全性。

CAR-T免疫疗法，是否预示着癌症将被彻底攻克？

CART全称是：Chimeric Antigen Receptor T-cell Immunotherapy。没错，也是一种细胞免疫治疗。其大概原理是首先从患者体内提取T细胞－然后应用特殊的技术改造为CART细胞－扩增－最后回输体内治疗。这里特别指出，之前的魏则西事件导致了全国的免疫治疗研究的停滞，但业内人士都知道，其原因1、使用的是CIK,DC－CIK技术，方法也是提取－扩增－回输，但并没有对淋巴细胞做针对性的处理，因此疗效不佳。而且因为是血液回输问题，国内的安全性实在有限，这个技术十几年前已经被欧美所淘汰；2、其后的TIL疗法是在切除的肿瘤组织中提取淋巴细胞，挑选其中杀伤能力强的，扩增后回输。这个方法主要针对于恶性黑色素瘤，效果有限。最新获批的CART这种技术可以说是第3代免疫治疗，目前在进行的研究有300多项。各项临床数据采集观察中。

那是不是说它将是攻破肿瘤这个世界难题的利器呢？有这个可能，但过程会很艰难。首先这只是一个2期试验，单中心，数据少；其次目前仅仅是针对B细胞淋巴细胞白血病，而没有扩展到其它的实体瘤，如肺癌，乳腺癌等；最后选择这个治疗的患者面临两大风险：1、脱靶效应－即治疗中误伤好的细胞。因为它针对的是某一种表达靶标抗原的细胞，如果正常细胞液表达，那么将会被一并杀伤。2、细胞因子释放综合征，包括发热、乏力、头痛、癫痫、恶心、低血压等副作用，这些反应虽然严重但已经有了相应的处理办法。

总之，随着时间的推进，我们将看到新的疗法更多的数据。总的来说现在下结论还为时过早。

手术、放疗、化疗是目前肿瘤治疗的三大常规方法，它们都对肿瘤治疗做出了巨大的贡献，而且目前也取得了很大的进步，但不可否认的是它们都会对人体正常组织造成一定的损伤，而术后并发症和放化疗副反应也是广大肿瘤患者不得不面对的现实问题。

2013年，全球顶尖的《科学》杂志评出肿瘤治疗方面的十大 科技 突破，其中免疫治疗高居榜首， 而CAR-T细胞治疗作为目前过继性细胞免疫治疗的杰出代表在血液肿瘤等恶性肿瘤的治疗中取得了令人振奋的临床疗效，更是成为目前肿瘤免疫治疗的研究热点。 2017年，被称为“CAR-T代言人”的美国宾夕法尼亚大学的Carl June教授获授也因此荣获了本年度美国临床肿瘤学会(ASCO)最重要的Karnofsky大奖。

T细胞是人体抗肿瘤免疫的主力军

CAR-T，全称Chimeric Antigen Receptor T-Cell Immunotherapy，即嵌合抗原受体的T细胞免疫治疗。

要想弄清CAR-T的来龙去脉和理解其如何发挥抗肿瘤作用，首先需要了解T淋巴细胞（简称T细胞，因其在胸腺（Thymus）中分化成熟而得名）是如何活化并杀伤肿瘤细胞的。

人体特异性免疫可分为体液免液和细胞免疫两大类 ，目前一般认为细胞免疫在抗肿瘤免疫中占主要地位，而T细胞作为细胞免疫中的主力军，是功能最强大的免疫细胞，也是杀伤肿瘤细胞最有力的武器。

T细胞通过T细胞受体（T cell receptor，TCR）识别肿瘤抗原，TCR常和另一种细胞分子CD3以TCR-CD3复合物形式存在于T细胞表面，TCR的功能主要是识别抗原，而CD3的功能主要是将TCR识别的抗原信号由T细胞表面由外向内传递以引起T细胞的活化。

但是TCR不能直接识别肿瘤抗原，而是必须先由肿瘤细胞将肿瘤抗原加工成抗原肽片段，然后再由肿瘤细胞自身的MHC分子将此抗原肽片段提呈给T细胞。

MHC（Major Histocompatibility Complex）即主要组织相容复合体，在人类称为人类白细胞抗原（Human Leukocyte Antigen，HLA ），是绝大多数细胞表面上都存在的一种分子，它们就像细胞的“身份证”一样，向T细胞展示细胞内部的抗原肽片段，而这个过程就叫做抗原提呈。任何个体的T细胞都只能识别由自身MHC分子提呈的抗原肽，而这种T细胞抗原识别的的特征也被称为自身MHC限制性。简言之，T细胞犹如九五之尊的皇帝，没有他信任的自己人的引荐，一般人是不可能随便接近他的。

长期以来，人们一直梦想着通过人体自身的免疫系统，让T细胞对肿瘤细胞进行特异性杀伤，从而实现彻底杀灭肿瘤而又不伤正常细胞的远大目标。

但是，正所谓“理想很丰满，现实很骨感”。虽然理论上T细胞在抗肿瘤免疫中有着得天独厚的巨大优势，但天然的、未经修饰的T细胞在杀伤肿瘤细胞方面也存在三大缺陷，从而一直制约其发展而无法在临床得以真正有效应用。

（一）因为T细胞受体所具有的独特结构和识别机制，使得T细胞不能直接识别肿瘤抗 原，而具有MHC限制性；

（二）识别了肿瘤抗原的初始T细胞必须依靠共刺激分子激活才能最终转化为能够特异性杀伤肿瘤细胞的效应T细胞；

（三）在没有外界干预的情况下，人体内可以特异性识别肿瘤细胞的T细胞数目微乎其微，而且杀伤活性也很低。

CAR-T细胞治疗诞生的神奇之旅

在洞悉T细胞杀伤肿瘤细胞的自然途径之后，科学家们不禁自问，如果采用某种方法对T细胞进行改造，使之可以直接识别肿瘤抗原且外源性加入共刺激分子，那是否意味着可以克服以上T细胞的三大缺陷进而真正用于临床呢？

问题一：如何让T细胞可以直接识别肿瘤抗原？

解决方案：将合成生物学、肿瘤免疫学、基因重组技术及遗传改造技术等相关知识技能融合在一起而造出一个人造受体（CAR）

对于第一个关键问题的解决，即怎么才能使T细胞可以直接识别肿瘤抗原，应归功于被称为“CAR-T之父”的以色列教授Zelig Eshhar。

其实很早以前人们就发现，B淋巴细胞（简称B细胞，因其在骨髓（Bone）中分化成熟而得名）可以通过其B细胞受体直接识别肿瘤抗原。

进一步研究发现，因为它在生物功能上属于抗体，所以才能直接识别抗原，而这也是B细胞抗瘤最大的优势所在，可惜B细胞在抗肿瘤免疫中只居于辅助地位，而T细胞才是杀灭肿瘤细胞的最有力的武器。

于是有人就想，如果将二者联合起来，那岂不是既可直接识别肿瘤抗原，又可最强杀灭肿瘤细胞，从而达到最佳的抗癌疗效吗？

而这种原本近乎天方夜谭的想法，直到天才Zelig Eshhar开创性地将合成生物学、肿瘤免疫学、基因重组技术及遗传改造技术等相关知识技能融合在一起而造出第一个人造受体（CAR），才最终将想象变成了现实，而这也从真正意义上宣告了第一代CAR-T时代的到来。

这是第一代CAR-T的一个结构示意图，从图中可以看出这种人造受体（CAR）一般由三大要件组成：

第一要件是胞外抗原结合区，可以直接识别肿瘤抗原。

第二要件是跨膜区，可以起到固定CAR的作用。

第三要件是胞内信号转导区，可以将识别的肿瘤抗原信号由外向内传递从而引起T细胞的活化。

因为这种人造受体是用T细胞受体改装的，而且在其胞外段嵌合上了能够直接识别肿瘤抗原的结构，因此也被称为嵌合抗原受体（Chimeric Antigen Receptor, CAR） ，顾名思义， 可以简单地理解为是一种嵌合了能够直接识别肿瘤抗原结构的人造受体。

但是，经过人工改造的CAR-T细胞虽然可以直接识别肿瘤抗原，并将识别的肿瘤抗原信号由外向内转导给T细胞，但如果没有共刺激分子的激活，初始T细胞就难以最终转化为能够特异性杀伤肿瘤细胞的效应T细胞。

而这正是第一代CAR的最大缺点所在，由于T细胞无法完全活化和增殖，体内存活时间不超过1周而无法持续抗肿瘤，因此临床效果不理想而逐渐被人们淡忘。

问题二：如何引入共刺激分子激活T细胞？

解决方案：在第一代CAR的基础上再引入一个共刺激分子。

这个问题的解决主要归功于前述的“CAR-T代言人”——美国宾夕法尼亚大学的Carl H. June教授。

因为第一个问题已经解决，所以这个问题相对就好解决多了，只需要在第一代CAR的基础上再引入一个共刺激分子即可，而此升级的二代CAR可以使T细胞充分活化、增殖而最终分化为可以杀灭肿瘤细胞的效应T细胞。

问题三：如何增加效应T细胞的数量和杀瘤活性？

解决方案：二代CAR“一键激活”、高效反应的特点可以完美解决。

第二代CAR-T技术 最大优势在于不仅T细胞可以直接识别抗原，而且由于同时具有“识别-共刺激-激活”三大功能区，所以具有“一键激活”、高效反应的特点。

实践证明，用第二代CAR-T技术获得的效应T细胞的数量、靶向性、杀伤活性和持久性均可大大提高，在临床中也获得了很好的疗效。目前临床上广泛采用的也正是第二代CAR-T技术。

第三代CAR 在第二代CAR的基础上再加上了一个共刺激分子，与第二代CAR 相比，T 细胞活化、增殖、分泌细胞因子及细胞毒素作用更强，但靶向识别特异性降低，低亲和分子亦可促进 T 细胞活化，从而更容易产生“细胞因子风暴”等不良反应。

第四代CAR 在第三代CAR的基础上，通过联合细胞因子，如IL-12等，进一步强化免疫应答，或者装入一个自杀基因，当不良反应过强或者未来体内的CAR-T细胞成为麻烦的时候用药物让CAR-T细胞自我毁灭。

CAR-T细胞治疗的基本流程

从肿瘤患者自身血液收集T细胞，通过基因重组技术获得CAR结构，再在体外通过转染技术（目前一般采用病毒转染）将CAR基因定向转入T细胞的基因组中，T细胞就可以表达相应的CAR 结构。将转染后经过纯化和大规模扩增的CAR-T细胞再注入到肿瘤患者体内，便会在肿瘤患者体内增殖并杀死具有相应特异性抗原的肿瘤细胞。

以靶向CD19治疗B细胞淋巴瘤为例，CAR-T的临床应用过程大致是这样的：

1

采集外周血 。即从CD19（+）的B细胞淋巴瘤患者外周血采集T细胞。因为CAR-T是用自体的T细胞转染而成的产品，所以要从外周血中分离出所需要的T细胞，然后送到生产车间去培养和转染，这个过程大约一到两周。

2

化疗预处理 。预处理的目的是清除体内的淋巴细胞，为即将回输的CAR-T细胞腾出空间，因为我们预期CAR-T细胞回输后会有一个显著的体内扩增的过程，需要为其创造一个适合生存的环境。做法是在CAR-T回输倒计时的第七至第四天，采用小剂量的的环磷酰胺和氟达拉滨化疗。

3

CAR-T回输。 不同的研究中有不同的做法，如可以连续三天分三次回输，第一天10%，第二天30%，第三天60%，回输的CAR-T细胞数量大约是1x106/kg左右，可根据患者肿瘤负荷大小进行适当调整，以期取得更好地疗效。

4

处理不良反应，如“细胞因子释放综合征”等。 肿瘤患者回输CAR-T后至少要在医院观察七天，之后的四周内要做好随时返回医院处理紧急情况的准备。这会是一个令人焦虑的阶段，既怕风暴不出现，又怕风暴太猛烈，是很难过的一关。

CAR-T细胞治疗的优势特点

CAR-T利用基因工程技术给T细胞加入一个能直接识别肿瘤细胞抗原，并且同时激活T细胞杀死肿瘤细胞的嵌合抗体，靶向杀灭肿瘤细胞。其优势主要体现在：

精准杀灭肿瘤，治疗效果极佳。 由于CAR-T细胞是应用基因修饰肿瘤患者自体的T细胞，不需抗原提呈，也无MHC（即主要组织相容复合体，在人类称为人类白细胞抗原）限制性，而是通过抗原抗体结合机制直接识别特异性肿瘤抗原，这是CAR-T细胞的最大优势，因此T细胞尤其是 CD8+T能绕过抗原提呈细胞并克服了肿瘤细胞通过下调MHC分子表达以及降低抗原递呈等免疫逃逸机制直接杀伤肿瘤细胞，让肿瘤细胞无所逃遁。

多靶向杀伤，杀瘤范围广。 生理性的TCR只能识别蛋白抗原，而CAR既可识别肿瘤蛋白质抗原，又可识别糖脂类等非蛋白质抗原，扩大了靶点的选择范围。而且鉴于很多肿瘤细胞表达相同的肿瘤抗原，针对某一种肿瘤抗原的CAR基因构建一旦完成，便可以被广泛利用到多种肿瘤中。

抗瘤效应更强，杀瘤效果更持久。 活化后的CAR-T细胞能够分泌很多细胞因子来对抗免疫抑制的肿瘤微环境，提高T细胞的抗肿瘤效应。而新一代CAR结构中加入了促进T细胞增殖与活化的基因序列，能保证T细胞在进入人体后还可以增殖，使得CAR-T细胞具有了免疫记忆功能，可以相当长时间在体内存活，可以持久攻击癌细胞。抗体通常在数天或数周内失去效力，然而CAR-T细胞则有望在体内循环数年，抑制肿瘤的复发。

CAR-T细胞治疗的临床应用

2012年，最早接受CAR-T细胞治疗的一批人中，有30位白血病病人，他们不是普通的白血病病人，而是已经历了各种可能的治疗方法，包括化疗，靶向治疗及骨髓移植等，但不幸都失败了的复发难治性病人。

通常情况下，他们的生存时间不可能超过半年。就像俗话说的“死马当活马医”一样，他们成了第一个吃CAR-T这个螃蟹的人。结果这批吃螃蟹的人震惊了世界：27位病人的癌细胞治疗后完全消失！而20位病人在半年后复查，仍然没有发现任何癌细胞！

6岁的Emily是第一位接受CAR-T细胞治疗的儿童，尽管治疗期间出现了严重的副作用——高热、血压下降、肺充血，但她奇迹般地恢复了 健康 ，获得了完全缓解，迄今已有5年。活泼可爱的Emily也因此成为了CAR-T细胞治疗的小代言人，而她的故事也激励着更多的科学家们投身到CAR-T细胞治疗的研究中。

2017年8月30日，美国FDA官网宣布批准诺华CAR-T细胞治疗正式上市，用于治疗复发性或难治性儿童、青少年B-细胞急性淋巴细胞白血病(ALL)，商品名为Kymriah，价格47.5万美元/次疗程。

同年10月18日，FDA再次批准KitePharma的CAR-T细胞治疗上市，用于治疗在接受至少两种其它治疗方案后无响应或复发的成人大B细胞淋巴瘤患者及特定类型非霍奇金淋巴瘤患者，商品名为Yescarta，定价37.3万美元/次疗程。

国外天价的治疗费用也让我们国内CAR-T的临床研究显得更为迫切，目前在北京、上海、武汉、南京等地相继开展了多项CAR-T临床研究，希望这项先进技术能够早日造福于更多的肿瘤患者。

CAR-T细胞治疗的不足与缺陷

CAR-T细胞治疗为包括血液肿瘤在内的多种晚期肿瘤患者带来了治愈的希望，但同时也带来诸多不良反应，甚至有一些是致命的，需要引起临床足够的重视。

脱靶效应（on - target toxicity）

脱靶效应常见于应用CAR-T细胞免疫治疗实体肿瘤的患者中，主要由于CAR 定向的靶抗原多为肿瘤相关抗原，其并非肿瘤细胞所特有，且在正常组织中存在不同程度的表达，因此对靶抗原亲和力强、杀伤能力强的CAR-T细胞在清除肿瘤的同时也会攻击正常组织。

细胞因子释放综合征（cytokine release syndrome，CRS）

第二、三代 CAR 中引入了共刺激分子，使 T 细胞的活化、增殖、杀伤能力大幅度增强，在治疗过程中产生大量细胞因子并释放入血，引起患者恶心、头痛、心动过速、低血压、胸闷、气促等临床症状，严重者可导致急性呼吸窘迫综合征或多器官功能衰竭。 CRS是CAR-T细胞免疫治疗过程中常见的致死性并发症，需要高度警惕并进行有效防治。

理性看待CAR-T细胞治疗

时至今日，CAR-T治疗已由第1代发展到第5代，在多种恶性肿瘤（特别是B细胞血液肿瘤）的治疗中取得了令人欣喜的疗效，成为当今肿瘤免疫治疗的热点，在治疗恶性肿瘤方面具有无可取代的应用前景。

然而，在提升CAR-T细胞抗肿瘤能力的同时减少其不良反应等问题仍存在诸多挑战。此外，CAR-T细胞治疗与其它免疫治疗、传统放化疗及造血干细胞移植等治疗方式的结合，CAR-T细胞具体回输的时机、剂量、次数等问题均需要大量的临床前研究及多中心大样本临床试验来进行进一步研究。

在CAR-T治疗带来兴奋的同时我们也应该看到，肿瘤免疫治疗目前仍就处于发展阶段，有关CAR的大多数研究和临床试验仍以血液肿瘤为主，在实体性肿瘤方面还有很大的发展空间。

免疫治疗作为一种新的治疗策略为肿瘤患者带来了新的希望，甚至有学者预言21世纪肿瘤的彻底治愈必将走免疫治疗之路， 而CAR-T疗法作为免疫治疗的一个热门领域还将会有更多令人振奋的突破。

并不是的，CAR-T细胞免疫治疗，只是为癌症治疗提供了一种新方法，对于血液肿瘤有很好的治疗效果，但对实体瘤还有待发展（主要由其治疗原理和治疗方法限制）。要想彻底攻克癌症，医学还有一段很长的路要走！

CAR-T免疫治疗，其实是一种肿瘤免疫治疗方法。为什么要进行肿瘤免疫治疗？这是由肿瘤细胞的特性决定的，肿瘤细胞的特性：

免疫逃避 （免疫系统不认识）

免疫耐受 （免疫系统认识了也不打击）

通过人为的激活免疫系统的方法，来加强机体对特定目标的识别，可以起到治疗疾病的作用。T细胞、NK细胞、树突状细胞均可以作为治疗的免疫细胞。

CAR-T细胞治疗的原理：

1. T细胞发挥作用的前提是MHC递呈相关抗原至T细胞受体（TCR），但有些肿瘤（尤其是非实体瘤），免疫原性较弱，或很难收集到肿瘤特异性较强的T细胞。

2. 所以，希望将肿瘤抗原对应单克隆抗体的可变区基因“绑定”至T细胞受体编码基因上，形成改造的嵌合抗原受体T细胞（CAR-T），然后将这种类型的细胞在体外扩增、纯化后回输至体内发挥作用。

改造后的T细胞在体内既能特异性识别并结合肿瘤抗原，又具有T细胞自我更新和杀伤的能力。

CAR-T细胞治疗的发展：

第一代 CAR-T 细胞，所设计的受体分子包括胞外抗体部分、跨膜结构，和胞内协同刺激信号转导结构。其中抗体部分能够靶向识别并结合癌细胞表面的特异抗原，胞内的共刺激信号转导域通过放大活性信号，激活并增强T细胞的杀伤能力。

第二代和第三代CAR-T细胞增加了不同的协同刺激信号结构域，增加了能够增强靶向特异性、减弱副作用。

CAR-T治疗方式目前在血液系统肿瘤中显示出较大优势; 其中，在对急性粒细胞白血病（ALL）中，展现出很好的效果（临床试验治愈率，90%左右）。 目前正在尝试实体瘤。当然，CAR-T技术也有副作用，例如细胞因子释放综合症等。

CAR-T 的确表现出了极强的势头，甚至在很多癌症领域也已经有所效果。但是出现的问题也还是有的，问题逐步被解决，癌症攻克的日子也就不远了。

2017年可以说是CAR-T治疗元年，因为美国FDA批准了两种靶向CD19的嵌合抗原受体细胞（CAR-T）疗法，用于治疗B细胞急性淋巴细胞白血病（ALL）和淋巴瘤。根据最新的ELIANA研究结果，对75例患者进行随访调查，中位随访超过一年的患者，总体缓解率为81％（95％CI：71％ - 89％）。60％的患者达到完全缓解（CR），21％的患者达到了CR，但是血细胞计数恢复不完全（CRi），所有患者中没有发现微小残留病（MRD），结果还是让人备受鼓舞的。

但有一组数据也值得研究者深思，那就是95%的患者出现了不同级别的治疗相关不良事件，其中最常见的就是细胞因子释放综合征（CRS，77%）。

那么，什么是细胞因子释放综合征呢？是由什么造成的呢？

CRS是在CAR-T细胞完成输注后，使得T淋巴细胞被激活并快速增殖，引起细胞因子的过度级联释放。而这些细胞因子会介导多种免疫反应，引起患者发热、肌痛、低血压、呼吸困难、凝血障碍、终末器官障碍等临床表现。

也就是说CRS是免疫细胞在CAR-T治疗过程中暴发性的分泌大量的细胞因子造成的非特异性炎症反应。CAR-T细胞回输后，在靶细胞的刺激下，CAR-T细胞会快速扩增，并释放大量的细胞因子，用来杀伤靶细胞。从这一点上来说，CRS反应不仅仅是CAR-T治疗时的副作用，还是CAR-T细胞疗法产生疗效的临床表现，也就是说CAR-T诱发CRS是不可避免的，只能密切观察，及时应对，尽量减轻患者的症状。

在临床上，一般通过检查TNF-α、IFN-γ、IL-6等细胞因子的上升指标，来检测CRS的严重程度。在出现严重病情时，可以选择输注IL-6R单抗药物阻断免疫系统的激活，或者采用激素（地塞米松、甲强龙等）处理。

综上所述，可以看出CRS的本质就是细胞因子风暴，是一种不适当的免疫反应，由细胞因子与免疫细胞间的正回馈循环引起。症状为高烧、红肿、肿胀、极度疲倦与恶心。在某些情况下可能致命。细胞因子风暴有可能会对身体组织和器官产生严重的损伤，比如当其发生于肺部，过多的免疫细胞和组织液可能会在肺部积聚，阻塞空气进出，并导致死亡。

细胞因子是由细胞分泌出来用于细胞间信号传导和通信的多种小蛋白质，具有自分泌、旁分泌和/或内分泌活性，并且通过结合受体引发多种免疫应答。细胞因子的主要功能有控制细胞增殖和分化、血管发生、免疫、炎症反应的调节。CAR-T细胞免疫疗法让人们看到了治愈癌症的曙光，如何避免细胞因子综合征的暴发，已经成为科研人员研究的重点，相关治疗方案也在研发中。

CAR-T免疫疗法其实并不是一个新的疗法，早在100多年前，就有科学家提出了这种利用机体的免疫能力攻击消灭肿瘤细胞的设想。

CAR-T免疫疗法虽然让我们看到了攻克癌症的方向，但是目前还是存在很多的不足。其中最显著的毒性是细胞因子释放综合征，主要表现实高热、肌疼痛、呼吸衰竭、血压不稳定、尤其是在高疾病负荷病人身上表现显著。研究表明治疗过程中效应细胞因子γ-干扰素（INF-γ）迅速上升，而白细胞介素-6（IL-6）也会随之上升，可能是巨噬细胞活化综合征引起的严重CRS。此外，基因工程改造的T细胞的抗原特异性也可能导致的“靶向”毒性。比如肿瘤细胞的裂解而导致的溶瘤综合征。

当CARs靶向于B细胞表面表达的靶点如CD19时，可能会引起B细胞发育不良。因此，B细胞缺乏可作为CAR-T疗效持续的标志，所有的靶向毒性均是由于改造的T细胞无法区别表达靶向抗原的正常细胞和肿瘤细胞所致。CAR-T治疗白血病还会引起神经系统症状，这些症状如谵妄、语言障碍、运动障碍、缄默症和癫痫又可以自行消退，推测其主要原因是CAR-T存在于脑脊液中。

所以说，想通过CAR-T疗法攻克癌症还有很长的路需要走。

慢慢来迟早会功克

凡是认为“癌症是不治之症”的思维？
都不知道“早期诊断”是——人类攻克癌症的捷径之一
任何忽视“早期诊断”？只知道“治疗”的人？都不符合医学辩证法的思维？都不是一个真正的医生？

什么叫纳米材料?

问题一：什么是纳米？定义是什么？纳米
纳米，是一种长度单位，符号为nm。1纳米=1毫微米=10埃（既十亿分之一米），约为10个原子的长度。假设一根头发的直径为0.05毫米，把它径向平均剖成5万根，每根的厚度即约为1纳米。
纳米技术的含义-1
. 所谓纳米技术，是指在0.1~100纳米的尺度里，研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。科学家们在研究物质构成的过程中，发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子，显著地表现出许多新的特性，而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术，就称为纳米技术。
. 纳米技术与微电子技术的主要区别是：纳米技术研究的是以控制单个原子、分子来实现设备特定的功能，是利用电子的波动性来工作的；而微电子技术则主要通过控制电子群体来实现其功能，是利用电子的粒子性来工作的。人们研究和开发纳米技术的目的，就是要实现对整个微观世界的有效控制。
. 纳米技术是一门交叉性很强的综合学科，研究的内容涉及现代科技的广阔领域。1993年，国际纳米科技指导委员会将纳米技术划分为纳米电子学、纳米物理学、纳米化学、纳米生物学、纳米加工学和纳米计量学等6个分支学科。其中，纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础，而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。
纳米技术的含义-2
纳米技术（纳米科技nanotechnology）
纳米技术其实就是一种用单个原子、分子制造物质的技术。
从迄今为止的研究状况看，关于纳米技术分为三种概念。第一种，是1986年美国科学家德雷克斯勒博士在《创造的机器》一书中提出的分子纳米技术。根据这一概念，可以使组合分子的机器实用化，从而可以任意组合所有种类的分子，可以制造出任何种类的分子结构。这种概念的纳米技术未取得重大进展。
第二种概念把纳米技术定位为微加工技术的极限。也就是通过纳米精度的“加工”来人工形成纳米大小的结构的技术。这种纳米级的加工技术，也使半导体微型化即将达到极限。现有技术即便发展下去，从理论上讲终将会达到限度。这是因为，如果把电路的线幅变小，将使构成电路的绝缘膜的为得极薄，这样将破坏绝缘效果。此外，还有发热和晃动等问题。为了解决这些问题，研究人员正在研究新型的纳米技术。
第三种概念是从生物的角度出发而提出的。本来，生物在细胞和生物膜内就存在纳米级的结构。
所谓纳米技术，是指在0.1~100纳米的尺度里，研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。科学家们在研究物质构成的过程中，发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子，显著地表现出许多新的特性，而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术，就称为纳米技术。
纳米技术是一门交叉性很强的综合学科，研究的内容涉及现代科技的广阔领域。
纳米科技现在已经包括纳米生物学、纳米电子学、纳米材料学、纳米机械学、纳米化学等学科。从包括微电子等在内的微米科技到纳米科技，人类正越来越向微观世界深入，人们认识、改造微观世界的水平提高到前所未有的高度。我国著名科学家钱学森也曾指出，纳米左右和纳米以下的结构是下一阶段科技发展的一个重点，会是一次技术革命，从而将引起21世纪又一次产业革命。
虽然距离应用阶段还有较长的距离要走，但是由于纳米科技所孕育的极为广阔的应用前景，美国、日本、英国等发达国家都对纳米科技给予高度重视，纷纷制定研究计划，进行相关研究
纳米电子器件的特点
. 以纳米技术制造的电子器件，其性能大大优于传统的电子器件：
. 工作速度快，纳米电子器件的工作速度是硅器件的1000倍，因而可使产品性能大幅度提高。功耗低，纳米电子器件的功耗仅为硅器件的1/......>>

问题二：纳米技术是什么一段时期以来，纳米技术频频在媒体中出现，有关纳米技术、纳米材料以及应用纳米技术制造的产品的优越性也广为宣传。那么，什么是纳米技术呢？本文介绍这方面的知识，供初学者参考。
. 纳米，是一种长度单位，符号为nm。1纳米=1毫微米=10米（既十亿分之一米），约为10个原子的长度。假设一根头发的直径为0.05毫米，把它径向平均剖成5万根，每根的厚度即约为1纳米。
. 1、纳米技术的含义
. 所谓纳米技术，是指在0.1~100纳米的尺度里，研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。科学家盯在研究物质构成的过程中，发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子，显著地表现出许多新的特性，而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术，就称为纳米技术。
. 纳米技术与微电子技术的主要区别是：纳米技术研究的是以控制单个原子、分子来实现设备特定的功能，是利用电子的波动性来工作的；而微电子技术则主要通过控制电子群体来实现其功能，是利用电子的粒子性来工作的。人们研究和开发纳米技术的目的，就是要实现对整个微观世界的有效控制。
. 纳米技术是一门交叉性很强的综合学科，研究的内容涉及现代科技的广阔领域。1993年，国际纳米科技指导委员会将纳米技术划分为纳米电子学、纳米物理学、纳米化学、纳米生物学、纳米加工学和纳米计量学等6个分支学科。其中，纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础，而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。
. 2、纳米电子器件的特点
. 以纳米技术制造的电子器件，其性能大大优于传统的电子器件：
. 工作速度快，纳米电子器件的工作速度是硅器件的1000倍，因而可使产品性能大幅度提高。功耗低，纳米电子器件的功耗仅为硅器件的1/1000。信息存储量大，在一张不足巴掌大的5英寸光盘上，至少可以存储30个北京图书馆的全部藏书。体积小、重量轻，可使各类电子产品体积和重量大为减小。

问题三：纳米材料有哪些纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类。其中纳米粉末开发时间最长、技术最为成熟，是生产其他三类产品的基础。
纳米粉末
又称为超微粉或超细粉，一般指粒度在100纳米以下的粉末或颗粒，是一种介于原子、分子与宏观物体之间处于中间物态的固体颗粒材料。可用于：高密度磁记录材料；吸波隐身材料；磁流体材料；防辐射材料；单晶硅和精密光学器件抛光材料；微芯片导热基片与布线材料；微电子封装材料；光电子材料；先进的电池电极材料；太阳能电池材料；高效催化剂；高效助燃剂；敏感元件；高韧性陶瓷材料（摔不裂的陶瓷，用于陶瓷发动机等）；人体修复材料；抗癌制剂等。
纳米纤维 指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料。可用于：微导线、微光纤（未来量子计算机与光子计算机的重要元件）材料；新型激光或发光二极管材料等。
纳米膜
纳米膜分为颗粒膜与致密膜。颗粒膜是纳米颗粒粘在一起，中间有极为细小的间隙的薄膜。致密膜指膜层致密但晶粒尺寸为纳米级的薄膜。可用于：气体催化（如汽车尾气处理）材料；过滤器材料；高密度磁记录材料；光敏材料；平面显示器材料；超导材料等。
纳米块体： 是将纳米粉末高压成型或控制金属液体结晶而得到的纳米晶粒材料。主要用途为：超高强度材料；智能金属材料等。

问题四：纳米材料到底是什么材料？纳米材料到底是什么? 发布时间： 2008-5-16 15:10:14 浏览次数： 227 日本厚生劳动省2008年4月4日召开了审议纳米材料安全性等问题的第二次联合研讨会（会议主持：中央劳动灾害防止协会日本生物鉴定研究中心主任福岛昭治）。此次共举办了“防止劳动者曝露于对人体有害性尚不明确的化学物质中”和“关于纳米材料安全性”两场研讨会。此次的主题是“纳米材料到底是什么？”。另外还公布了纳米材料的用途及产量等基础数据，并做了现状报告，还对将在今后研讨会上讨论的基础数据进行了确认。 关于“纳米材料的范围”，日本厚生劳动省负责人表示，一般以ISO（国际标准化委员）TC229委员会的方案为基础将其定义为“一维尺寸小于100nm的材料”。另外表示，美国、英国、澳大利亚等的相关行政部门也基本采用这一定义。还指出了纳米材料凝聚在一起达到μm尺寸时如何界定的问题。 物质与材料研究机构纳米物质实验室富勒烯工学小组对“纳米材料的性质”进行了解释。该小组指出纳米物质在电子状态变化时会发生异常现象，其化学性质、力学性质及电性都会发生异常。比如，碳纳米管单层品的表面积计算值约为1300m2／g，多层品约为20～180m2／g，差异非常大。电性方面，当半导体纳米微粒的微粒径为4.5nm时变成红色，3.5nm时变成绿色，2.5nm时变成蓝色。这些便是普通材料中难以想象的“纳米尺寸效应”。 轮胎用碳黑的用量最多 关于“纳米材料的用途及产量”，平成19年度（2007年度）实施过调查的东丽经营研究所（千叶县浦安市）公布了调查结果。主要纳米材料的用量排名依次是，碳黑（碳）为83万t，二氧化硅为1万3500t，氧化钛为1250t，氧化锌为480t。纳米技术中备受关注的碳纳米纤维为60～70t，多层碳纳米管为60t，富勒烯为2t，单层碳纳米管为0.1t。其中碳黑在用量中占到约97.8％，主要用于轮胎。二氧化硅的主要用途是硅橡胶，占到57％。氧化钛有60％用于化妆品。 日本经济产业省成立的纳米技术产业推进协会（NBCI）介绍了“纳米材料的开发状况”。富勒烯已被体育用品等采用，目前的研发项目正在开拓其在燃料电池、太阳能电池、バ生物材料药品以及化妆品等领域的用途，并且正在推进将单层碳纳米管作为晶体管、燃料电池及储氢材料的研究开发。 在因可以直接将纳米材料涂在皮肤上而备受瞩目的化妆品方面，日本工业联合会以“纳米原料与化妆品”为题做了报告。面向化妆品制造商与进口销售商的问卷调查结果显示：以纳米材料为原料的120家企业中，使用氧化钛的有115家（96％），使用氧化锌的有72家（60％），使用二氧化硅类材料的有26家（22％）。主要用途是防晒及当作粉底。氧化钛和氧化锌在40年前曾被配合用来防紫外线，由于微粒径越小，功能越高，因此逐渐变成了纳米材料。 日本劳动安全卫生综合研究所介绍了“纳米材料的检测与管理方法”。计测空气中纳米材料微粒的方法多采用实时计测微粒数量及粒径分布的气溶胶检测法。该检测法检测光散射程度。与分级设备配合使用。而凝聚状态、形状及成分等主要采用基于电子显微镜的观察法，虽然可以精密检测，但无法实时计测。 专业领域各不相同的各委员向各介绍方提出疑问，确认了将成为今后审议基础的基础数据，在达成共识之后，研讨会才落幕闭会。

问题五：纳米材料为什么作用那么大纳米材料（又称超细微粒、超细粉未）是处在原子簇和宏观物体交界过渡区域的一种典型系统,其结构既不同于体块材料,也不同于单个的原子.其特殊的结构层次使它具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应等,拥有一系列新颖的物理和化学特性,在众多领域特别是在光、电、磁、催化等方面具有非常重大的应用价值.
纳米材料在结构、光电和化学性质等方面的诱人特征,引起物理学家、材料学家和化学家的浓厚兴趣.80年代初期纳米材料这一概念形成以后,世界各国对这种材料给予极大关注.它所具有的独特的物理和化学性质,使人们意识到它的发展可能给物理、化学、材料、生物、医药等学科的研究带来新的机遇.纳米材料的应用前景十分广阔.近年来,它在化工生产领域也得到了一定的应用,并显示出它的独特魅力.
1.在催化方面的应用
催化剂在许多化学化工领域中起着举足轻重的作用,它可以控制反应时间、提高反应效率和反应速度.大多数传统的催化剂不仅催化效率低,而且其制备是凭经验进行,不仅造成生产原料的巨大浪费,使经济效益难以提高,而且对环境也造成污染.纳米粒子表面活性中心多,为它作催化剂提供了必要条件.纳米粒于作催化剂,可大大提高反应效率,控制反应速度,甚至使原来不能进行的反应也能进行.纳米微粒作催化剂比一般催化剂的反应速度提高10～15倍.
纳米微粒作为催化剂应用较多的是半导体光催化剂,特别是在有机物制备方面.分散在溶液中的每一个半导体颗粒,可近似地看成是一个短路的微型电池,用能量大于半导体能隙的光照射半导体分散系时,半导体纳米粒子吸收光产生电子――空穴对.在电场作用下,电子与空穴分离,分别迁移到粒子表面的不同位置,与溶液中相似的组分进行氧化和还原反应.
光催化反应涉及到许多反应类型,如醇与烃的氧化,无机离子氧化还原,有机物催化脱氢和加氢、氨基酸合成,固氮反应,水净化处理,水煤气变换等,其中有些是多相催化难以实现的.半导体多相光催化剂能有效地降解水中的有机污染物.例如纳米TiO2,既有较高的光催化活性,又能耐酸碱,对光稳定,无毒,便宜易得,是制备负载型光催化剂的最佳选择.已有文章报道,选用硅胶为基质,制得了催化活性较高的TiO／SiO2负载型光催化剂.Ni或Cu一Zn化合物的纳米颗粒,对某些有机化合物的氢化反应是极好的催化剂,可代替昂贵的铂或钮催化剂.纳米铂黑催化剂可使乙烯的氧化反应温度从600℃降至室温.用纳米微粒作催化剂提高反应效率、优化反应路径、提高反应速度方面的研究,是未来催化科学不可忽视的重要研究课题,很可能给催化在工业上的应用带来革命性的变革.
2.在涂料方面的应用
纳米材料由于其表面和结构的特殊性,具有一般材料难以获得的优异性能,显示出强大的生命力.表面涂层技术也是当今世界关注的热点.纳米材料为表面涂层提供了良好的机遇,使得材料的功能化具有极大的可能.借助于传统的涂层技术,添加纳米材料,可获得纳米复合体系涂层,实现功能的飞跃,使得传统涂层功能改性.涂层按其用途可分为结构涂层和功能涂层.结构涂层是指涂层提高基体的某些性质和改性；功能涂层是赋予基体所不具备的性能,从而获得传统涂层没有的功能.结构涂层有超硬、耐磨涂层,抗氧化、耐热、阻燃涂层,耐腐蚀、装饰涂层等；功能涂层有消光、光反射、光选择吸收的光学涂层,导电、绝缘、半导体特性的电学涂层,氧敏、湿敏、气敏的敏感特性涂层等.在涂料中加入纳米材料,可进一步提高其防护能力,实现防紫外线照射、耐大气侵害和抗降解、变色等,在卫生用品上应用可起到杀菌保洁作用.在标牌上使用纳米材料涂层,可利用其光学特性,达到储存太阳能、节约能源的目的.在建材产品如玻璃、涂......>>

问题六：纳米材料怎么做?纳米技术包含下列四个主要方面： 1、纳米材料：当物质到纳米尺度以后，大约是在0.1―100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。 这种既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。 如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。 过去，人们只注意原子、分子或者宇宙空间，常常忽略这个中间领域，而这个领域实际上大量存在于自然界，只是以前没有认识到这个尺度范围的性能。第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家，他们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子，并通过研究它的性能发现：一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后，它就失去原来的性质，表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此，象铁钴合金，把它做成大约20―30纳米大小，磁畴就变成单磁畴，它的磁性要比原来高1000倍。80年代中期，人们就正式把这类材料命名为纳米材料。 为什么磁畴变成单磁畴，磁性要比原来提高1000倍呢？这是因为，磁畴中的单个原子排列的并不是很规则，而单原子中间是一个原子核，外则是电子绕其旋转的电子，这是形成磁性的原因。但是，变成单磁畴后，单个原子排列的很规则，对外显示了强大磁性。 这一特性，主要用于制造微特电机。如果将技术发展到一定的时候，用于制造磁悬浮，可以制造出速度更快、更稳定、更节约能源的高速度列车。 ⒉纳米动力学，主要是微机械和微电机，或总称为微型电动机械系统（MEMS),用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统，特种电子设备、医疗和诊断仪器等.用的是一种类似于集成电器设计和制造的新工艺。特点是部件很小，刻蚀的深度往往要求数十至数百微米，而宽度误差很小。这种工艺还可用于制作三相电动机，用于超快速离心机或陀螺仪等。在研究方面还要相应地检测准原子尺度的微变形和微摩擦等。虽然它们目前尚未真正进入纳米尺度，但有很大的潜在科学价值和经济价值。 理论上讲：可以使微电机和检测技术达到纳米数量级。 ⒊纳米生物学和纳米药物学，如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定dna的粒子，在二氧化硅表面的叉指形电极做生物分子间互作用的试验，磷脂和脂肪酸双层平面生物膜，dna的精细结构等。有了纳米技术，还可用自组装方法在细胞内放入零件或组件使构成新的材料。新的药物，即使是微米粒子的细粉，也大约有半数不溶于水；但如粒子为纳米尺度（即超微粒子），则可溶于水。 纳米生物学发展到一定技术时，可以用纳米材料制成具有识别能力的纳米生物细胞，并可以吸收癌细胞的生物医药，注入人体内，可以用于定向杀癌细胞。（上面是老钱加注） ⒋纳米电子学，包括基于量子效应的纳米电子器件、纳米结构的光/电性质、纳米电子材料的表征，以及原子操纵和原子组装等。当前电子技术的趋势要求器件和系统更小、更快、更冷,更小,是指响应速度要快。更冷是指单个器件的功耗要小。但是更小并非没有限度。 纳米技术是建设者的最后疆界，它的影响将是巨大的。

问题七：什么是纳米材料？其内涵是什么纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸(0.1-100 nm)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。

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纳米技术
纳米是长度单位，原称毫微米，就是10的-9次方米（10亿分之一米）。纳米科学与技术，有时简称为纳米技术，是研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。从具体的物质说来，人们往往用细如发丝来形容纤细的东西，其实人的头发一般直径为20-50微米，并不细。单个细菌用肉眼看不出来，用显微镜测出直径为5微米，也不算细。极而言之，1纳米大体上相当于4个原子的直径。 纳米技术包含下列四个主要方面：
⒈纳米材料：当物质到纳米尺度以后，大约是在1—100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。过去，人们只注意原子、分子或者宇宙空间，常常忽略这个中间领域，而这个领域实际上大量存在于自然界，只是以前没有认识到这个尺度范围的性能。第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家，他们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子，并通过研究它的性能发现：一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后，它就失去原来的性质，表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此，象铁钴合金，把它做成大约20—30纳米大小，磁畴就变成单磁畴，它的磁性要比原来高1000倍。80年代中期，人们就正式把这类材料命名为纳米材料。
⒉纳米动力学，主要是微机械和微电机，或总称为微型电动机械系统,用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统，特种电子设备、医疗和诊断仪器等.用的是一种类似于集成电器设计和制造的新工艺。特点是部件很小，刻蚀的深度往往要求数十至数百微米，而宽度误差很小。这种工艺还可用于制作三相电动机，用于超快速离心机或陀螺仪等。在研究方面还要相应地检测准原子尺度的微变形和微摩擦等。虽然它们目前尚未真正进入纳米尺度，但有很大的潜在科学价值和经济价值。
⒊纳米生物学和纳米药物学，如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定dna的粒子，在二氧化硅表面的叉指形电极做生物分子间互作用的试验，磷脂和脂肪酸双层平面生物膜，dna的精细结构等。有了纳米技术，还可用自组装方法在细胞内放入零件或组件使构成新的材料。新的药物，即使是微米粒子的细粉，也大约有半数不溶于水；但如粒子为纳米尺度（即超微粒子），则可溶于水。
⒋纳米电子学，包括基于量子效应的纳米电子器件、纳米结构的光/电性质、纳米电子材料的表征，以及原子操纵和原子组装等。当前电子技术的趋势要求器件和系统更小、更快、更冷,更小,是指响应速度要快。更冷是指单个器件的功耗要小。但是更小并非没有限度。 纳米技术是建设者的最后疆界，它的影响将是巨大的。
在1998年的四月，总统科学技术顾问，Neal Lane 博士评论到，如果有人问我哪个科学和工程领域将会对未来产生突破性的影响，我会说该个启动计划建立一个名为纳米科技大挑战机构，资助进行跨学科研究和教育的队伍，包括为长远目标而建立的中心和网络。一些潜在的可能实现的突破包括：
把整个美国国会图书馆的资料压缩到一块像方糖一样大小的设备中，这通过提高单位表面储存能力1000倍使大存储电子设备储存能力扩大到几兆兆字节的水平来实现。由自小到大的方法制造材料和产品，即从一个原子、一个分子开始制造它们。这种方法将节约原材料和降低污染。生产出比钢强度大10倍，而重量只有其几分之一的材料来制造各种更轻便，更省燃料的陆上、水上和航空用的交通工具。通过极小的晶体管和记忆芯片几百万倍的提高电脑速度和效率，使今天的奔腾?处理器已经显得十分慢了。运用基因和药物传送纳米级的mri对照剂来发现癌细胞或定位人体组织器官去除在水和空气中最细微的污染物，得到更清洁的环境和可以饮用的水。提高太阳能电池能量效率两倍。
什么是纳米科技？
纳米科学技术是研究在千万分之一米(10-8)到亿分之一米(10-9米)内，原子、分子和其它类型物质的运动和变化的学问；同时在这一尺度范围内对原子、分子进行操纵和加工又被称为纳米技术。
纳米科技的研究内容
创造和制备优异性能的纳米材料
设计、制备各种纳米器件和装置
探测和分析纳米区域的性质和现象
什么是纳米？
纳米是尺寸或大小的度量单位：
千米（103 ）→米→厘米→毫米→微米→纳米（ 10-9）
4倍原子大小，万分之一头发粗细
纳米科技研究什么问题？
生物科学技术、信息科学技术、纳米科学技术是下一世纪内科学技术发展的主流。生物科学技术中对基因的认识，产生了转基因生物技术，可以治疗顽症，也可以创造出自然界不存在的生物；信息科学技术使人们可以坐在家中便知天下大事，因特网几乎可以改变人们的生活方式。
纳米科学是研究在千万分之一米(10-8)到亿分之一米(10-9米)内，原子、分子和其它类型物质的运动和变化的学问；同时在这一尺度范围内对原子、分子进行操纵和加工又被称为纳米技术。
还原论：把物质的运动都还原到原子、分子这一层面上。原子论和量子力学取得了巨大的成功。有机合成；分子生物学；转基因食品、克隆羊；原子光谱和激光；固体电子论和IC；几何光学到光纤通讯。
宏观世界上经典物理、化学、力学的巨大成就：计算机和网络、宇宙飞船、飞机、汽车、机器人等改变了人们的生活方式
科学技术有认识上的盲区或人类知识大厦上的裂缝。裂缝的一边是以原子、分子为主体的微观世界，另一岸是人类活动的宏观世界。两个世界之间不是直接而简单的联结，存在一个过渡区--纳米世界。
例：分子合成 ≤1.5nm, →活体
微电子技术在0.2μm,
显微外科只能连接大、小、微血管
≤ PM10和PM1.5的微粒
50年代，钱老“物理力学”是企图连接两个世界的前驱工作之一
图中显示用扫描隧道显微镜
的针尖在铜表面上搬运和操
纵48个原子，使它们排成圆
形。圆形上原子的某些电子
向外传播，逐渐减小，同时
与相内传播的电子相互干涉
形成干涉波。
几十个原子、分子或成千个原子、分子“组合”在一起时，表现出既不同于单个原子、分子的性质，也不同于大块物体的性质。这种“组合”被称为“超分子”或“人工分子”。“超分子”性质，如熔点、磁性、电容性、导电性、发光性和染、颜色及水溶性有重大变化。当“超分子”继续长大或以通常的方式聚集成大块材料时，奇特的性质又会失去，像真是一些长不大的孩子。
在10nm尺度内，由数量不多的电子、原子或分子组成的体系中新规律的认识和如何操纵或组合及探测、应用它们---纳米科学技术的主要问题。
原子和分子的微观世界和宏观世界的过渡区内的新现象和新规律
探测纳米长度内物理、化学生物信息的新原理和新方法
新概念和新理论：强关联、强场、快过程、少粒子的量子体系
应用
新科学还是老理论的翻版？
历史悠久的新科学技术
西汉铜镜和黑漆鼓
徽墨
漆器
催化剂材料
感光材料和彩色胶片
含有高岭土颗粒的轮胎
WHY？不清楚
近十年，计算机和材料设计；探测技术STM、AFM、SNOM；IC和生命科学的推动；制备技术发展；理论的发展
高强度和高韧性、可自修复、有智能、可再生→新一代纳米材料
为什么小尺寸会有如此重要的影响？
表面效应
小尺寸效应
量子限域效应
研究目标和可能的应用
材料和制备：更轻、更强和可设计；长寿命和低维修费；以新原理和新结构在纳米层次上构筑特定性质的材料或自然界不存在的材料；生物材料和仿生材料；材料破坏过程中纳米级损伤的诊断和修复；
微电子和计算机技术：2010年实现线条为100nm的芯片，纳米技术的目标为：纳米结构的微处理器，效率提高一百万倍；10倍带宽的高频网络系统；兆兆比特的存储器（提高1000倍）；集成纳米传感器系统；
医学与健康
快速、高效的基因团测序和基因诊断和基因治疗技术；用药的新方法和药物'导弹'技术；耐用的人体友好的人工组织和器官；复明和复聪器件；疾病早期诊断的纳米传感器系统
航天和航空
低能耗、抗辐照、高性能计算机；微型航天器用纳米测试、控制和电子设备；抗热障、耐磨损的纳米结构涂层材料
环境和能源
发展绿色能源和环境处理技术，减少污染和恢复被破坏的环境；
孔径为1nm的纳孔材料作为催化剂的载体；MCM-41有序纳孔材料（孔径10-100nm）用来祛除污物；纳米颗粒修饰的高分子材料
生物技术和农业
在纳米尺度上，按照预定的大小、对称性和排列来制备具有生物活性的蛋白质、核糖、核酸等。在纳米材料和器件中植入生物材料产生具有生物功能和其他功能的综合性能。，生物仿生化学药品和生物可降解材料，动植物的基因改善和治疗，测定DNA的基因芯片等
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纳米技术 纳米是长度单位，原称毫微米，就是10的-9次方米（10亿分之一米）。纳米科学与技术，有时简称为纳米技术，是研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。从具体的物质说来，人们往往用细如发丝来形容纤细的东西，其实人的头发一般直径为20-50微米，并不细。单个细菌用肉眼看不出来，用显微镜测出直径为5微米，也不算细。极而言之，1纳米大体上相当于4个原子的直径。 纳米技术包含下列四个主要方面： ⒈纳米材料：当物质到纳米尺度以后，大约是在1—100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。过去，人们只注意原子、分子或者宇宙空间，常常忽略这个中间领域，而这个领域实际上大量存在于自然界，只是以前没有认识到这个尺度范围的性能。第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家，他们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子，并通过研究它的性能发现：一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后，它就失去原来的性质，表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此，象铁钴合金，把它做成大约20—30纳米大小，磁畴就变成单磁畴，它的磁性要比原来高1000倍。80年代中期，人们就正式把这类材料命名为纳米材料。 ⒉纳米动力学，主要是微机械和微电机，或总称为微型电动机械系统,用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统，特种电子设备、医疗和诊断仪器等.用的是一种类似于集成电器设计和制造的新工艺。特点是部件很小，刻蚀的深度往往要求数十至数百微米，而宽度误差很小。这种工艺还可用于制作三相电动机，用于超快速离心机或陀螺仪等。在研究方面还要相应地检测准原子尺度的微变形和微摩擦等。虽然它们目前尚未真正进入纳米尺度，但有很大的潜在科学价值和经济价值。 ⒊纳米生物学和纳米药物学，如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定dna的粒子，在二氧化硅表面的叉指形电极做生物分子间互作用的试验，磷脂和脂肪酸双层平面生物膜，dna的精细结构等。有了纳米技术，还可用自组装方法在细胞内放入零件或组件使构成新的材料。新的药物，即使是微米粒子的细粉，也大约有半数不溶于水；但如粒子为纳米尺度（即超微粒子），则可溶于水。 ⒋纳米电子学，包括基于量子效应的纳米电子
16 浏览15622019-11-08
纳米技术是什么
纳米技术，是指在0.1-100纳米的尺度里，研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。 科学家们在研究物质构成的过程中，发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子，显着地表现出许多新的特性，而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术，就称为纳米技术。 纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术，它是现代科学（混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学）和现代技术（计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术）结合的产物。 纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术，例如：纳米物理学、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米加工技术和纳米计量学等。 扩展资料 纳米技术与微电子技术的主要区别 纳米技术研究的是以控制单个原子、分子来实现设备特定的功能，是利用电子的波动性来工作的；而微电子技术则主要通过控制电子群体来实现其功能，是利用电子的粒子性来工作的。人们研究和开发纳米技术的目的，就是要实现对整个微观世界的有效控制。 纳米技术是一门交叉性很强的综合学科，研究的内容涉及现代科技的广阔领域。1993年国际纳米科技指导委员会将纳米技术划分为纳米电子学、纳米物理学、纳米化学、纳米生物学、纳米加工学和纳米计量学等6个分支学科。 其中纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础，而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。 -纳米技术
746 浏览568032019-10-11
有关纳米技术的相关资料
与纳米技术有关的资料。
18 浏览23862020-03-11
纳米技术的资料！
纳米材料是指由尺寸小于100nm(0.1-100nm)的超细颗粒构成的具有小尺寸效应的零维、一维、二维、三维材料的总称。 纳米是英文namometer的译音，是一个物理学上的度量单位，1纳米是1米的十亿分之一；相当于45个原子排列起来的长度。通俗一点说，相当于万分之一头发丝粗细。就象毫米、微米一样，纳米是一个尺度概念，并没有物理内涵。当物质到纳米尺度以后，大约是在1—100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。过去，人们只注意原子、分子或者宇宙空间，常常忽略这个中间领域，而这个领域实际上大量存在于自然界，只是以前没有认识到这个尺度范围的性能。第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家，他们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子，并通过研究它的性能发现：一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后，它就失去原来的性质，表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此，象铁钴辖穑
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请举出一个有关纳米技术应用的例子。

红豆杉的药理作用

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基本资料
中文名：红豆杉
学名：Taxaceae
别名：紫杉，赤柏松
属：红豆杉属
历史：第四纪冰川遗留下来的古老树种，在地球上已有250万年的历史。
开发价值：常绿针叶，结樱桃大的奇特红豆果，是第四世纪冰川后遗留下来的世界珍稀濒危植物，全世界自然分布极少，列为国家一级重点保护植物，其木材细密，色红鲜艳，坚韧耐用，为珍贵的用材树种。特别由于含有抗癌特效药物紫杉醇而非常珍贵，这种神奇的药物是继阿霉素和顺铂之后，目前世界上最好的抗癌药物，是迄今国际市场最畅销，最热门的新型抗癌药物，也是晚期癌症患者的最后一道防线，具有极高的开发利用价值。

生态习性
红豆杉南北各地均适宜种植，具有喜荫、耐旱、抗寒的特点，要求土壤PH值在5.5～7.0，可与其他树种或果园套种，管理简便，

其中东北红豆杉，它是第四纪冰川遗留下的古老树种，在恶劣的气候条件下，顽强的生命力使之在地球上已生活了250多万年。它不但侧根发达、枝叶繁茂、萌发力强、而且适应气候范围广、对土质要求宽，还耐修剪、耐寒、耐病虫害。而且可以长成高大的乔木、有的单株甚至可以生长上千年不衰，即可以用做药用品种，还可以用做绿化品种，东北红豆杉在民间传说中，素有“风水神树”之称。

形态特征
红豆杉属常绿乔木，胸径有1米之多，高达20米。它对于所生长的小环境要求很特别，在海拔2500~3000公尺的深山密林之中，才可以见到它的踪影，成材需50~250年。
得名由来
红豆杉这类植物近年来是植物界一位走红的名星。因为它可提炼紫杉醇，所以是国际上公认的防癌抗癌药剂，同时又是国家一类保护树种。红豆杉的红豆，宛如南国的相思豆，外红里艳，可以寄托人们的相思。红豆杉得名也是因为它生长着与红豆一样的果实，故得名红豆杉。
分类
红豆杉分类

红豆杉的分布及种类：

除澳洲的Austrotaxus Spicata一种产于南半球之外，其余红豆杉均产于北半球。 我国红豆杉有4种1变种，分布于我国大部分地区。 东北红豆杉主要分布在吉林省长白山和黑龙江一带，辽宁东部山区也有少量分布。 云南红豆杉主要分布在 滇西与地州16个县总面积约9万平方公里， 其特点分布广， 生长分散，无纯林，多为林中散生木。 南方红豆杉主要分布在 滇东、滇西南， 滇东纯林，多为林中散生木。 西藏红豆杉主要分布在云南西北部，西藏南部和东南部。

红豆杉功效： 利尿消肿、治疗肾脏病、糖尿病、肾炎浮肿、小便不利、淋病等。 温肾通经、治疗月经不调、产后瘀血、痛经等到有效的功效。

红豆杉分类二

全世界的红豆杉根据生长地域和生物学特性可分为11个种类，除澳洲的AUSTROTAXUS SPICATA 产于南半球外其于分别分布在北半球的温带至亚热带地区。我国有4个种类和一个变种。

1、东北红豆杉（T.CUSPIDATA STEB.ET IUCC）主要分布在吉林长白山和黑龙江一带，辽宁东部山区也有少量分布。
东北红豆杉
拉 丁 名： Taxus cuspidata
植物名称： 东北红豆杉
学名：taxus cuspidate sieb eb zucc
别名： 紫杉 、赤柏松、紫柏松、宽叶紫杉、米树等
科名： 红豆杉科
拉丁科名：Taxaceae
属名： 红豆杉属
东北红豆杉是我国4种1变种红豆杉之一，其他3种1 变种为云南红豆杉、西藏红豆杉、中国红豆杉、南方红豆杉。
[分布地区]
主要分布于中国东北、日本、朝鲜、俄罗斯（阿穆尔州、库页岛等）东北亚地区。如：辽宁东部、吉林
温带针阔叶混交林区(主要城市：哈尔滨、牡丹江、鹤岗、鸡西、双鸭山、伊春、佳木斯、长春、四平、延吉、抚顺、铁岭、本溪)

[生物学特性]
生境性耐阴，密林下亦能生长，多年生，不成林。多见于以红松为主的针阔混交林内。生于山顶多石或瘠薄的土壤上，多呈灌木状。原产地年均气温摄氏2度到7度，年均降水750~1000毫米。多散生于阴坡或半阴坡的湿润、肥沃的针阔混交林下。性喜凉爽湿润气候，可耐零下30摄氏度以下的低温，抗寒性强，最适温度20摄氏度到25摄氏度，忌暴热、暴冷和空气干燥，属阴性树种。喜湿润但怕涝，适于在疏松湿润排水良好的砂质壤土上种植。
[生长区域]
东北红豆杉是东北树种，适应在东北地区、北京、天津、河北、山西、山东、浙江、江苏、上海等长江以北地区生长。
[年生长情况]
东北红豆杉的株高在头三年生长缓慢，株高一般年生长10—15CM左右；移栽一年后生长加快，3年以上苗每年增高可达20—30CM。
[外观特点]
东北红豆杉特点是树木的小枝一到秋季就变成黄绿色或淡红褐色。其叶为二列式，稍微弯曲呈镰刀形，近看像球，远看像花，极为美观。
[生长习性]
阴性，喜冷凉湿润气候，浅根性，怕涝，忌盐碱
[药用价值]
以茎、枝、叶、根入药。主要成分含紫杉醇、紫杉碱、双萜类化合物。有抗癌功能，并有抑制糖尿病及治疗心脏病的效用。经权威部门鉴定和相关报道，中国境内的红豆杉在提炼紫杉醇方面具有一定的含量，尤其以生长环境特殊的东北红豆杉含量最高，含量可达万分之三（据A.G.F.Neto报道）。独特的气候条件有利于植物体内物质的沉积。如果把东北红豆杉适当南迁可增加生长期、改善生长环境、有利于体内有效成分的合成，提高含量和品质。
[绿化观赏]
东北红豆杉不仅是珍稀的药用植物也是园林、庭院绿化、美化的佳品，是目前最珍贵稀有的高档绿化树种。具有独特的盆景观赏价值是东北红豆杉的又一大特色，应用矮化技术处理的东北红豆杉盆景造型古朴典雅，枝叶紧凑而不密集，舒展而不松散，红茎、红枝、绿叶、红豆使其具有观茎、观枝、观叶、观果的多重观赏价值。光滑的红茎代表坦荡与高贵，常绿的针叶表达坚毅与永恒，酷似“相思豆”的红豆彰现了爱心与思念。整株造型含而不露，超凡脱俗，具有浓厚的生活气息和文化底蕴。东北红豆杉因其资源稀少，被列为我国一级珍稀树种加以保护。

2、云南红豆杉（T.YUENNAN ENSIS CHENG ET L.K.FU）主要分布在滇西与地洲的16个县，总面积约九万平方公理。其特点是分布广、生长分散、无纯木林，多为林中散生木。

3、西藏红豆杉（T.WALL ICHIANA IUCC）主要分布在云南西北部、西藏南部、和西南部。

4、中国红豆杉（.CHINENSIS （PILGER） ROHD）

5、南方红豆杉（T.CHINENSIS VAR MAIREI（LEMEE ET L‘EVL）CHENG ET L.K.FU）主要分布在滇东、滇西南、滇东纯林，其它多为林中散生木。

6、曼地亚红豆杉、是二十世纪末引种我国的杂交品种。其母本是东北红豆杉（T.CUSPIDATA）.父本是欧洲红豆杉（.T.BACCDFA）.在美国和加拿大不过80年的历史。曼地亚红豆杉多为灌木型，由于其只能长成灌木，不能长成乔木，所以是绿化的好品种。

从全球范围看，虽然红豆杉在美国、加拿大、法国、印度、缅甸及中国都有分布，但亚洲的红豆杉储量最多。其中中国的红豆杉储量是全球储量的一半以上，在全球的11个品种中中国就有5种。

药用价值
癌症药物的新来源：紫杉酚（taxol）是一种有效且常用的癌症药物，但它目前仅能采自于一种濒危植物的针状叶，人们对该药的需求很可能超出这种树的生产能力。最近，研究人员在美国化学协会举行的会议上宣布说，他们已经从榛树和真菌中分离出了这种化合物。这一发现可能会为该药提供一个充足的新来源，也可能使其成本大幅度降低。紫杉酚属名paclitaxel，是全世界癌症药物销售量最大的药物之一。它被用于治疗子宫癌和乳腺癌，许多乳腺癌治愈者仍服用该药以预防癌症的复发。虽然现在这种药物的供应仍很充足，但很快需求可能会增加：调查人员正在测试该药对阿耳茨海默氏病、多样性硬化以及其它癌症的疗效。如果该药对上述疾病确实有疗效，那么药物将变得供不应求。因为该药的生产是先从太平洋红豆杉的针状叶中提取先导化合物，再对其加工而成的。太平洋红豆杉是一种濒危植物，生长在北美太平洋西北沿岸。美国俄勒冈州波特兰大学的化学家安杰拉·霍夫曼一直在寻找办法，提高红豆杉中紫杉酚的产量。出乎意料，她在另一个完全无关的研究课题中发现了该化合物的一个新来源。她和她的同事当时正在研究榛树，想搞清为什么榛树中有些更易患上枯萎病。这种枯萎病在俄勒冈州的威拉米特河谷毁坏了成片的榛树林。研究人员从几种类型的榛树中得到了提取物，并对这些样品进行了纯化和分析，霍夫曼在其中发现paclitaxel的化学特征。霍夫曼和她的同事发现，榛树的树叶、树枝和果实中都含有paclitaxel，虽然含量仅有红豆杉的 10%。他们同时发现生长在榛树上的真菌也可产生paclitaxel。戴维·霍克说，最终，有关真菌发现可能是最有价值的。戴维·霍克是美国马萨诸塞州伍斯特县一家药物公司的天然产品专家。他说，红豆杉中也含有产紫杉酚的真菌。霍克强调，如果能用真菌在大缸里产生这种药物，“这将肯定是很有价值的”。

红豆杉的药用价值主要体现在它的提取物——次生代谢衍生物-——紫杉醇。根椐方唯硕博士（方唯硕——1997年毕业于中国协和医科大学、药物化学博士曾师从于梁晓天教授）的研究结果，紫杉醇最早是从短叶红豆杉的树皮中分离出来的抗肿瘤活性成份。是治疗转移性卵巢癌和乳腺癌的最好药物之一，同时对肺癌、食道癌也有显著疗效，对肾炎及细小病毒炎症有明显抑制。紫杉醇的抗癌机理是：紫杉醇能与微量蛋白结合，并促进其聚合，抑制癌细胞的有丝分裂，有效阻止癌细胞的增殖。

为减少对野生红豆杉资源的破坏，人们又开始用红豆杉的枝茎叶部分，提取前体化合物10----去乙酰巴卡亭Ⅲ、然后用半合成办法制备药用紫杉醇。紫杉醇是目前世界上公认的广谱、强活性、抗癌药物，具有独特的抗癌机理。

国外最早报道是1971年美国从红豆杉中提取紫杉醇，美国食品医药管理局 （FDA）1992年批准用于临床，经证明对多种癌症有疗效，由其是对卵巢癌、乳腺癌的治疗获得成功，治愈率达33%，有效率75%.用美国肿瘤研究所（NEI）所长BRODER的话说：紫杉醇是继阿霉素、顺铂之后十五年来，人类与各种癌症相抗争时，疗效最好、副作用最小的药物。

另一方面，全球范围内，世界各国对传统医药的治病方法和治疗原理逐渐接受（传统医药是指在现代医药出现以前，保护和恢复健康的医疗方法）。中国在传统医药方面有着悠久的历史，如中药麻醉、针灸、中草药等。

经权威部门鉴定和相关报道，中国境内的红豆杉在提练紫杉醇方面都具有一定的含量。以东北红豆杉和南方红豆杉的含量较高，由其以生长环境特殊的东北红豆杉含量为最高（含量可达万分之二）。独特的气候条件有利于植物体内干物质的沉积。如把东北红豆杉适当南迁可增加生长期、改善生长环境有利于植物体内有效成份的合成，提高含量和品质。

当前，人类获得紫杉醇的方法有：1.天然提取. 2.人工合成. 3.半人工合成. 4.生物发酵. 后三种方法大都停留在实验室阶段。

（1） 紫杉醇的生物合成：

紫杉醇的分子式为：C47H51NO14是萜类环状结构的天然次生代谢物。主要由紫杉烷环和侧链组成。研究其生物合成，对于人为定向的提高合成效率及克隆组合，形成关键的酶的基因，提高紫杉醇的产量意义重大。目前的关键是能否找到一两个关键酶的发现，并使得其基因纯化和基因克隆。克隆红豆杉基因能否突破还有待于观察，不过人们已经找到的假想途径，目前这些技术还处在实验室阶段。

（2）.紫杉醇的化学合成

根据研究及报道：从红豆杉植物中分离得到的10---去乙酰浆果赤霉素Ⅲ （巴卡亭Ⅲ），显然活性低于紫杉醇，但可以从红豆杉针叶中提取。该物质经过四步化学过程可合成紫杉醇。为解决紫杉醇新来源途径，取得重大进展。以NICOLAOU博士为首的美国研究小组在1994年报道通过化学方法全合成紫杉醇的结果。但化学合成从实质意义上说还没有取得彻底的突破，目前还不具备应用价值。

（2） 紫杉醇的微生物合成

STTERLE等从短叶红豆杉韧皮部分， 分离得到一种寄生真菌（taxo myces an dreanae）.可以在特定的培养基中产生紫杉醇及相关烃合物，但由于目前产量极低，所以还不能在生产中得到应用。重组DNA技术可望提高紫杉醇的产量。

通过研究还发现：根是除树皮外紫杉醇含量最高的器官。人们利用发根农杆菌（agrobac terium rhizogenes ）浸然红豆杉植物外植体诱导生根。这一办法不需外援激素，发根生长迅速，遗传性状稳定而受到重视。如能把寻找合成紫杉醇或其类似衍生物，从微生物合成途径中，定向得到关键酶和克隆红豆杉相关基因结合起来，可使这一方法得到突破

具第五界北京生物医药发展论坛介绍，从植物中提取紫杉醇的发展过程大体情况是：

从60年代起，抗癌新药的发现主要是从原始植物的代谢产物中寻找，就是目前正在使用的几种抗癌化疗试剂，也不是从高等植物中提取的化合物。

比如：从长春花中分离出的“长春花类生物碱”

从盾叶鬼臼中分离得到的“表鬼臼毒素”类衍生物。

从喜树中分离得到的“喜树碱类衍生物”

以至到现在的从红豆杉中分离得到的“紫杉二帖类”成份等。

提取紫杉醇所需的相关技术和设备：

1. 用红豆杉提取紫杉醇的关健技术及相关资料.

2. 紫杉醇含量的精度测定方法及质量标准及相关资料.

3. 去杂超净设备.

4. 高压液相色谱仪及液相色谱分析拄等。

几种应用紫杉醇制成的抗肿瘤药物：

1. 达克素

黑龙江红豆杉科技有限公司生生产，广谱抗癌药用于治疗乳腺癌、卵巢癌和起它细小病毒炎症。

2. 红豆杉胶囊

重庆赛诺公司生产，是利用吸附提取和分散制剂等技术研制的纯中药，用于中晚期癌症的治疗.

3. 普兰特

广谱抗癌药，促进微管蛋白的聚合，并使其不易解聚。从而抑制癌细胞的分裂。对宫颈癌、乳腺癌、及小细胞肺癌、黑色素癌有明显疗效。

4. 美国施贵宝公司的：紫杉醇静脉住射剂或输液。

5. 施贵宝公司与欧洲罗氏跨国公司生产的：新复方紫杉醇制剂、用于治疗棘手的晚期乳癌、半全身 （癌细胞）扩散症，为众多晚期乳癌带来福音。
园林绿化价值
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每亩可定植种苗2000株，三年后年产枝叶1吨以上，房前屋后，荒坡空地，道路两旁也适宜种植，一次种植，长年受益，效益显著。红豆杉树形美丽，果实成熟期红绿相映的颜色搭配令人陶醉，可广泛应用于水土保护和林、园艺观赏林，是新世纪改善生态环境，建设秀美山川的优良树种。

在园林绿化，室内盆景方面也具有十分广阔的发展前景，如利用珍稀红豆杉树制作的高档盆景，在北京、上海、深圳等地卖到30万元/盆，成为城市绿化和家居美化新贵，被人们形象地称为珍贵的“摇钱树”。
有用之祸

自冰川纪以来，红豆杉这种古老的树种就已生存于滇西，它木质坚硬，生长缓慢，从种子落地到长成大树，需100~250年的时间。若干年来，从来没有人去打扰它们宁静的生活，因为这种树对当地人来说没有用，最多只能做块砧板。

1971年，美国的两位化学家成功地从红豆杉的树干中分离出一种物质，起名紫杉醇，并发布了它的化学结构。1982年，紫杉醇在临床实验中被验证为对卵巢癌、睾丸胚胎癌、乳腺癌等癌症具有特效，且毒副作用远远小于当时发现的其他抗癌物质。研究结果披露后轰动一时，被誉为数十年来在这一领域的最重要发现。

自然界中的紫杉醇主要存在于红豆杉树的全身，而树皮的含量最高，达万分之一左右。但红豆杉是一种缓生树种，全世界非常稀少，美国早已将其列入保护树种。在亚洲，中国、缅甸、印尼等国拥有的野生红豆杉较多。

1992年，紫杉醇正式通过美国食品与药物管理局FDA认证，被批准上市。

1992年夏，第一波红豆杉树皮大战在云南省滇西北地区打响，大量商人涌向林区收购红豆杉树皮，这种情况在以前从未发生过。几个月后，收购又突然停止了，当地的林业部门记录了这次收购风潮。据知情者说，美国批准紫杉醇上市的消息传到中国后，一些投机分子认为其中有利可图，到红豆杉分布集中的滇西北进行收购，由于树皮销往美国很不方便，这次风潮自然停止了。但是，对于中国来说，这才是紫杉醇热的开始。

而在美国，自1992年后，紫杉醇在临床运用中被誉为抗癌三大首选药之一，身价也逐年水涨船高。手握专利的美国生产商将紫杉醇的价格越炒越高，达到每公斤三四百万美元，而供应量不超过100公斤。在这种情况下，许多美国医院更趋向于到外国购买紫杉醇，紫杉醇成了最有投资潜力的药品，全世界由此泛起紫杉醇投资热。

迄今为止，美国仍然为紫杉醇的最大消费国。中国生产的紫杉醇为粉剂，几乎全部出口到美国。需要特别说明的是，美国也有大量的野生红豆杉，但美国法律允许从境外进口紫杉醇，却绝不允许在其国内利用红豆杉。

由于发展中国家对红豆杉价值认识上和立法上的滞后，自1992年以后，全球除美国、加拿大等少数国家之外，关于野生红豆杉遭到人为破坏的报道不断出现在各环保网站和媒体上。

红豆杉的提取物 （TAXOL PACLI TAXEL）紫杉醇具有独特的抗癌机理，美国国立肿瘤研究所所长BRODER博士称紫杉醇是继阿霉素、顺铂以后，十五年来被认为是对多种癌症疗效好、副作用小的新型抗癌药物。二十世纪八十年代开始，美国、英国、俄罗斯、韩国、中国都相继开展了深入的研究。美国率先把研究成果应用于医学临床并在治疗各种癌症方面取得了显著的临床效果。从此人类在抗癌领域中又取得了新的突破。所以到目前为止以至在今后相当长的时间内，人类同癌症做抗争的的最有利的武器还只能是紫杉醇。

紫杉醇主要是从红豆杉的根、皮、茎、叶中来提取。由于提取工艺较为复杂，由其是在去除原液中的叶绿素的成份方面较为困难，在加之设备投资较大，由其是原料来源缺乏，紫杉醇的规摸性提取在我国发展较晚，二十世纪九十年代刚刚开始。

目前、全球每年大约死于癌症的病人在630万左右。仅美国、欧洲、日本每年就在400万人左右。治疗这些病人每年大约消耗1500~2500公斤紫杉醇。而全世界每年大约只能生产350~500公斤紫杉醇。其中美国可生产25~50公斤、中国只能生产50公斤左右…。因此紫杉醇的市场开发、应用潜力巨大。同时大规摸的培植红豆杉原料用材林基地，也蕴藏着巨大的市场商机。所以，红豆杉的身价也因此倍增。

在国外，加拿大的植源药物公司、美国的泰坦化学公司、美国的施贵宝 （BNS）公司是应用红豆杉开发紫杉醇最早、技术实力最强、经济实力最大的公司。由其是美国的施贵宝公司，二十年来一直独霸世界紫杉醇市场。该公司用做提炼紫杉醇的原料有相当数量是从中国进口，或通过其它途径获得，然后其产品紫杉醇针剂在反销中国从中获取暴利。

中国生产的紫杉醇（TAXOL）含量都在98%以上，出口价位一般在800元/克人民币，在国外每克紫杉醇被制成33克针剂，每支含紫杉醇大约30毫升，反销我国大约每支2500元/支 人民币。也就是说我国的癌症病人，每使用一克进口紫杉醇相当于付出了80000元人民币，是黄金价格的600多倍。

正因如此，中国的野生红豆杉，在短短的十几年中遭到了史无前例的砍伐和破坏，野生存量锐减。有的地区甚至已濒临灭绝。因此，保护现有资源、人工扩大红豆杉资源总量，就摆在了有识之士面前。
栽培技术方式

国家林业局曾对目前开展的 “红豆杉工程”做出过明确的批示：“红豆杉为我国一级保护树种，兼有很好的生态效益和极高的经济价值，国家支持在适当范围大力营造红豆杉林，社会各界以承包、租赁、拍卖、股份合作等多种形式参与造林绿化事业应予以提倡和鼓励”。苇河林业局红豆杉产业目前的发展目标是：资源储量世界第一、苗木产量世界第一。所以说“红豆杉工程”既是当务之急的挽救生命工程，又是造福人类的伟大阳光事业。

我国的红豆杉资源和世界上其它国家相比虽占一半以上，但从世界上的紫杉醇的需求量来看，还是远远不够的。自从1992年美国的食品药物管理局 （FAD）批准紫杉醇为治疗晚期的癌症药物以来，我国的野生红豆杉资源过度砍伐日益加重，野生红豆杉资源遭到了严重的破坏。而且野生红豆杉的很多生物学特性，又限制了自然群落的发展。据统计：世界上癌症的年发病人数在1000万以上，如按0.006%~0.06%提取紫杉醇，年需消耗红豆杉树皮700~1000吨。即使全球的红豆杉树皮全部采净，也仅能维持短期的需要。而且人工合成或化学合成紫杉醇的方法，目前还处在实验室阶段。所以，人工扩繁 发展红豆杉资源，建立红豆杉医用原料用材林基地就迫在眉睫。

目前红豆杉苗木的几种繁殖方法

1. 先育种植法

红豆杉资源的保存和种苗的快速繁育，是解决紫杉醇用材林建设的基础，大面积营造红豆杉人工林是解决紫杉醇原料的关健。

用红豆杉种子繁育苗木时，要住意种子的储存方式，要沙种混藏或控温处理，这对越冬后出芽和打破休眠习性，具有很好的效果。播种前要搓伤种皮、温水浸种、药剂激素处理。出苗后遮阴是育苗的关健。可防止苗木高温灼烧保持湿润、透光度在40%为宜。东北红豆杉和南方红豆杉出苗率均可达到70~80%，要求出苗温度高于15度。

实生苗幼苗的动态生长情况是：实生苗的株高和茎粗在出苗的前两年生长缓慢，株高一般年生长10CM左右，移栽一年以后生长加快。3~5年 年增加量可达20~30CM.

2. 组织培养繁育红豆杉

组织培养是利用植物细胞的全能性、和可克隆性。利用红豆杉植株的嫩茎、针叶、树皮、形成层、假种皮、胚等做为植体进行培养研究。

（1）.选用红豆杉优良品种，如东北红豆杉的优质器官（紫杉醇含量较高）做为外植体，接种培养基中，经过愈伤组织形成、生根、幼苗芽丛形成等骤，在实验室可获得大量的组培苗。在经过基质移栽、练苗、检查防疫后成为生产用苗。

（2）.红豆杉的愈伤组织形成的迟与早的比率，在不同的种类和同一种类不同植株之间存在差异。同时与外植体类型、取样部位及采集季节、光照条件、培养基种类等因素有关。在诱导培养基上，东北红豆杉、南方红豆杉、云南红豆杉均能形成愈伤组织。但形成情况因红豆杉的种类及植株的不同也有差异。

研究表明：一定程度的水解络蛋白（CA）能促进东北红豆杉、南方红豆杉的伤愈组织生长，但浓度大于0.5%时不利于紫杉醇的形成和积累。

而当浓度大于1%时又能促进伤愈组织的的愈合，和形成新的生长点，又不影响紫杉醇的积累。

经比较，2、4D也有利于伤愈组织的形成，也可提高诱导率。在2、4D培养基中的愈伤组织颜色新鲜、块大松软，对红豆杉的愈伤组织的诱导比较容易。但其它培养基添加物，如细胞悬浮培养、B5培养基、炭源蔗糖也可增加紫杉醇的含量。但高农度蔗糖中的葡萄糖会抑制紫杉醇的合成。同时半乳糖对促进细胞生长显著。

GIBSON的研究表明，无论是细胞悬浮培养还是诱导愈伤组织细胞生长以及紫杉醇含量的形成，在黑暗情况下好于光照条件下。

无论组培的方式用什么品种和部位都要选择中层增殖能力旺盛的细胞组成（表层细胞含大量的淀粉颗粒、中心细胞无核，容易出现分化的管状分子）。这样有利于形成细胞间的细胞链丝，从而形成大的细胞团，有利于细胞间小物质的信号传递。从而使得红豆杉的细胞以细胞团的形式存在，产生功能性细胞肌体，促进细胞团区域化，和细胞功能分化，这一点是使红豆杉产生代谢物的前提。
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