据市场调研机构Global Market Insight发布的调研报告显示,黄金纳米粒子市场近年来快速发展,市场规模有望在2022年增至80亿美元。而其中需求增长最快的行业将会是临床医学——医学成像、医学诊断、药物施给、光热疗法以及钛基牙种植等领域。尤其值得注意的是,黄金纳米粒子在癌症治疗方面具有突破性意义。
众所周知,黄金白银等贵金属并非只用于投资或是加工成首饰珠宝,它们在工业领域内同样有着广泛的用途。
就以白银为例,从太阳能光伏板到玻璃涂层,从LED芯片到半导体材料,从手机触摸屏到污水净化系统,许多的地方都少不了白银的身影。而相较之下,黄金在工业领域的用途就要少得多。
但此种情况或许会在不远的将来发生巨大改变。
据市调机构Global Market Insight发布的报告显示,黄金纳米粒子或将在未来成为癌症治疗的主流疗法,其市场规模有望于2020年达到80亿美元。届时医疗领域对于黄金的需求将会大幅增加。
过去数年内,英国国家癌症研究所(NCRI)一直致力于找寻能够将抗癌药物直接输送至癌细胞核内的最佳办法,而就在去年,此项研究获得了重大进展。
据英国国家癌症研究所(NCRI)于2016年世界癌症大会上所发布的研究报告称,黄金成为癌症治疗研究的突破点。黄金纳米粒子作为一种极为安全的运输介质,可将限制端粒酶机能的药物输送至癌细胞核中。而端粒酶作用于细胞的分化于再生,限制端粒酶机能即意味着能够控制癌细胞的无限再生。
报告还称,黄金纳米粒子作为运输介质更好的一点在于,它不像传统的化疗或是放射疗法会同时杀伤癌细胞以及健康细胞,治疗本身会对人体健康造成极大的损害。通过黄金纳米粒施给药物具有靶向性的优势,效果只会作用于癌变细胞,因而人体不会受到治疗本身带来的损害。
除此之外,黄金介质本身也具有一定的放射性,能够辅助杀死癌细胞。
英国癌症研究所所长Harpal Kumar爵士表示,这份研究表明黄金在医学研究领域具有极大潜力。长久以来癌症治疗研究的主要目标便是找到能够靶向杀死癌细胞而不会损害其他正常细胞的方案,此次发现是癌症治疗研究领域内极为重大的一次进步。
除去作为药物传输介质以及放射源之外,黄金纳米粒子在癌症治疗方面还有另一大重要用途。世界知名学术期刊Journal of Nanomaterial去年发布的一篇学术文献中写道,黄金纳米粒子对于改进光热疗法而言也具有重要作用。
文章写道,通过近红外光放射刺激黄金表面的电子活动可以实现光热转化。因而可以通过刺激癌细胞内部的大丛束黄金纳米粒子来释放热能损坏癌细胞的细胞膜,并且改变其蛋白质特性,从而对其造成无法修复的损伤,进而阻止癌细胞的自我分裂与再生。
而光热疗法应用于临床医疗时有一大弊端——倘若粒子进入或环绕正常细胞,刺激放热无异于损害健康器官。尤其是当肿瘤出现在重要的人体组织附近时,此种治疗方案更加危险。
近期,科学家们的研究取得了十分乐观的进展。他们发现,倘若在黄金纳米粒子内配置免疫蛋白抗体,抗体本身会靶向拴住癌细胞受体。同时,以短波红外脉冲代替高强度持续性的镭射激光,可以进一步减小治疗风险。
黄金纳米粒子在实验中还出现了一些意料之外但却十分喜人的现象:凡是黄金粒子构成丛束的地方,温度便会升高。高温会将临近的水分子汽化,在癌细胞内部形成许多“小泡泡”并使得癌细胞不断扩张,直至破裂。而健康的身体组织并不会受此影响。
科学家们对小白鼠进行试验,在进行肿瘤移除手术后对小白鼠进行黄金纳米粒子的二次治疗,治疗后白鼠的癌症痊愈率高达100%,即所有的癌细胞被完全清剿。
当然,此项疗法用于人类的效果是否像用于鼠类的效果一样出色仍待实际检验。但倘若确实成功,黄金纳米粒子对于人类抗击癌症而言具有革命性的意义。
就目前而言,黄金在癌症治疗乃至整个医疗领域的需求使用量仍然较低。
黄金纳米粒子的体积比一个红细胞还要小,而上文提及的癌症治疗疗法每次所需要的黄金总量大概只有一个金镯子含金量的3%。
我们可以进行简单的估算:倘若一只18K金手镯中含有纯金4克,而一个黄金纳米粒子所需要的黄金量为4克当中的3%,即0.12克;假设一轮癌症治疗需要进行3次黄金纳米粒子注射,其所需的黄金量大约在0.36克左右。
在2016年全年,美国新增168.5万癌症患者。倘若上述黄金纳米粒子疗法成为主流疗法,即意味着全年新增癌症患者需要消耗2万盎司黄金。
显然,这并非一个十分巨大的数字。但我们需要考虑到两点:
其一,这里只计算了每年美国新增的癌症患者,并不包括所有的已经确诊癌症且仍在进行治疗的癌症病人,不包括未来新增的癌症病人,也不包括除美国以外全世界的癌症病人。
其二,不像白银或是黄金在其他工业领域内的应用,黄金纳米疗法会彻底消耗黄金(除非未来科学家们能研究出从去世病人的血液中回收黄金的办法),因而对于医疗领域而言,黄金总供给是持续减少的。
倘若黄金纳米疗法成功普及至癌症临床治疗,加之世界范围内癌症患者人数不断增长的大趋势,在不远的将来,医疗领域内所需的黄金总量将会十分庞大。