纳米技术与精准医学_崔大祥等_9787313204783

本书为精准医学出版工程?精准医学基础系列丛书之一。目前欧美多国都把纳米生物医学作为21世纪科研优先领域予以重点发展。本丛书从纳米技术辅助精准诊断、纳米技术辅助精准治疗、纳米技术在药物精准输送中的应用及纳米材料等几个方面分别介绍纳米技术在精准医学中的应用，为纳米技术的基础研究与临床应用提供参考和借鉴。

　　纳米科技是基于人工制造的纳米结构基础上的纳米材料与独特的纳米效应发展起来的高新科学技术。1959年，诺贝尔物理学奖获得者理查德·费曼在《在底部还有很大空间》的演讲中提出：物理学的规律不排除一个原子一个原子地制造物质的可能性，纳米技术的概念从此诞生。自20世纪80年代纳米科技迅速发展以来，纳米技术已渗透到各个传统行业与领域，促进了各个领域的技术进步与发展，发挥了独特的作用与难以取代的功能。大力发展纳米科技是时代发展的需求与必然选择。纳米科技是当代科技发展的前沿领域，尤其纳米制造技术是实现微纳米结构、器件、系统批量化生产的基础，是支撑微纳米科技走向应用的基础。材料、物理、化学和生物等基础科学的研究成果以及信息技术的进步带动了纳米制造技术的发展，而纳米制造技术同时也反过来推动了相关学科的进一步深入发展。纳米科技已与每一个学科形成了交叉促进发展的局面。据美国国家科学基金会的预测，未来15～20年，全球纳米技术市场规模将达到每年10000亿美元左右。各国政府都在加大投入，抢夺纳米科技的制高点。纳米科技与医学结合已形成纳米医学。纳米医学不同于常规的医学，是一个交叉学科，不仅进行纳米尺度的材料与器件的研发，而且更重要的是，应用于疾病的诊断、治疗、预测、监测与预防。
　　精准医学是指用现代遗传技术、分子影像技术、分子信息技术结合患者的生活环境和临床数据，实现精准的疾病分类与诊断，制定具有个性化的疾病预防和治疗方案。2015年1月，原美国总统奥巴马在国情咨文演讲中提出“精准医学计划”，呼吁美国制定相关政策，投入研究经费，加快发展精准医学。2015年2月，中国国家主席习近平批示国家科技部和国家卫生计生委（现国家卫生健康委员会），要求国家成立中国精准医疗战略专家组，由19位专家组成了国家精准医疗战略专家委员会。精准医学发展的短期目标是制定基于个体防癌治癌的靶向治疗方案，其长远目标是实现广大人民群众的健康管理即提升对疾病的风险评估以及对许多疾病最佳治疗方案的预测，包括检测、测量、分析广泛的生物医学信息，从而达到“防未病、治已病”的效果。疾病的病因学和分子机制研究、中国人群基因组学大数据库的建设、肿瘤遗传学与影像学特征研究、精准手术治疗与智能化医疗器械的研究开发、个体细胞储存与诱导培养回输、免疫细胞治疗亚健康与肿瘤、干细胞技术抗衰老研究等是中国精准医学发展的主要任务。
　　纳米科技具有显著的优势，与精准医学深度结合，出现了一个新的概念即纳米精准医学。纳米精准医学充分利用纳米材料、纳米器件等纳米科技的独特优势，解决疾病的精准诊断、精准治疗、精准监测和精准预防问题，并在临床医疗活动中进行精准应用，最终实现精准医学服务于人类健康长寿的目标。
　　纳米精准医学离不开纳米材料。纳米材料具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应与宏观隧道效应，在声、光、电、热、磁、力学方面呈现独特性质，利用纳米粒子的吸附、荧光信号和特殊的光谱信号，可显著增强生物分子检测的灵敏度。纳米技术与传统检测技术融合发展，出现新的检测技术，进一步增强了检测的灵敏度、精准性，部分实现了小型化、便携式、简便快速。常见的纳米粒子包括磁性纳米粒子、金银纳米粒子、量子点、碳纳米管、石墨烯等，在疾病标志物的捕获、分离以及检测中都有广泛的研究及应用。微流控芯片是一种发展比较快的微型化诊断技术。纳米技术与微流控芯片技术结合发展出系列新的检测器件与技术，可实现痕量标志物的快速检测。纳米粒子标记技术与基因芯片技术结合可显著增强基因检测的效率与精准度。利用石墨烯纳米膜开发出的传感器可以实现生物标志物的超灵敏检测。这些都反映了纳米技术使生物标志物检测更精准。
　　随着纳米技术的发展，分子影像的应用范围越来越宽，多功能的纳米探针设计与制备技术越来越成熟。把多模分子影像、光热治疗、磁热治疗、纳米药物的高效递送高度集成在一个纳米探针上，实现诊疗一体化，已成为发展趋势，也是纳米技术在精准医学中应用的最有代表性的体现。本书也对这一进展以及存在的问题与挑战进行了介绍。
　　本书主要围绕纳米精准医学的前沿热点，重点阐述了纳米技术在精准医学方面的研发现状，讨论了术语、概念及发展趋势与存在的挑战，目的是促进纳米技术在精准医学中的应用。本书由上海交通大学崔大祥教授主持编著，编撰工作得到诸多科研院所、高等院校和医疗机构的大力支持和帮助。其中第1章由张倩执笔，第2章由陈迪、林树靖执笔，第3章由章阿敏执笔，第4章由王侃执笔，第5章由宋春元执笔，第6章由汪联辉执笔，第7章由郅晓执笔，第8章由韩宇执笔，第9章由杨蒙执笔，第10章由金庆辉、牛嘉琪执笔，第11章由闫浩执笔，第12章由李天亮执笔，第13章由刘岩磊执笔，第14章由宋杰、冀斌执笔，第15章由张春雷执笔，第16章由陈云生执笔，第17章由崔大祥执笔。在此，衷心感谢各位专家的辛勤付出！

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