纳米技术指的是直径在 1-100nm 之间的微粒在各个领域的应用。1nm 约是一张纸厚度的十万分之一。纳米技术目前应用于工程学、化学以及材料科学等各个领域。这个理念来自于著名物理学家 Richard Feynman 于 1959 年在加州技术研究所的一个演讲，演讲题为「There’s Plenty of Room at the Bottom」。他设想了一种非常小的微粒，小到可以在细胞水平控制。
在过去几年里，纳米技术也开始应用于癌症的诊断和治疗。近期的 JAMA Surgery 杂志上刊载了一篇综述，该综述评述了纳米技术在癌症治疗中应用的新进展。
纳米技术的优势
纳米技术因其独特优势被广泛应用于肿瘤影像学、诊断以及治疗。在影像学检查中，CT 和 MRI 是诊断肿瘤的有效途径，但对癌前病变的诊断价值有限。核磁纳米微粒可以被外部的磁场操控，因而可与 MRI 联用以增强检查敏感性。量子点是带有荧光特性的纳米微粒，也可应用于影像学检查。与传统荧光分子相反，其发射光的波长与微粒的大小有关，可被多种波长的光激发，使得检查的灵敏度和特异性均有提高。类似的技术也被应用于术中造影。
诊断方面，金属增强荧光是由金属纳米微粒表现出的一种现象。最近，荧光分子附着于抗体后特异性结合特定蛋白这一技术被应用于荧光免疫芯片，但是这种技术存在一个缺陷：生物样本的背景荧光会增加信号的噪音，使得该技术对低表达蛋白的检测效能较低。而这个问题在结合荧光基团的金属纳米微粒中得到了很好的解决。
纳米微粒的直径较小但相对表面积大，容易被摄取到细胞内与多种配体结合从而发挥作用。药物的靶向运输可提高局部的药物浓度，避免了大剂量全身化疗。同时，纳米微粒增加了肿瘤组织的通透性，并可以使药物在肿瘤组织的停留时间延长。此外，通过与靶细胞的多种受体结合，纳米微粒可以使肿瘤细胞对药物的特异性摄取增加，使疗效更佳，毒性更低。纳米微粒在影像学和药物运输方面的双重作用促使了一个新学科的产生——治疗诊断学，即在治疗的同时可以通过影像学观察肿瘤对治疗的反应。
另外纳米刀技术（不可逆电穿孔技术）也被用于实体肿瘤的治疗，即通过插入电极，将高压电流传递至肿瘤组织。在细胞膜表面形成微小的纳米电极，从而促进细胞凋亡。射频消融会产生高温进而损伤血管和胆管等结构，而这种技术则不具有射频消融的热效应。纳米刀技术也避免了射频消融的「热沉效应」，即热量在血管周围分散，导致血管周围的肿瘤消融效果不佳，增加复发风险。
纳米技术临床工作的影响
纳米技术对我们的临床工作会带来怎样的的影响呢？我们都知道，肿瘤大小是很重要的预后因素。直径不超过 10 mm 的胰腺肿瘤患者的五年生存率为 80%，而 IV 期患者的五年生存率则为 4%。因此早期诊断对患者预后有很积极的影响。同样的，切缘情况是局部复发的危险因素，对预后有很重要的影响。
一般的切除手术中，术者切除原发病灶和一些卫星灶，保留健康组织，同时行或不行淋巴清扫。如果能在术中判断切缘情况则可提高 R0 切除率。总之，纳米技术可以降低药物治疗的毒副作用，纳米刀在治疗血管周围肿瘤方面有显著优势。
支持纳米技术的临床证据
对于影像学检查，核磁纳米微粒的应用可以将 MRI 对膀胱癌、前列腺癌淋巴结转移诊断的灵敏度和特异性从 65% 和 75% 提高至 93% 和 96%。在老鼠模型中，已成功将纳米微粒偶联到 RGD 多肽上，使其可以和上调肿瘤细胞和肿瘤脉管的整合素受体结合。这可以用于术中指导切除，判断微小病灶。
在生物探测芯片上使用纳米金微粒检测结肠癌的灵敏度比血清 CEA 高 5000 倍；纳米微粒的聚集可改变光发射特性从而改变颜色，这已经被应用于开发酶联免疫芯片来检测血清中的低水平的 PSA，这种颜色改变肉眼可见，不需要昂贵的检测设备；包含多西他赛的纳米微粒可以用于治疗实体肿瘤，用传统剂量的 20% 即可使胆管癌的肺转移灶消散；局部进展和转移的胰腺癌患者在接受纳米刀治疗后无进展生存期显著延长。
纳米技术推广的障碍
纳米技术的应用也有其局限之处，首先就是细胞毒性。由于纳米微粒的特性，剂量-毒性关系无法预测。另外一个不足之处就是这些微粒在体内会受到免疫介导的破坏，抗免疫包被可以保护微粒但又会影响微粒的摄取。
纳米技术何时才能常规使用？
纳米技术何时才能常规使用还很难说。尽管先前的一些临床研究反映良好，真正引入到临床还有很长一段路要走，因为一些纳米微粒的体内滞留时间和毒性还有很多不确定性。
不过可以确定的是，纳米技术可以提供一种多学科的方式来治疗肿瘤，让我们以一个全新的角度来探索肿瘤科学。
