電影《神奇旅程》中，幾位醫(yī)生縮小到微生物大小，駕駛飛船進(jìn)入一位科學(xué)家大腦，為其進(jìn)行血管手術(shù)后迅速撤離。五年前，科技企業(yè)家 Michael Shpigelmacher 看到了這部電影，并想將之付諸實(shí)踐。

美國一家中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療初創(chuàng) Bionaut Labs 在近日浮出水面，該公司正在開發(fā)毫米級(jí)機(jī)器人，可用其搭載藥物，并通過遠(yuǎn)程控制將機(jī)器人引導(dǎo)至患處、卸載藥物。目前該技術(shù)已在動(dòng)物體內(nèi)進(jìn)行了測試，未來將用于人類疾病的治療。Bionaut Labs 宣告已經(jīng)獲得 2000 萬美元 A 輪融資，值得注意的是，本輪融資由硅谷著名科技風(fēng)險(xiǎn)投資機(jī)構(gòu)科斯拉風(fēng)投 Khosla Ventures 領(lǐng)投。

而 Bionaut Labs 的創(chuàng)始人、首席執(zhí)行官就是前文提到的 Michael Shpigelmacher，其公司的藥物精準(zhǔn)遞送微型遙控機(jī)器人項(xiàng)目早在 2016 年便已啟動(dòng)，不過當(dāng)時(shí)該項(xiàng)目的啟動(dòng)資金都是 Shpigelmacher 與其合伙人 “自掏腰包”。如今獲得科斯拉風(fēng)投的支持，對(duì) Shpigelmacher 來說意義重大。Shpigelmacher 稱，Bionaut 機(jī)器人的藥物遞送技術(shù)最快將在 2023 年進(jìn)行臨床試驗(yàn)。

在創(chuàng)辦 Bionaut Labs 之前，Shpigelmacher 的工作經(jīng)歷多與科技及其投資相關(guān)，曾先后就職于麥肯錫和摩根士丹利公司，重點(diǎn)負(fù)責(zé)投資戰(zhàn)略相關(guān)業(yè)務(wù)。更早的時(shí)候，他在 3D 傳感初創(chuàng)公司 Shpigelmacher 的創(chuàng)建中作出重要貢獻(xiàn)，該公司后被蘋果公司收購。

精準(zhǔn)送藥，直達(dá)病灶

早在 20 世紀(jì)中期，著名物理學(xué)家 Feynman 先生就提出了分子機(jī)器的設(shè)想，預(yù)測未來只要把納米機(jī)器人放進(jìn)人體的血液中，就能自動(dòng)抵達(dá)病灶進(jìn)行手術(shù)，治療疾病。

如今，以細(xì)胞為載體的微型藥物遞送和治療生物機(jī)器人已經(jīng)成為極具前景的體內(nèi)靶向運(yùn)輸工具，并誕生了眾多創(chuàng)業(yè)公司。Michael Shpigelmacher 說，其藥物遞送技術(shù) Bionaut與 Rani Therapeutics 以及其他一些初創(chuàng)公司研發(fā)的 “機(jī)器人藥丸” 聽起來類似，但有很大差異。

“機(jī)器人藥丸” 主要用于替代藥物的靜脈注射，所以這些 “藥丸” 只需要到達(dá)腸道，后續(xù)需要隨著血液到達(dá)病灶即可。目前，Rani Therapeutics 已將 RaniPill 膠囊技術(shù)應(yīng)用于多種藥物的開發(fā)中，如果臨床研究順利的話，這類 “機(jī)器人藥丸” 最早將于 2022 年面世。

?而 Bionaut則更偏向于為不同疾病以及受損組織專門定制大小（100nm-1mm）、形狀乃至表面特性合適的微型遙控機(jī)器人，并通過遠(yuǎn)程遙控將裝載著有效載荷的機(jī)器人精準(zhǔn)引至患處，操控機(jī)器人將藥物釋放。以此來實(shí)現(xiàn)，將適用藥物足量直接投放到正確的位置上。

相比之下，藥物遞送至腸道后再經(jīng)血液擴(kuò)散，不僅需要更大的藥物劑量攝入，藥物對(duì)其他細(xì)胞干擾的風(fēng)險(xiǎn)也更高。

更重要的是，不僅僅是藥物的精準(zhǔn)送達(dá)，可遙控的微型機(jī)器人還有應(yīng)用于微創(chuàng) “手術(shù)” 的潛力，可以深入大腦為解決 CNS 疾病提供新的解決思路。

以亨廷頓舞蹈癥 (Huntington’s disease, HD) 為例。針對(duì)該疾病，目前已經(jīng)存在一些潛在的藥物治療方案，但安全、有效地為患者中腦提供足夠劑量的治療藥物是非常關(guān)鍵的一步。而 Bionaut 微型機(jī)器人剛好可以扮演 “微型藥物快遞員” 的角色，安全、準(zhǔn)確地通過腦脊髓液、腦組織等 “障礙”?，突破神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療的限制。

若該技術(shù)未來能夠應(yīng)用于臨床，不僅可以提高疾病治療效果，也將對(duì)藥物開發(fā)開拓更寬松的環(huán)境。Shpigelmacher 在接受采訪時(shí)也提到，拓寬藥物開發(fā)中的治療窗（或稱 “治療范圍”）是 Bionaut的目標(biāo)之一。

“治療窗” 是指藥物對(duì)疾病起作用的濃度范圍，藥物濃度太低不產(chǎn)生治療效果，濃度太高則產(chǎn)生難以耐受的毒性。因此，對(duì)于大多數(shù)藥物來說，開發(fā)者必須要平衡藥物分子，降低在殺死腫瘤的同時(shí)傷害其他細(xì)胞的可能。這二者之間的平衡無疑加大了藥物開發(fā)的難度，但如果能夠?qū)⑺幬镏苯舆f送到疾病所在的部位，藥物開發(fā)過程中的顧慮也就少了很多。

從亨廷頓病和神經(jīng)膠質(zhì)瘤開刀

根據(jù)公司規(guī)劃，Bionaut的臨床試驗(yàn)最快將于 2023 年開始進(jìn)行，其首個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)劃針對(duì)常見于兒童的一種腦干膠質(zhì)瘤展開。

Shpigelmacher 提到，選擇從這一病癥入手，是考慮到該疾病會(huì)對(duì)患者產(chǎn)生極大的影響，但目前尚缺少有效的治療方案；再加上很多公司在藥物遞送上的失敗，大多都是因?yàn)槠湓趯?duì)大腦或者大腦某一部分治療的效果有限。

他補(bǔ)充道 “并不是想從聽起來過于冒險(xiǎn)或者未經(jīng)測驗(yàn)的概念開始進(jìn)行試驗(yàn)，” 此前，公司已經(jīng)運(yùn)用這一技術(shù)成功地將治療藥物直接送達(dá)至其植入在小鼠體內(nèi)的人類腦干膠質(zhì)瘤處，并且消滅了那些腫瘤的毒性。Bionaut一旦能夠成功完成這次任務(wù)，就能夠證明這一方法在絕大多數(shù)情況是行得通的。

具體而言，該公司會(huì)在其首次臨床試驗(yàn)中把裝載著治療藥物的微型機(jī)器人注射到脊柱中，并使用一組位于頭部和頸部周圍的磁鐵產(chǎn)生的磁場將機(jī)器人引導(dǎo)進(jìn)入腦部患病區(qū)域。在到達(dá)正確的位置后，另一個(gè)磁信號(hào)將激活機(jī)器人藥物艙的開關(guān)，釋放藥物。藥物卸載后，醫(yī)生再引導(dǎo)機(jī)器人返回至起始點(diǎn)，將其從脊柱處接離。

圖 | Bionaut 微型機(jī)器人進(jìn)入活羊的蛛網(wǎng)膜下腔（來源：Bionaut Labs 官網(wǎng)）

Shpigelmacher 進(jìn)一步解釋道，目前的技術(shù)已經(jīng)允許機(jī)器人制造得足夠小，但為了確保其能夠在 X 光下實(shí)時(shí)清晰可見、方?便追蹤和操控，Bionaut 將微型機(jī)器人的大小盡可能保持在 1 毫米左右。

目前，Bionaut 的微型遙控機(jī)器人項(xiàng)目還處于初期階段。不過 Khosla Ventures 創(chuàng)始人 Vinod Khosla 認(rèn)為，作為一種針對(duì)腦部嚴(yán)重疾病的靶向治療新方式 Bionauts 有著巨大的前景，同時(shí) Bionaut 也具備應(yīng)用于常規(guī)治療無效或效果甚微的疾病中的潛力。

編輯：jq