腫瘤靶向納米藥物是指利用納米載體將抗腫瘤藥物輸送到腫瘤部位,從而提高療效并降低毒副作用。目前,已有多種納米藥物進(jìn)入臨床應(yīng)用,包括脂質(zhì)體化阿霉素納米藥物DOXIL、膠束化紫杉醇納米藥物Genexol-PM注射液和白蛋白-紫杉醇結(jié)合物Abraxane。但是,納米藥物面臨的最大難題是:它們只實(shí)現(xiàn)了一半目標(biāo)——雖然能夠降低部分化療藥物的毒副作用,但療效并沒有比原藥提高多少。
浙江大學(xué)申有青教授等在Advanced Materials發(fā)表了綜述文章,詳細(xì)剖析了腫瘤靶向藥物輸送過程與納米藥物的設(shè)計(jì)對策:納米藥物必須能夠響應(yīng)血液循環(huán)系統(tǒng)、腫瘤組織和腫瘤細(xì)胞的三處微環(huán)境,高效地從血液循環(huán)系統(tǒng) (Circulation)向腫瘤內(nèi)蓄積(Accumulation),并在腫瘤組織內(nèi)滲透(Penetration)以到達(dá)腫瘤細(xì)胞附近被內(nèi)吞(Internalization),然后在細(xì)胞內(nèi)將藥物釋放出來(Drug Release),即五步級聯(lián)的體內(nèi)腫瘤靶向輸送過程(CAPIR Cascade),才能完全實(shí)現(xiàn)高療效、低毒副作用的腫瘤靶向藥物輸送的目標(biāo),其中任何一步完成的不好、效率太低,都將大大降低納米藥物的療效。文章進(jìn)一步分析了納米藥物完成每步所需要的表面(Surface)、尺寸(Size)和穩(wěn)定性(Stability)三方面的納米特性(3S Nanoproperties),發(fā)現(xiàn)它們在不同的步驟不盡相同甚至相反。例如,若想在血液循環(huán)系統(tǒng)保留較長的時(shí)間并在腫瘤中有效富集,納米藥物的表面必須有很好的“隱蔽性”或PEG化、電中性和較大的粒徑(~100 納米),但要在腫瘤中很好地?cái)U(kuò)散或滲透納米藥物的尺寸越小越好、而表面去“隱蔽性”及帶正電荷的納米藥物才能很好地被細(xì)胞攝取。因此,納米藥物在完成CAPIR這一過程時(shí)必須像“變色龍”一樣變換其3S納米特性以適應(yīng)每一步的要求,如粒徑從大到小、表面從PEG化和電中性到去PEG化和帶正電性以及穩(wěn)定性從結(jié)構(gòu)穩(wěn)定到解離等的轉(zhuǎn)換(size,surface, stability nanoproperty transitions, or 3S Transitions,3S轉(zhuǎn)換)。文章詳細(xì)總結(jié)了已報(bào)道的分別實(shí)現(xiàn)3S Transitions的設(shè)計(jì)和方法,以及能同時(shí)實(shí)現(xiàn)該3S Transitions的幾個(gè)體系,特別是作者首先提出的“nanocluster-bomb納米子母彈”的概念(Adv Mater 2014, 26, 7615-7621)。文章最后得出,設(shè)計(jì)能同時(shí)實(shí)現(xiàn)3S Transitions的納米藥物是獲得高療效、低毒副作用的關(guān)鍵。
然而,“設(shè)計(jì)復(fù)雜多功能的納米藥物難以臨床轉(zhuǎn)化”的觀念一直束縛著納米藥物的發(fā)展,人們一直幻想著用最簡單的設(shè)計(jì)來使納米藥物既有高療效又方便臨床轉(zhuǎn)化。從上述腫瘤靶向輸送過程的復(fù)雜性可以看到,結(jié)構(gòu)和功能簡單的納米藥物無法完成這一CAPIR過程、不可能獲得高的療效。同時(shí),作者以病毒基因治療體系為參照進(jìn)行了對比:病毒載體有一定的安全隱患,作為生命體其結(jié)構(gòu)復(fù)雜且進(jìn)入人體后結(jié)構(gòu)不斷變化,生產(chǎn)制備和質(zhì)量控制都非常復(fù)雜,但其高效性使其能夠獲批大量的臨床試驗(yàn)和并獲批臨床應(yīng)用。多功能和結(jié)構(gòu)復(fù)雜性會使納米藥物的臨床轉(zhuǎn)化變困難些,但關(guān)鍵是其療效是否足夠高。因此,設(shè)計(jì)多功能從而具有3S Transitions功能的高療效納米藥物是該領(lǐng)域的發(fā)展方向和出路所在。
論文鏈接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201606628/abstract
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