癌癥是全球醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的“頂級(jí)難題”，長(zhǎng)期以來(lái)嚴(yán)重威脅人類的生命健康。面對(duì)這一難題，東南大學(xué)生物科學(xué)與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院/數(shù)字醫(yī)學(xué)工程全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的梁高林教授、王睿研究員團(tuán)隊(duì)，成功研發(fā)出一項(xiàng)極具創(chuàng)新性的“釋放與捕獲”藥物遞送策略，能夠讓藥物更精準(zhǔn)“鎖定”腫瘤部位，為癌癥化療帶來(lái)了新的轉(zhuǎn)機(jī)。

傳統(tǒng)化療靶向之殤：利刃向內(nèi)，一損俱損

在攻克癌癥的漫長(zhǎng)征程中，傳統(tǒng)治療手段一直面臨諸多挑戰(zhàn)。手術(shù)、放療和化療是目前癌癥治療的“主力軍”。其中，化療在對(duì)付那些手術(shù)和放療難以徹底清除的轉(zhuǎn)移性癌癥時(shí)，發(fā)揮著不可替代的作用。傳統(tǒng)的小分子化療藥物缺乏對(duì)腫瘤的靶向性，進(jìn)入人體后就像無(wú)頭蒼蠅，往往在全身擴(kuò)散，殺死癌細(xì)胞的同時(shí)也傷害健康細(xì)胞。由于癌細(xì)胞具有耐藥性，隨著化療次數(shù)增加，為了達(dá)到理想的治療效果，往往需要使用高濃度藥物，讓患者不得不承受各種痛苦的副作用。

 作用機(jī)制

為了提升化療藥物的靶向性，過(guò)去二十年里，科研人員研發(fā)出許多基于納米載體的藥物遞送系統(tǒng)，試圖給化療藥物裝上“智能導(dǎo)航”，使其能精準(zhǔn)抵達(dá)腫瘤病灶。但現(xiàn)實(shí)卻很殘酷，納米載體由于自身尺寸的限制，攜帶“導(dǎo)航信號(hào)”的能力十分有限。此外，對(duì)納米載體表面進(jìn)行修飾時(shí)，常常會(huì)改變其原有的物理化學(xué)特性，使其難以與腫瘤細(xì)胞表面的受體結(jié)合，導(dǎo)致腫瘤靶向效率極低。

“據(jù)統(tǒng)計(jì)，只有約0.7%的納米載體能成功抵達(dá)實(shí)體腫瘤。”梁高林解釋，納米載體還容易從腫瘤組織中“溜走”，在腫瘤微環(huán)境中還會(huì)受酸性條件等因素影響，導(dǎo)致藥物提前釋放，大大降低了治療效果，甚至還可能引發(fā)全身毒性。

“釋放與捕獲”： 精心策劃的“戰(zhàn)斗”

面對(duì)納米醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的這一棘手難題，東南大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑，提出“釋放與捕獲”新型藥物遞送策略，成功研發(fā)出納米藥物Nap-FYp-CPT@MSN-CHI，在癌癥化療中開(kāi)辟了新路徑。

這種納米藥物的工作機(jī)制十分巧妙，就像一場(chǎng)精心策劃的“戰(zhàn)斗”。王睿介紹，該納米藥物由包含化療藥物喜樹(shù)堿（CPT）的多肽前藥Nap-FYp-CPT和介孔二氧化硅納米載體MSN-CHI組成。當(dāng)納米藥物通過(guò)尾靜脈注射進(jìn)入體內(nèi)后，會(huì)像“追蹤導(dǎo)彈”一樣通過(guò)血液循環(huán)富集到腫瘤部位。

到達(dá)腫瘤微環(huán)境后，腫瘤的微酸性環(huán)境首先“打響第一槍”，觸發(fā)納米載體釋放前藥分子Nap-FYp-CPT。隨后，腫瘤細(xì)胞膜表面高表達(dá)的堿性磷酸酶（ALP）發(fā)揮關(guān)鍵作用，它像一位“建筑師”，催化釋放的前藥自組裝形成納米纖維，進(jìn)而在癌細(xì)胞膜表面構(gòu)建起一層水凝膠。在這張高密度纖維網(wǎng)的作用下，納米載體被牢牢地“捕獲”在癌細(xì)胞膜上，有效提高了藥物濃度、延長(zhǎng)在腫瘤部位的滯留時(shí)間。

 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

接著，剩余的前藥分子從納米載體中持續(xù)緩慢釋放，逐漸“進(jìn)擊”癌細(xì)胞內(nèi)部。在癌細(xì)胞內(nèi)，前藥在細(xì)胞內(nèi)羧酸酯酶的作用下，分解釋放出活性化療藥物喜樹(shù)堿，精準(zhǔn)地對(duì)癌細(xì)胞發(fā)起攻擊，從而提高癌癥化療的靶向效率。

靶向效率躍升：為癌癥治療注入新活力

目前，細(xì)胞和動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)結(jié)果令人振奮。在小鼠乳腺癌模型中，Nap-FYp-CPT@MSN-CHI表現(xiàn)出色，能夠有效靶向腫瘤并長(zhǎng)時(shí)間滯留，顯著抑制了腫瘤生長(zhǎng)，大幅提升了化療效果。相關(guān)成果發(fā)表在國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《Biomaterials》上。該論文的第一作者為東南大學(xué)生物科學(xué)與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院博士生朱亮熹。王睿研究員和梁高林教授為該論文的共同通訊作者。

梁高林透露，這種新型藥物遞送策略將癌癥化療的靶向效率提升至5%-15%，能夠有效解決傳統(tǒng)化療方法中靶向性差和副作用大的難題。

 實(shí)驗(yàn)成果

展望未來(lái)，隨著技術(shù)的不斷優(yōu)化與驗(yàn)證，Nap-FYp-CPT@MSN-CHI有望進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段，為多種類型的腫瘤，尤其是難以手術(shù)切除的轉(zhuǎn)移性腫瘤，量身定制更為高效、個(gè)性化的治療方案，成為這類疾病治療的有力替代或補(bǔ)充手段。從更宏觀的角度來(lái)看，隨著納米醫(yī)學(xué)和精準(zhǔn)治療技術(shù)的不斷進(jìn)步，類似的“智能藥物”遞送系統(tǒng)將極大提升化療的精準(zhǔn)性、最大程度降低對(duì)健康細(xì)胞的損傷，為癌癥患者帶來(lái)更高的生存率，顯著減輕治療過(guò)程中的痛苦。

這項(xiàng)技術(shù)的成功應(yīng)用，不僅為癌癥治療領(lǐng)域注入新的活力，還有望推動(dòng)其它領(lǐng)域的藥物遞送系統(tǒng)發(fā)展，如抗感染、心血管疾病等的精準(zhǔn)治療。

通訊員  吳涵玉

揚(yáng)子晚報(bào)/紫牛新聞 王赟

校對(duì) 王麗麗