中国科技大学PNAS：研发抗癌新武器

　　

生物通报道  来自中国科技大学、埃默里大学和乔治亚技术学院的研究人员报告称，他们开发出了一种刺激响应性团簇纳米粒子来改善肿瘤渗透及疗效。这一研究结果发布在3月28日的《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。

中国科技大学的王均（Jun Wang）教授，及埃默里大学和乔治亚技术学院的聂书明（Shuming Nie）教授是这篇论文的共同通讯作者。王均教授的研究兴趣为肿瘤靶向治疗和肿瘤干细胞研究、纳米药物和药物输送系统、RNA干扰、纳米生物材料。在Science Translational Medicine、Angew Chem Int Ed等杂志发表研究论文120余篇。

癌症是严重危害人类健康，破坏家庭和社会和谐的因素之一。在中国，癌症已经成为城市和农村居民的第一位死因，而且癌症发生率正处于快速上升期，每年癌症发病人数约260万，死亡180万人。在欧美等发达国家，癌症也排在死因的第二位。

化学疗法是癌症的传统治疗方法之一，但是目前在临床治疗中广泛应用的药物缺乏选择性。它们在体内分布广泛，尤其在一些正常器官和组织中也可有较多分布，这一方面降低了药物的利用度，另一方面还对正常组织和器官造成显著的毒副作用，导致患者耐受性降低，削弱药物的治疗效果。除此之外，长期使用化疗药物也会导致肿瘤细胞对化疗药物产生耐药性，反而增加后期治疗的困难。鉴于此，寻找针对肿瘤的特异性位点，提高化疗药物的选择性，使其具有靶向性，成为了近年来肿瘤治疗研究的关键问题之一。

随着纳米生物技术突飞猛进的发展，将纳米生物技术与疾病治疗手段相结合所产生的新型学科——纳米医药材料逐渐引起了研究者的兴趣。纳米药物已成为目前国际纳米科技和生物医药研究的热点前沿领域。癌症纳米药物的主要目标是有效将治疗传送至实体瘤内的癌细胞处。然而，当前仍有一系列的生物学障碍阻碍了纳米药物到达靶细胞处。

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在这里研究人员报告称，他们开发出了一种刺激响应性团簇纳米粒子，并证实其能根据肿瘤微环境的内源性刺激适应性改变诸如大小、zeta电位和药物释放速率等一些理化性质，使得最终克服这些障碍，尤其是肿瘤渗透瓶颈变成可能。

一旦iCluster在肿瘤部位累积，肿瘤细胞外固有的酸性会触动排出偶联铂（platinum）前药的聚酰胺- 胺树枝状分子（直径约为5 nm)。这样的结构改变大大提高了治疗药物的肿瘤渗透和细胞内化。内化的树枝状分子前药在细胞内进一步分解释放出顺铂（cisplatin）来杀死癌细胞。研究人员在不同的体内难治性肿瘤模型，包括渗透性较差的胰腺癌、耐药癌症和转移性癌症中证实了iCluster优越的抗肿瘤活性，证实了它的通用型和广泛适用性。

大部分的癌症死亡是由于肺和肝脏转移，仍然没有方法可以治愈。现有的抗癌药物只能提供有限的疗效，因为它们无法克服体内的生物障碍，并且无法以足够的浓度到达癌细胞。来自美国休斯敦卫理公会研究所的一组研究人员，首次研制出了一种药物，可成功地消除小鼠的肺转移性肿瘤，从而彻底改变了转移性三阴性乳腺癌的治疗。这项里程碑式的研究，发表在2016年3月份的Nature Biotechnology杂志上（彻底变革癌症治疗的纳米粒子 ）。

在过去的十年里，多伦多大学生物材料和生物医学工程研究所（IBBME）的陈志和教授一直在寻找能够将化疗药物传送到肿瘤内，而不会去到其他地方的办法。现在，他的实验室设计出了一套纳米颗粒，这些纳米颗粒上附着了可改变形状接近病变组织的DNA链。研究工作以两篇论文的形式发表在2016年2月的Science及PNAS杂志上（陈志和教授Science：靶向抗癌新武器 ）。

同月，Nature Nanotechnology杂志发表了另一种强大的纳米技术，能够精确检测并消灭手术遗留的癌细胞。这种技术有望大大提升癌症患者的存活机会，尤其是当肿瘤无法完全切除的时候。研究人员正在积极筹备临床试验，计划在未来两年内开展相关工作（Nature子刊：消灭癌细胞的纳米“炸弹”）。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Stimuli-responsive clustered nanoparticles for improved tumor penetration and therapeutic efficacy

A principal goal of cancer nanomedicine is to deliver therapeutics effectively to cancer cells within solid tumors. However, there are a series of biological barriers that impede nanomedicine from reaching target cells. Here, we report a stimuli-responsive clustered nanoparticle to systematically overcome these multiple barriers by sequentially responding to the endogenous attributes of the tumor microenvironment. The smart polymeric clustered nanoparticle (iCluster) has an initial size of ∼100 nm……

作者简介：

王  均　 

1993年于武汉大学获化学专业和细胞生物学专业学士学位；1999年1月于武汉大学获高分子化学和物理专业博士学位；1994年在北京大学医学部（原北京医科大学）药学院天然与仿生药物国家重点实验室从事高分子免疫佐剂的开放课题研究；1999年5月至2004年6月先后在约翰霍普金斯医学院新加坡生命医学中心（Johns Hopkins Singapore）、美国约翰霍普金斯大学医学院生物医学工程系从事博士后研究；2004年9月，入选中国科学院“****—引进国外杰出人才”，任中国科学技术大学高分子科学与工程系教授，博士生导师，2006年获“****”择优支持；2006年7至8月，德国罗斯托克大学医学院访问教授；2006年12月起任中国科学技术大学生命科学学院教授、博士生导师，合肥微尺度物质科学国家实验室研究员；2011年获国家杰出青年科学基金资助；2013年8月起任合肥物质科学技术中心双聘研究员，同年入选科技部“中青年科技创新领军人才”。目前任中国生物材料协会理事，Biomaterials Science、ChemNanoMat、Acta Biomaterialia杂志编委；在Science Translational Medicine、Angew Chem Int Ed、J Am Chem Soc、Advanced Materials、ACS Nano、J Controlled Release、Biomaterials等杂志发表研究论文120余篇，论文被引用近4000次；授权发明专利5项，获得2012年教育部自然科学奖一等奖（第二单位）和广东省自然科学奖一等奖（第二单位），以及2013年度中国科学院优秀导师奖。
 实验室已毕业博士研究生16人，指导博士研究生中1位获中国科学院院长特别奖、5位获中国科学院院长优秀奖，2位获“求是”优秀研究生奖，5位获朱李月华优秀博士生奖，2009~2013年实验室研究生连续5年获GE基金会科技创新奖，2位研究生获得2010年度校级学术新人奖，1位获2011年度教育部学术新人奖，1位获得第八届“中国青少年科技创新奖”。

研究兴趣：肿瘤靶向治疗和肿瘤干细胞研究、纳米药物和药物输送系统、RNA干扰、纳米生物材料