中国学者打造抗癌“集束炸弹”

　　

生物通报道：为了更好的递送化疗药物，科学家们开发了一种类似“集束炸弹”的独特纳米递送系统。这一重要成果发表在三月二十八日的美国国家科学院PNAS杂志上，文章的通讯作者是中国科技大学的王均（Jun Wang）教授，以及埃默里大学和乔治亚技术学院的聂书明（Shuming Nie）教授。

集束炸弹又称“子母弹”，母弹投放到目标附近后释放出子弹，能达到更大的破坏面积。研究人员设计的纳米颗粒也拥有这样的能力。这些纳米颗粒一开始比较大（直径100nm），可顺利通过渗漏的血管。它们遇到肿瘤附近的酸性条件之后，会将直径5nm的“子弹”投入肿瘤细胞。在肿瘤细胞中，纳米颗粒携带的顺铂（cisplatin）激活并发挥杀伤作用。

医生们用顺铂治疗癌症已经有数十年了，但这种药物对肾脏、神经和内耳有毒副作用。“长期以来，顺铂的副作用限制了传统化疗的疗效，”文章第一作者Jinzhi Du博士说。“我们的递送系统能提高顺铂的肿瘤渗透能力，使其影响更多的癌细胞。而纳米颗粒的大小转变可以帮助顺铂特异性进入癌细胞。”

研究显示，纳米颗粒促使更多顺铂在肿瘤组织累积。研究人员用pH敏感性纳米颗粒包被顺铂，并用其治疗带有人类胰腺肿瘤的小鼠。研究显示，这些小鼠肿瘤组织的顺铂水平比使用游离顺铂的对照小鼠高七倍。这说明纳米颗粒能使更多顺铂在肿瘤组织内聚集，人们可以利用这一点减轻顺铂治疗产生的毒副作用。

研究人员还建立了顺铂抗性的肺癌模型和乳腺癌转移模型。研究表明，游离顺铂治疗耐药肺癌只能达到10%的生长抑制，而纳米颗粒包被的同剂量顺铂可以实现95%的生长抑制。在乳腺癌转移模型中，纳米颗粒包被的顺铂显著延长了小鼠的生存期。这意味着这项研究中的纳米递送策略可以用于不同类型的癌症，Jinzhi Du指出。

传统的癌症治疗方式主要面临着两个挑战，药物循环时间短和难以对肿瘤位点进行局部治疗。与传统的抗癌药物相比，纳米药物已经表现出了许多明显的优势，例如半衰期和滞留时间长、靶向效率高、副作用较小等等。目前，纳米化疗药物的临床应用已经取得了很大的进展。一些这样的药物正在进行临床试验，还有一些已经得到了美国FDA的批准。加州大学洛杉矶分校UCLA的著名美籍华裔教授何鼎（Dean Ho）认为，以纳米技术为基础的治疗药物将为癌症治疗带来一场革命。（更多详细信息参见：华裔教授何鼎：癌症治疗迈入新阶段）

人们大多是把纳米材料当作传统药物、寡核苷酸或生物活性分子的载体，致力于提高它们的递送效率，很少有直接用纳米材料对抗癌症的。国家纳米科学中心和中国科学技术大学的科学家们证实，金属富勒烯纳米材料Gd@C82(OH)22本身就能抑制三阴乳腺癌细胞，而且对正常的乳腺上皮细胞基本没有毒副作用。研究显示，Gd@C82(OH)22能够阻断上皮-间充质细胞转化（EMT），有效去除三阴乳腺癌干细胞，阻止肿瘤起始和肿瘤转移。这一成果发表在Nature Communications杂志上，文章的通讯作者是国家纳米科学中心的赵宇亮（Yuliang Zhao）研究员和中国科技大的朱涛（Tao Zhu）教授。（更多详细信息参见：中国学者Nature子刊发表癌症干细胞成果）

现在医生们通常用两种以上的化疗药治疗癌症患者，因为许多研究表明对癌症展开多重攻击比单个药物更加有效。MIT的研究人员开发了一种智能纳米颗粒，不仅能够实现双药递送，还能够控制两种药物的释放时机。这一技术可以实现两步走的抗癌策略，先瓦解肿瘤细胞的防御，以便更有效的破坏它们的DNA。研究显示，上述治疗方式显著缩小了小鼠的肺部肿瘤和乳腺肿瘤。（更多详细信息参见：Science Signaling封面：化疗时机是抗癌成功的关键）

作者简介：王均，教授，博士生导师。男，1971年出生于湖北。1998年于武汉大学获理学博士学位，师从卓仁禧院士。先后在约翰霍普金斯大学医学院新加坡生命医学中心、约翰霍普金斯大学医学院生物医学工程系从事研究工作。2004年12月，入选中国科学院“引进国外杰出人才”，现任中国科学技术大学高分子科学与工程系教授,生命科学学院兼职教授。

生物通编辑：叶予

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