化疗虽然能够抑制癌细胞生长,却因缺乏精准性,成为一把双刃剑。为了解决这一难题,东南大学首席教授梁高林带领团队研发出一项“释放与捕获”药物递送策略,能够让化疗药物更精准地“锁定”肿瘤部位,使其长时间发挥作用。该策略在小鼠乳腺癌模型中显著提升了化疗效果,相关成果近日发表于国际期刊《生物材料》。
“为了提升化疗药物的靶向性,科研人员研发出许多基于纳米载体的药物递送系统,试图给化疗药物装上‘智能导航’,使其能精准抵达肿瘤病灶。但纳米载体由于自身尺寸的限制,携带‘导航信号’的能力十分有限。据统计,只有约0.7%的纳米载体能成功抵达实体肿瘤。”梁高林介绍,面对纳米医学领域的这一棘手难题,团队另辟蹊径,成功研发出一款装载喜树碱多肽前药的壳聚糖硅球复合物,当这一纳米药物通过尾静脉注射进入体内后,会像“追踪导弹”一样通过血液循环富集到肿瘤部位。
“当药物抵达肿瘤附近后,肿瘤的微酸性环境触发纳米载体释放前药分子。随后,肿瘤细胞膜表面高表达的碱性磷酸酶会‘吃掉’前药分子中的磷酸根,并形成纳米纤维,在肿瘤细胞膜表面构建起一层水凝胶。在水凝胶作用下,纳米复合物便牢牢地附着在肿瘤细胞膜上,其中的前药分子就进入肿瘤细胞内。”梁高林介绍,进入细胞后,前药分子会释放活性化疗药物喜树碱,对肿瘤细胞发起攻击,这有效提高了细胞内的药物浓度,延长了药物在肿瘤部位的滞留时间。接着,剩余的前药分子从纳米载体中持续缓慢释放,逐渐“进击”癌细胞内部。在癌细胞内,前药在细胞内羧酸酯酶的作用下,分解释放出活性化疗药物喜树碱,精准地对癌细胞发起攻击,从而提高癌症化疗的靶向效率。
在小鼠乳腺癌模型中,这一纳米药物表现出色,能够有效靶向肿瘤并长时间滞留,显著抑制肿瘤生长,大幅提升了化疗效果。梁高林透露,这种新型药物递送策略将癌症化疗的靶向效率提升至5%—15%,能够有效解决传统化疗方法中靶向性差和副作用大的难题。