超小粒径药物纳米晶技术提升肿瘤化疗效果

Untitled1化学药物治疗作为一种全身性治疗手段,在恶性肿瘤治疗中具有特殊的重要地位和广阔的应用前景,但目前的临床应用效果却不及预期,主要问题在于化疗药物普遍存在难溶性问题和在体内缺乏肿瘤特异性分布。最新研究表明,肿瘤内部强大的间隙压力和紧密的细胞堆积结构对药物的渗透扩散造成了极大的阻碍,由此导致不充分的药物递送不仅极大地削弱了药物治疗效果,还会引起未充分摄取药物的肿瘤细胞(特别是处于肿瘤组织内部的肿瘤干细胞)产生耐药性,最终导致治疗的彻底失败。

针对上述问题,中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室马光辉研究员、魏炜副研究员及其研究团队利用独创的乳液冻干结晶技术实现了难溶性化疗药物的超小粒径纳米晶剂型的制备,并在此基础上揭示了传统纳米颗粒范畴下细微粒径差别对于肿瘤内药物渗透效果的重要影响,由此实现了高效抗肿瘤化疗剂型的开发工作。相关结果发表在Small上。

 该团队基于常用的难溶性化疗药物紫杉醇,利用乳液体系中油相液滴的空间限域作用,实现了具有超小粒径和超高载药量的药物纳米晶的制备。通过调节油相液滴大小和药物分子浓度,所制备纳米晶的尺寸可以得到有效调控。同时,借助两亲性高分子构成的表面保护层,该种药物纳米晶在水相体系中表现出了良好的分散能力。而针对肿瘤靶向和渗透给药的难题,该团队进一步在纳米晶表面引入了兼具肿瘤靶向和穿透功能的功能肽段iRGD,由此利用肿瘤的高渗透/滞留效应以及iRGD对肿瘤细胞特异亲合性,实现了纳米晶在肿瘤组织中的定向分布。而在肿瘤渗透方面,该项研究对纳米晶瘤内渗透过程中的粒径效应进行了深入的研究,发现具有~10 nm粒径的超小尺寸纳米晶相对于~70 nm的纳米晶更具优势。特别是超小粒径纳米晶能够借助iRGD的渗透调节功能实现在肿瘤组织中的高效渗透扩散和肿瘤干细胞的清除。该发现打破了以往抗肿瘤药物递送体系中对于载体颗粒尺寸设计方面小于200 nm即可的固有思维,同时也帮助最终实现了极为理想的恶性肿瘤生长及转移抑制。

 相关工作得到了国家科技重大专项“重大新药创制专项”,国家科技部973计划以及“北京市科技新星”等项目的资助。