肿瘤特异性多级协同靶向的肽类树状大分子递送系统

恶性肿瘤是一类严重危害人类健康的常见病、多发病,占人类疾病总体死亡率的第一位或第二位。据2014年WHO报道,发病率四年中升高11%,2012年1410万病例,因癌症死亡人数高达820万。呈现发病率增加、年龄降低之趋势。而中国每年新增癌症病例(~312万,即每分钟有6人被诊断为癌症)占全球新增病例的20%以上,2020年将达到400万;年死亡~240万(每分钟5人死于癌症)。尽管免疫疗法等新技术已取得重要研究进展,然而手术、放疗和化疗依然是主要的临床治疗手段。自95年FDA批准了第一个抗癌的高分子药物递送系统以来,基于高分子材料及纳米技术的药物递送系统的研发与应用取得了极大的成功,不仅显著降低了化疗的毒副作用,而且极大提高了疗效。但是,人体内复杂而又玄妙的各种生理屏障对研发低毒高效的药物递送系统依然是十分严峻的挑战,其中新型高分子载体材料及其药物递送微装置的设计是成功研发的关键。

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四川大学国家生物医学材料工程技术研究中心顾忠伟教授研究团队成功研发了一系列基于生物感知与仿生分子工程的高分子纳米递送系统,例如开发肽类树状大分子类球蛋白的结构与功能特性,通过多元协同自组装、杂化自组装等策略,构建了仿病毒结构、多功能的纳米递送系统等等。近期,该团队针对如何有效地克服人体内诸多生理屏障这一重大难题,设计构筑了基于肽类树状大分子的一类具有类病毒侵染特性和恶性肿瘤特异性多级协同靶向的新型药物递送系统。相关研究结果发表在Advanced Functional Materials(2015, 25:5250-5260)

病毒结构和功能高度仿生的递送系统在血液循环中显示出优异的“隐身”功能,从而有效地防止了与蛋白的非特异性相互作用、延长体内循环时间,并由EPR效应而获得了肿瘤组织的被动靶向与富集。肿瘤组织弱酸性的微环境诱发了纳米载药系统表面负电荷转变成正电荷,增强了与肿瘤细胞的相互作用;而载药系统的主动靶向基团实现了受体介导的肿瘤细胞内吞;两者的协同作用大大提高药物在肿瘤组织与细胞内的积累。富含赖氨酸的超分子组装体之亚细胞靶向和对细胞核的递送特性,使药物有效地进入细胞核并使其凋亡。多重生理屏障级联穿越的综合功效,极大地提升了药物递送系统的体内抑瘤率,且大幅度降低了药物对心脏的毒性,显示出潜在的临床应用前景。该项工作为研发基于肽类树状大分子的低毒高效纳米递送系统提供了新的构筑思路与方法。