可快速清除的纳米药物载体用于联合治疗恶性肿瘤并抑制其复发

随着纳米科技的高速发展,纳米材料有望在癌症治疗领域发挥重要作用。功能化的纳米材料可以作为药物载体,将抗癌药物靶向输送至癌变部位,并定点定量地释放药物,从而提高治疗效率,优化治疗效果。然而,当前的研究大多侧重于材料的功能性,而其在体内的代谢行为则往往被忽略。表面未经修饰的纳米药物载体经静脉注射进入体内后,通常会被免疫系统识别,最终被肝、脾等免疫器官捕获,并长期滞留在其中,无法顺利排出体外。一方面,这一过程导致纳米粒子的血液循环半衰期较短,降低了其到达肿瘤靶点的机会;另一方面,负载的具有毒副作用的抗癌药物以及纳米材料本身的毒性会带来潜在的安全隐患。

Smll—zhaoyanli

要使载药系统逃脱免疫系统的识别和摄取,常用方法是在材料表面修饰聚乙二醇(polyethylene glycol, PEG)。但是受修饰效率所限,通常难以获得高密度的PEG配体。最近,新加坡南洋理工大学赵彦利教授与复旦大学李富友教授带领的研究小组利用嵌段共聚物F108与氧化硅前驱物的溶胶-凝胶自组装过程,得到了聚合物-氧化硅空心复合纳米材料(hollow structured polymer-silica nanohybrid,HPSN)。F108是一种由聚环氧乙烷(polyethylene oxide, PEO)与聚环氧丙烷(polypropylene oxide, PPO)构成的两亲三嵌段聚合物,其中亲水的PEO段与PEG结构相同。由于HPSN表面的PEG配体是由F108的PEO链段经自组装形成,因此不受修饰效率的限制,具有极高的表面密度,可完全覆盖材料表面。HPSN经静脉注射后,有着长达15小时的血液半衰期,可以借助EPR效应经血液靶向肿瘤。活体实验证实,经尾静脉注射10天后,超过90%的HPSN可经肝胆途径,随粪便排出体外。与普通的胶束载药相比,这一其快速代谢的特性可以减轻其负载的抗癌药物紫杉醇的毒副作用。

Smll-zhaoyanli1

作为一种非侵入性的治疗方法,近红外光介导的光热治疗(photothermal therapy,PTT)在癌症治疗领域表现出了极高的潜力。在近红外光的照射下,光热试剂可以将光能转化为热能。由于肿瘤组织对温度较为敏感,局部高热可以有效地杀死癌细胞,使肿瘤消融。然而,光热治疗所产生的热量在肿瘤内部常常分布不均,部分癌细胞可能在术后存活并导致肿瘤复发。作为一种传统的癌症治疗方法,化疗(chemotherapy,CHT)可以作为辅助手段,克服恶性肿瘤在光热疗法后复发的问题。以高度恶性的鼠肉瘤S180为肿瘤模型的动物实验证实,使用HPSN作为药物载体,钯酞菁作为光热试剂,紫杉醇为抗癌药物的联合治疗可以抑制在光热治疗后的肿瘤复发现象。本工作为纳米载药材料在体内的滞留问题找到了一条新的解决途径,并通过化疗作为辅助手段抑制了光热疗法所带来的潜在癌症复发问题。该工作近期发表在Small(DOI: 10.1002/smll.201700963)上,赵灵之博士和袁薇博士为共同第一作者。