Small:多功能聚多肽纳米粒用于肿瘤的SPECT/CT双模态成像和靶向放疗

纳米诊疗试剂能用于诊断疾病、监控疾病治疗进程以及增强治疗效果,在生物医疗领域受到了广泛的关注。基于单光子发射计算机断层扫描/计算机断层扫描(SPECT/CT)的双模态成像技术能综合利用SPECT成像获取的功能信息和CT成像获取的解剖结构信息,在纳米造影剂的帮助下已被用于多种肿瘤和心血管疾病的高效、快速和无创诊断研究。尽管这些纳米造影剂能明显促进诊断成像的分辨率,但其临床转化还面临一些挑战,例如繁琐的键合、不稳定的包载、需要两个或两个以上的成像元素、以及无机纳米粒子可能导致的毒性等。最近,含放射性元素的纳米试剂被开发用于肿瘤的放疗,展现出了良好的体内稳定性和容易功能化的性能,但其生物相容性往往较差,且肿瘤选择性不足,容易导致较强的毒副作用。

近期,苏州大学生物医用高分子材料重点实验室钟志远课题组设计构建了具有良好生物相容性和稳定性的聚多肽纳米平台(PThyN),用于体内SPECT/CT双模态成像和肿瘤的靶向放射治疗。PThyN是用聚乙二醇-b-聚四碘甲腺原氨酸(PEG-PThy)两亲性嵌段共聚物自组装方便制备,其具有含碘量高(49.2%)、尺寸小(65 nm)、生物相容性好、制备简单和稳定性高等优点。与临床广泛使用的CT造影剂碘海醇和碘克沙醇相比,PThyN具有等渗透压、低粘度和较长的血液循环时间。PThyN在体外具有与碘海醇相当的CT射线衰减效率,但在体内对心血管和软组织表现出明显增强和延长的CT信号。cRGD官能化的PThyN(cRGD-PThyN)能选择性地靶向到αvβ3高表达的皮下B16F10黑色素瘤和原位A549肺癌,显示出明显增强的CT信号。而且,PThy聚多肽侧链苯环上的碘能通过碘置换反应方便引入放射性核素125I和131I,从而可制得放射性核素标记的125I-PThyN和131I-PThyN纳米粒。125I-PThyN作为SPECT/CT成像的造影剂,可方便地用作体内肿瘤成像以及生物分布的监测。131I-PThyN可用于肿瘤的放射治疗,体内治疗实验显示131I-cRGD-PThyN能较好地抑制B16F10黑色素瘤的生长,抑瘤率高达89%,且没有引起明显的毒副作用。 

该工作为疾病的诊断和放疗提供了一种独特、通用和易转化的聚多肽纳米平台。相关工作以“Nanoagents Based on Poly(ethylene glycol)-b-Poly(L-thyroxine) Block Copolypeptide for Enhanced Dual-Modality Imaging and Targeted Tumor Radiotherapy”为题发表在Small (DOI:10.1002/smll.201902577)上,第一作者为顾晓雷博士,通讯作者为钟志远教授和邓超教授。