Trends Biotechnol：安全有效使用纳米材料抗癌？肿瘤异质性至关重要！
2018-05-05 Michael，Zoe 转化医学网
纳米粒子抗癌疗法日趋火热，而使用该治疗疗法所带来的有效性和安全性问题却有待解决。最新研究表明使用该抗癌疗法必须考虑灌注质量、癌症干细胞等级和可兑换性。其他重要因素还包括表观遗传学改变，增强渗透和保留效应以及网状内皮系统的影响。
纳米粒子抗癌疗法日趋火热，而使用该治疗疗法所带来的有效性和安全性问题却有待解决。最新研究表明使用该抗癌疗法必须考虑灌注质量、癌症干细胞等级和可兑换性。其他重要因素还包括表观遗传学改变，增强渗透和保留效应以及网状内皮系统的影响。
Wong及其同事综合分析了包括癌症在内的人类疾病的各种因素对纳米技术基因治疗的影响。这些研究人员强调了肿瘤模型系统在解决肿瘤特异性和异质性方面的重要性，这种异质性可影响与这种治疗干预形式有关新型抗癌手段的疗效和安全性。此外，该团队汇总了纳米粒子（NP）可能产生的问题。通过靶向癌症干细胞（CSC）可以改善NP疗法的功效和安全性。
这些干细胞是肿瘤的“致命弱点”，具有无限的增殖能力，可能是未来抗肿瘤一个重要的选择对象。这些抗放射和抗化疗细胞被认为在恶性肿瘤中很重要，需要纳入模型系统以被检测。将Ehrlich癌细胞系（包括具有其分化倾向变化的CSC）的混合培养物用于模型开发（将它们引入合适的免疫缺陷型小鼠后）以及用于药物测试。也可将这些细胞引入免疫小鼠中以评估肿瘤预后和递送构建体的疗效。
纳米材料抗肿瘤示意图
现有的干细胞模型也应该纳入模拟CSCs和非CSCs已知可互换性的动态当中去。在其他随机改变中，随机因素可以促成某些驱动突变的发生，这些突变可以赋予细胞克隆增殖和复杂进化机制的选择性优势。因此，单细胞测序技术的进步可以帮助评估这些突变的相对作用，以及可能导致癌症复发的表观基因组的改变。
此外，肿瘤灌注特征的变化需要构建基于人体组织的器官模型系统的3D灌注模型。这样的系统可以概括，至少部分是肿瘤肿块的癌症特异性生理学。这个模型系统可以在不顾及个体差异在肿瘤血管系统中的病理生理变化的情况下，更好地模拟肿瘤营养和气体交换。这样的模型可以使某些构造能够渗透到间隙空间。
肿瘤异质性模型
因此，将多官能化的NP系统与合适的刺激响应性接头缀合可以优化随NP粒子向肿瘤细胞的转移。此外，模型系统应该考虑表面标志物表达中的肿瘤特异性变化以此来设计可被这些细胞选择性吸收的NP构建体。另一方面，网状内皮系统的细胞对NP构建体的表面标记清除也是需要考虑的肿瘤特异性药代动力学和药效学因素。因此了解构成网状内皮系统的巨噬细胞和其他细胞上的标记分布变化是十分重要的。
这种分析还可用于微调NP构建体并更好地理解清除机制，从而明确NP构建体的循环半衰期。具体来说，尺寸，分子量，净电荷和表面特性是重要的决定因素，可以针对优化选择性靶向而设计。降低免疫原性可以减少不良反应。
因此，需要对冠状病毒进行特征分析，以优化各种癌症特异性药物的输送。其他改善肿瘤特异性策略包括涉及T细胞，巨噬细胞或间充质/神经干细胞的递送系统。然而，最佳的方案是参考肿瘤模型系统，根据肿瘤的时空异质性和微环境模拟生理学和病理生理学条件的情况来对投送系统加以改进。这种基于NP递送优化方法将为使用更精确的基因组编辑工具（例如基于CRISPR / Cas9的系统）递送基因构建体铺平道路。
原始出处：
P.K. Suresh，et al.Tumor Heterogeneity： An Important Determinant for Efficacy and Safety in Nanoparticle Anticancer Gene Therapy.Trends Biotechnol. 2018 May；36(5)：476-477.
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