纳米微粒投药明显改善化疗效果

2012-04-09 赵路 中国科学报

   图片来源:J. Hrkach等,《科学—转化医学》   化疗药物就像一把散弹枪。尽管医生瞄准的仅仅是肿瘤,但这些药物还是会击中身体的其他许多地方,并造成副作用,例如骨髓损伤和脱发。为了改进他们的方法,研究人员曾试图将这些药物打包装入中空的纳米级容器中,从而使它们能够直接奔向肿瘤,同时绕开健康组织。然而这些“纳米微粒”的大小、形状和构成能够彻底影响它们在哪里以及何时起作用。如今

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图片来源:J. Hrkach等,《科学—转化医学》
 
化疗药物就像一把散弹枪。尽管医生瞄准的仅仅是肿瘤,但这些药物还是会击中身体的其他许多地方,并造成副作用,例如骨髓损伤和脱发。为了改进他们的方法,研究人员曾试图将这些药物打包装入中空的纳米级容器中,从而使它们能够直接奔向肿瘤,同时绕开健康组织。然而这些“纳米微粒”的大小、形状和构成能够彻底影响它们在哪里以及何时起作用。如今,科学家对约100种不同纳米微粒制剂的前景进行了调查,进而发现与单独使用药物相比,一种传统的化疗药物被包裹进这些最佳的纳米微粒后,能够在动物对抗前列腺癌的过程中发挥更大的疗效。
 
这些新的研究成果并不是第一次昭示纳米微粒疗法治疗癌症的希望。差不多已有12种小“药丸”正在进行临床试验。但是研究人员仍在努力筛选这些纳米微粒的大小和构成,从而能够以最佳效率向肿瘤递送药物。在当前的研究中,由美国麻省理工学院(MIT)的化学工程师Robert Langer、哈佛医学院的医师Omid Farokhzad,以及BIND生物医学公司的生物化学工程师Stephen Zale领导的一个30人研究小组,决定采用一种更为系统的研究方法。
 
与研究构成这些微粒的所有类型的生物材料不同,研究人员从已经被美国食品与药物管理局(FDA)批准使用的6种不同的材料,以及一种已获批准的抗癌运载化合物多西他赛入手。他们随后改变了10种不同的参数,包括能够捕获多西他赛的微粒的大小,用来遮蔽微粒免遭免疫系统攻击的化学基的密度,化合物用来使微粒瞄准目标肿瘤细胞的额外表面积,微粒携带的多西他赛数量,以及微粒分解和释放药物的速度。
 
在对超过100种不同纳米微粒药物制剂进行初步评估后,Langer及其同事选定了一种包含有100纳米微粒的设计,这种微粒由一种可生物降解的聚合物PLA与一种PEG外衣——另一种很容易绑定水分子并帮助微粒躲避免疫系统的聚合物——联合构成。一些PEG链同时还被一种名为ACUPA的小分子的拷贝所覆盖,从而能够与在前列腺癌细胞表面过度表达的受体分子相结合。
 
在小鼠、大鼠和猴子体内进行的测试表明,在24小时内,与标准的多西他赛注射所能产生的效果相比,用纳米微粒传输多西他赛产生的血药浓度是前者的100倍,并且在肿瘤上积聚的药物也是前者的10倍。在较早前对17个人进行的一项临床安全试验中,研究人员发现药物在肿瘤上积聚,并且其临床毒性只相当于通常规定的多西他赛剂量毒性的20%。研究人员在4月4日的《科学—转化医学》杂志网络版上报告了这一研究成果。额外的临床试验正在测试增加剂量后的结果,迄今为止,尚未观测到新的毒性。
 
教堂山市北卡罗来纳大学的化学家、纳米微粒药物专家Joseph DeSimone认为:“这是一种重要的研究成果,是一个了不起的前进方向。”这项研究表明,在纳米微粒内部投递药物具有改善许多受副作用所限的常规癌症药物和其他方法疗效的潜力。他说:“当你改变药物的投递方式,你便从根本上改变了最终的结果。”    

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