5月20日,上海交大医学院方超教授团队与美国纽约州立大学布法罗分校乔纳森•拉弗尔教授团队联合在国际期刊《纳米快报》在线发表了题为《纳米碗支撑的脂质体增强药物装载和递送》的论文。该研究在国际上首次建立了纳米碗支撑的脂质体系统,可以用于增强药物装载和递送,可以大大促进肿瘤的治疗。
脂质体药物的独特能力
脂质体是指将药物包封于类脂质双分子层内而形成的微型泡囊体,脂质体药物用于肿瘤临床已有20余年,然而这种纳米级的药物在临床抗肿瘤疗效并不理想。
方超教授告诉记者,从原理上说,脂质体药物在对抗肿瘤上应该具有独有的优势。首先游离药物半衰期很短,在血液循环中很快被清除,疗效较差,但是脂质体类药物可以延长药物在体内循环的时间,临床上给药的频率和给药浓度可以减少。其次,实体瘤快速增长,其血管发育不完全,血管内皮细胞间隙比正常细胞大,纳米大小的脂质体药物就可以像筛子下的颗粒一样掉进去,更好地靶向到达部位;其次,人体内淋巴的作用是协助身体内部的体液回流,但是实体肿瘤中的淋巴发育不完全,不太容易清除细小的脂质体药物,所以脂质类药物就容易富集到肿瘤部位,治疗效果良好。
但是为什么它在临床上的效果不好呢?方超介绍说,因为其有一个“软肋”,那就是容易“漏药”。如果放到几十倍,甚至几百倍,我们会发现人体内部是一个时刻轰鸣,浪潮涌动的动态巨型血色河流体系,纳米级的脂质体药物进入人体后,就像一条装着货物的小船在血流中翻腾,而血流中的不仅仅只有药物,还有很多蛋白,它们也在血流中行进,遇到脂质体药物,不免会发生剐碰,容易使得脂质体破裂,而快速血流中产生的剪切力,也会对脂质体外面的人工膜产生挤压作用,所以脂质体里面的药物就会一路侧漏,经常是到了目的地时,装载药物已经所剩无几。
加了个“碗”,减少药物侧漏
而两位教授想了一个绝妙的办法,让脂质体中的药物减少侧漏。他们构建了纳米尺度的碗状结构,将其撑在脂质体双分子层中,就像武侠小说中的“软猬甲”,让脂质体结构多了一个保护层。
方超说,纳米碗让脂质体结构的功能变得强大,纳米碗开口角为90-110°,开口面积占内水腔表面积的14.6-21.3%。与普通脂质体相比,既可显著增强药物的装载,还能有效抵抗血清蛋白碰撞和血流剪切力导致的药物泄漏。此外,刚性纳米碗可以抵抗硫酸阿霉素晶体对脂质体双层的破坏,并在高药脂比时仍获得高效装载。
动物实验研究结果表明,采用纳米碗支撑的脂质体药物摄取进入肿瘤细胞后,仍可获得快速、高效释放。
与普通阿霉素脂质体相比,加了“碗”的脂质体也具有更长的血浆半衰期,在治疗乳腺癌的实验中,方超团队发现更多的抗肿瘤药物被递送至4T1原位乳腺肿瘤部位,显著可以抑制肿瘤生长和肺转移,与未处理组(生理盐水组)相比,治疗组中位生存期(50天)延长率达108.3%。
方超介绍说,与传统的修饰或工程化脂质体表面或双层的现有脂质体稳定化方法不同,他们的工作仅将刚性纳米碗嵌入现有脂质体制剂的水腔中,这种简单有效的脂质体稳定策略很容易被推广应用,实现临床应用,相关技术已申请国内的发明专利。
这项简单有效的科研成果也获得学界广泛关注,相关论文发表当日就被美国化学会进行了新闻报道,并被10余家国际新闻媒体转载报道。
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