周蕾+鐘濤+于海軍

惡性腫瘤,也就是通常所說的癌癥,是危害人類健康的重大疾病。現在早期實體腫瘤幾乎都可以靠手術治愈,但是手術切除對中晚期及轉移性腫瘤的療效往往不甚理想。化療是治療中晚期及轉移性腫瘤的主要方法之一,然而化療藥物對腫瘤組織的選擇性差,進入人體后無法控制它們精確地抵達腫瘤組織,而是可能分布于全身各組織和器官,對正常組織造成損傷,導致嚴重的毒副作用,所謂“殺敵一千,自損八百”。實現化療藥物的減毒增效是改善化療效果的關鍵,也是藥物研發人員的肩頭重任。
小“飛船” ,大舞臺
化療藥物在體內尋找腫瘤組織的過程,就如同人類的太空之旅,需要一艘“宇宙飛船”(載藥系統)將“宇航員”(化療藥物)運載到“目標星球”(腫瘤組織)。建造合適的“載藥飛船”,將抗癌藥物定點輸送到腫瘤組織,就有望提高療效并降低毒副作用。
納米是用來度量微觀世界的一個長度單位。一納米是一米的十億分之一,相當于人類頭發直徑的萬分之一。“納米載藥飛船”,顧名思義,就是利用納米技術制造的納米尺度的載藥系統。由于腫瘤細胞增殖迅速,易導致腫瘤微血管發育不完全,血管間隙增大,可以說是“豆腐渣工程”。根據腫瘤微血管的這一特點,科學家們已經構建了各種各樣的“納米載藥飛船”。這些載藥飛船體積很小,可以在全身血液循環中一路暢通無阻,到達腫瘤部位后通過血管間隙滲透到腫瘤組織并蓄積在腫瘤內。達到腫瘤靶向遞藥,改善療效和降低毒副作用的效果。
現有的“納米載藥飛船”主要包括脂質體、聚合物膠束、納米乳、納米粒和納米泡囊等,目前上市的納米載藥系統以脂質體為主。上世紀90年代,納米級的脂質體藥物已開始嶄露頭角,早在1995年,科研人員已經開發出阿霉素脂質體(Liposome doxorubicin)并成功上市。只是囿于當時的科技發展水平,納米藥概念并未引起重視。20世紀初,隨著科學技術的進展,納米載藥系統越來越被證明可以在提高藥效和降低毒副作用方面有所作為;同時,由于納米載藥系統粒徑很小,擁有較高的比表面積(指單位質量物料所具有的總面積),可顯著增加其載藥量,達到有效治療濃度;納米載藥系統也可以同時運送多種藥物,實現聯合治療的目的。科學家們相信,納米藥有望在抗腫瘤藥物的大家庭中占據一片江山。
共遞送,有優勢
納米藥物的一大優勢就是可以實現精確的“共遞送”。如前所述,傳統藥物在體內的分布相當“隨機”,藥物進入體內后“隨心所欲”地分布于全身各組織和器官。而“納米載藥飛船”有望解決這個問題。
定比例“派送” 聯合用藥在抵達腫瘤組織時需要維持一定的比例(如A藥:B藥= 5:3)方可達到最佳療效,但藥物進入人體后如不采取一定手段加以引導,很難控制其在腫瘤局部的濃度配比。用納米載藥系統,則可以將5分子A藥與3分子B藥置于一個納米粒中,只要釋放就是固定比例,可以說納米粒走到什么地方,就可以把藥物按理想的配比送到什么地方。這是以往的傳統制劑無法做到的。
定點“投遞” 抗腫瘤藥物往往有各種毒副作用,若讓其在體內隨意游蕩,會對正常組織器官造成傷害。將藥物“定點投遞”到腫瘤細胞,無疑可降低其毒副作用。納米載藥系統可以通過改變藥物固有代謝特點,實現化療藥物的定點投遞。腫瘤細胞表面往往有過度表達的特定蛋白受體,如果給納米載藥飛船裝上“導航系統”,智能識別這些蛋白受體,“導航系統”與蛋白受體一對一結合,就可實現對腫瘤細胞的靶向遞藥,實現精準治療,改善療效。
而現代科技的發展,可說是精益求精,納米載藥系統雖然體積極小,但還有比它更小的磁性顆粒,只要在“納米載藥飛船”中裝幾個磁性“乘客”,就可利用磁性醫療儀器(如磁共振成像系統)將藥物引導到病灶部位,予以釋放。
小身材,高智能
納米載藥系統的另一優勢體現在它的“高智能”上,智能納米藥正是現在制藥科技發展的一個充滿希望的大方向。何謂智能?科學家們通過對“納米載藥飛船”構造材料的選擇以及后期加工處理,還可以使納米載藥系統對病灶部位特殊病理環境(如酸、酶等),或者光、熱、磁、超聲等物理刺激產生響應,從而有效克服人體及腫瘤組織的多種生理屏障,實現在病灶部位靶向遞藥和可控釋放。
超聲介導的納米載藥系統與磁性納米粒都是目前臨床較為認可的模式。我們知道,不同的聲波可以使不同狀態的物體產生振動,在納米飛船中裝入氣泡“乘客”時,可以利用一定的超聲頻率,在特定部位使氣泡發生振動,繼而產生熱量,擴大的氣泡將會撐破納米粒,使藥物在特定部位釋放,實現“定點爆破”。
而激光也同樣可起到“爆破”納米粒的作用。對于一些雖已達到局部病灶,但無法自行釋放藥物的納米粒,可以在納米粒中放入特殊的光敏“乘客”,在光纖或內窺鏡的導引下,設法給予激光刺激,利用光熱效應或光動力效應,促進藥物釋放,達到定點給藥的目的。
這其中,借助于超聲和磁性介導的“納米載藥飛船”更為常用,它們都可以達到定點釋藥的功能,且超聲和磁共振設備都是臨床常用的儀器,可在發現病灶的同時做到對病灶的定點給藥治療,實現診療一體化的目的。如今,各類由超聲、磁,以及激光等物理介質介導的納米藥物,已成為智能納米藥物開發的前沿,有望在不久的未來,為人類健康作出貢獻!
毋庸置疑,納米載藥系統的小體格中蘊藏著巨大能量,在廣大科研人員的努力下,它必將在腫瘤化療這一廣闊舞臺上大放異彩。
常見納米藥物載體類型
納米脂質體
粒徑控制在100納米左右,并用親水性材料如聚乙二醇進行表面修飾的納米脂質體,對減少肝臟巨噬細胞對藥物的吞噬、提高藥物靶向性、阻礙血液蛋白質成分與磷脂等的結合、延長體內循環時間等具有重要作用。納米脂質體也可作為改善生物大分子藥物的口服吸收以及其他給藥途徑吸收的載體。
固體脂質納米粒
是由多種類脂材料形成的固體顆粒,其性質穩定,制備較簡便,具有一定的緩釋作用,主要適合于難溶性藥物的包裹。
納米囊和納米球
主要由生物降解高分子材料制備。根據材料的性能,適合于不同給藥途徑藥物的緩控釋作用。
聚合物膠束
這是一類新型的納米載體。因為具有親水性外殼及疏水性內核,適合于攜帶不同性質的藥物,親水性的外殼還具備“隱形”的特點。