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西安交通大学吴道澄《AFM》:聚合物纳米粒子,用于高效的肿瘤光热/协同双药协同治疗
发布者: 吴道澄 | 2021-05-18 | 15229

与单一化疗相比,两种或多种治疗药物协同化疗可以提高治疗效果,减少药物用量,在肿瘤治疗中发挥着重要作用。然而,药物具有不同的性质,如溶解度、靶位点和体内代谢,在适当的时间将两种或两种以上的药物递送到肿瘤组织是困难的。一个常见的解决方案是使用纳米载体,它可以将药物递送到肿瘤部位,从而提高治疗效果,但是这种方法在实际应用中有几个明显的缺点,例如药物装载率低,调整两种或两种以上药物的比例以达到最佳协同治疗效果是困难的。最近,研究者们采取了诸多措施来克服这些缺点。其中,无限的药物配位聚合物(ICP)是一种非常有前途的无载体纳米药物体系,它利用配位键直接连接药物和离子,并能根据需要调节药物比例,制备条件温和,结构简单,可在三维空间内无限延伸。

  尽管这一递送体系解决了载药量低和的问题,然而,通过化疗来治疗肿瘤仍然存在很大的局限性。肿瘤物理治疗是用物理方法治疗肿瘤,比如光热疗法、光动力疗法、磁热疗等,可以克服传统化疗的不足。其中光热疗法(PTT)利用近红外光将光能转化为热能,可在短时间内快速清除肿瘤细胞,克服肿瘤复发,在治疗肿瘤方面受到广泛关注。但PTT在肿瘤组织中的红外分布不均匀,且治疗时间短。如果将PTT与化疗相结合,可以发挥各自的优势,克服各自的缺点,大大提高抗肿瘤效果。目前PTT/化疗结合的治疗往往是先进行PTT,再进行化疗,因为PTT在早期起关键作用,而在晚期,化疗至关重要。然而,晚期化疗多为单一药物完成,存在保留时间短、疗效单一、耐药等缺点。

  基于此,西安交通大学吴道澄课题组提出了一种名为“两期双增效肿瘤治疗(two-stage dual synergistic tumor therapy, TDTT)”的新策略,第一阶段PTT联合棉酚和绿茶多酚两种药物的ICPs光热/化疗协同治疗,第二阶段ICPs中的两种药物联合化疗。如示意图所示,研究者将棉酚和绿茶多酚与Fe 3+无限配位聚合物,掺杂1.3%光热剂IR780,再以包封具有肿瘤靶向能力的透明质酸(HA)为外壳,制备了负载IR780的透明质酸包裹棉酚-Fe(III)-儿茶酚无限配位聚合物纳米颗粒(HA@IRGFE ICP NPs),从而实现两阶段双协同的肿瘤治疗策略。

  

  Scheme 1. IR780负载HA@gossypol-Fe(III)-EGCG ICP 纳米粒子用于高效肿瘤光热/协同双药协同治疗的示意图。

  结果发现HA@IRGFE ICP NPs的直径为120.0±39.5 nm,具有靶向肿瘤的能力,可在肿瘤环境中快速释放。它们的光热转换效率大大提高,达到47.8%,TDTT的总联合指数为0.38,具有良好的协同治疗效果。这些HA@IRGFE ICP NPs具有低毒性和高耐受剂量(30.0 mg kg −1),肿瘤抑制率高达98.7%,60天内肿瘤复发率非常低(图1)。

  

  Figure 1. 体内抗肿瘤疗效:A)不同治疗组的肿瘤生长曲线(n = 8)。B)实验21天后各治疗组的肿瘤图片;C)第21天末肿瘤重量;D)治疗期间CL-1小鼠模型的体重;E)所有群体的生存曲线。F) 60天肿瘤复发率(n = 8)。

  结论:体外实验证明HA@IRGFE ICP NPs先释放IR780和ICPs光热/化疗协同治疗,然后ICPs中两种药物释放联合化疗,达到了两阶段双协同肿瘤治疗的效果。动物实验表明该方法的肿瘤抑制率高达98.7%,60天后肿瘤的复发率仅为12.5%,实现了肿瘤的高效的光热和双药ICPs协同治疗,因此在癌症治疗领域具有极好的应用潜力。

  来源:高分子科学前沿