2015年1月,药学院杜永忠教授课题组在国际著名化学杂志ANGEW CHEM INT EDIT上发表了题为《Antitumor Drug Delivery Modulated by A Polymeric Micelle having Upper Critical Solution Temperature》的研究文章。文章首次发现和报道了一种基于上临界溶解温度的新型药用材料,构建温度触发型纳米靶向给药系统用于提高抗肿瘤疗效。
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201411524/abstract
纳米靶向给药系统在肿瘤治疗领域得到了人们越来越多的关注,由于它能够将药物运送到靶部位,避免抗肿瘤药物的全身性分布,从而降低药物的毒性,提高其治疗指数。为提高药物的靶向效率,在体循环过程中药物从给药系统中的缓释是纳米靶向给药系统的基本要求,然而药物只有以分子的形式与靶点分子作用才能发挥其药理作用,且有研究表明肿瘤细胞对于短时间、高浓度的药物更为敏感。基于体循环过程中的药物缓释和靶点的药物快速释放的矛盾,纳米靶向给药系统,包括已上市的紫杉醇白蛋白纳米制剂(Abraxane)、脂质体(阿霉素、紫杉醇)制剂等均未能在抗肿瘤疗效上取得显著突破。虽然,近年有大量的研究者针对这一矛盾,开发了pH、温度、酶、光、超声等敏感型纳米靶向给药系统,但是这些敏感型给药系统,其响应具有时间依赖性,并不能实现药物的瞬间完全释放。
基于现有纳米给药系统存在的弊端,课题组开创性的设计并合成了具有上临界溶解温度为43 °C的温敏性胶束,这种新型温度敏感性胶束能够有效负载疏水性抗肿瘤药物碱基阿霉素,并且展示出了快速的刺激响应型药物释放行为:在低于上临界溶解温度(43 °C)时,药物呈缓释特征;而当温度升高到上临界温度时,胶束结构破坏形成溶液,药物瞬间完全释放。该胶束能够通过被动靶向(EPR效应)实现肿瘤组织的高度聚集,当肿瘤部位的温度(通过微波治疗仪实现,低频微波治疗为临床肿瘤治疗的辅助手段,其温度调控不受纳米给药系统的靶向效率和体内深入程度的影响)达到43 °C时,被运送到肿瘤部位的药物实现完全快速的释放,能高效地杀死肿瘤细胞;同时,由于温度升高过程中所造成的胶束粒径减小,有利于其向肿瘤深部的扩散,进一步提高其疗效。
设计并开发新型纳米给药系统用于高效肿瘤治疗是研究组的重要研究方向之一,文章的第一作者为2012级李伟硕直博生。课题受到国家自然科学基金和浙江省自然科学基金重点项目的资助。