靶向递送新策略：培美曲塞功能化纳米粒增强结直肠癌化疗效果

《Pharmaceutical Research》：Active Targeting of Colorectal Cancer Using Chemotherapy-Loaded Nanoparticles Functionalized with a Folate Receptor-α (FRα) Ligand, Pemetrexed

本研究针对结直肠癌(CRC)化疗系统毒性大、靶向性差的问题，开发了培美曲塞功能化的叶酸受体-α(FRα)靶向纳米粒(TTNPs)，通过主动靶向策略显著提升紫杉醇(PTX)的肿瘤靶向性和抗肿瘤功效，为FRα阳性CRC治疗提供新思路。

　　

在全球癌症负担日益加重的今天，结直肠癌(Colorectal Cancer, CRC)作为第三大常见癌症和第三大癌症死亡原因，每年导致约5.3万人死亡，凸显出现有治疗策略的不足。当前CRC治疗方案主要依赖手术、放疗和化疗，但常用化疗药物如5-氟尿嘧啶(5-FU)和奥沙利铂(OX)等常伴随严重的神经感觉毒性、胃肠道毒性和中性粒细胞减少症等副作用。虽然纳米粒(Nanoparticles, NPs)通过增强渗透和保留(Enhanced Permeability and Retention, EPR)效应可实现被动靶向，但研究表明仅有不足1%的NPs能真正到达肿瘤部位，这使得主动靶向策略成为提高疗效的关键。

在这项发表于《Pharmaceutical Research》的研究中，Mohammad Alnatour团队创新性地利用FDA批准的抗叶酸药物培美曲塞(Pemetrexed)作为靶向配体，开发了一种新型叶酸受体-α(Folate Receptor-α, FR_α)靶向纳米粒。FR_α在37.1%的CRC病例中过度表达，且与预后不良相关，而培美曲塞对FR_α的亲和力是叶酸的两倍。研究人员通过开环聚合(Ring-Opening Polymerization, ROP)反应合成PLGA-PEG-培美曲塞聚合物，并制备负载紫杉醇(Paclitaxel, PTX)的肿瘤靶向纳米粒(Tumor-Targeted Nanoparticles, TTNPs)，系统评估了其在体外和体内对CRC的治疗效果。

关键技术方法包括：通过开环聚合合成PLGA-PEG-培美曲塞聚合物；采用单乳液法制备纳米粒；通过动态光散射和透射电镜表征纳米粒物理特性；利用流式细胞术和共聚焦显微镜评估细胞摄取；使用PrestoBlue^TM法测定细胞毒性；建立CT26荷瘤BALB/c小鼠模型进行体内成像和疗效评价；通过LC-MS/MS分析肿瘤内药物浓度。

聚合物合成与表征

研究人员成功通过ROP反应合成PLGA-PEG-培美曲塞聚合物(PLGA-P)，核磁共振氢谱(¹H-NMR)证实了聚合物结构，产率达71%。该聚合物可自组装形成均匀的纳米粒，为后续靶向递送奠定基础。

纳米粒制备与表征

TTNPs和非靶向纳米粒(Non-Targeted Nanoparticles, NTNPs)的流体动力学直径均为140-170纳米，多分散指数(Polydispersity Index, PDI)低于0.25，zeta电位约-19至-23毫伏。透射电镜(Transmission Electron Microscopy, TEM)显示纳米粒形态均匀，无显著形态差异。

细胞摄取研究

在表达FR_α的CT26结直肠癌细胞中，TTNPs的摄取率显著高于NTNPs，而叶酸预处理可阻断这种差异，证实摄取过程具有FR_α特异性。共聚焦显微镜进一步验证了TTNPs的细胞内定位。

体外抗肿瘤评估

在三种常用CRC化疗药物(5-FU、PTX和OX)中，PTX显示出最低的半抑制浓度(Half Maximal Inhibitory Concentration, IC₅₀)。负载PTX的TTNPs在浓度高于1000纳摩尔时表现出优于游离PTX的细胞毒性。

体内成像与疗效评价

在CT26荷瘤BALB/c小鼠模型中，DiR标记的TTNPs在肿瘤部位的积累显著高于NTNPs。治疗实验显示，PTX-TTNPs在抑制肿瘤生长方面显著优于PTX-NTNPs和Taxol^?，且所有治疗方案均未引起明显体重变化，表明良好的耐受性。LC-MS/MS分析证实TTNPs能提高肿瘤内PTX浓度。

讨论与结论

本研究成功开发了培美曲塞功能化的PLGA-PEG纳米粒，实现了PTX对FR_α阳性CRC的主动靶向治疗。虽然体外细胞毒性实验中TTNPs与NTNPs效果相当，但体内研究明确显示了主动靶向的优势，这归因于体内复杂的生理环境使靶向配体的作用更为突出。该平台不仅为CRC治疗提供了新策略，还可扩展至其他FR_α高表达癌症(如卵巢癌、肺癌等)的治疗。未来研究将聚焦于制剂参数优化、长期药代动力学和毒理学评估，以及与其他抗癌药物的联合治疗方案探索。