综述:携手共进:两步式纳米颗粒递送推进癌症治疗

【字体: 时间:2025年05月06日 来源:Biochemical and Biophysical Research Communications 2.5

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  本文聚焦两步式纳米颗粒递送用于癌症治疗的研究。纳米生物技术虽发展迅速,但纳米结构在肿瘤组织积累不足限制其临床应用。两步靶向策略,如肿瘤预靶向和刺激敏感激活,可提升纳米颗粒在肿瘤中的积累,增强治疗效果,为癌症治疗带来新希望。

  

引言


纳米生物技术和分子肿瘤学的显著进步,让人们对癌症发生机制和靶向预防有了更深入的理解。化疗作为癌症主要治疗方法之一,正逐渐被基于化疗纳米制剂的疗法取代。纳米结构能将水不溶性化合物输送到细胞内,改变药物的生物分布和药代动力学,还可能实现靶向给药。然而,纳米结构在靶组织中的积累不足,导致其优势未能充分发挥,目前纳米颗粒(NP)在肿瘤组织中的平均积累量仅为给药剂量的 0.6% 。

为提高 NP 在肿瘤中的积累,人们开发了多种策略,比如基于受体 - 抗体(AB)相互作用的靶向递送系统。尽管已有超 100 种基于纳米结构的纳米制剂获批用于诊断和治疗,大量相关临床试验正在开展,但尚无靶向纳米结构获批用于癌症治疗。在过去二十年,众多提升 NP 体内性能的方法涌现,像用聚乙二醇(PEG)修饰 NP 表面、阻断单核吞噬细胞系统(MPS)等。

两步式肿瘤细胞靶向是提升 NP - 药物递送系统(DDS)体内性能的一种途径。其中常见的基于肿瘤细胞预靶向概念,利用两个适配分子间的受体 ? 抗受体相互作用。第一步,注入与适配系统某一成分相连的高剂量靶向分子,实现肿瘤细胞预靶向;第二步,给予经互补适配体修饰的药物纳米载体,促进其与靶向分子相互作用,实现药物靶向递送。这种方法能增强纳米药物的诊断和治疗效果,还可能克服耐药机制。此外,还有其他实现药物在肿瘤部位两步释放、激活或积累的方法,比如某些系统在肿瘤微环境特定条件下才被激活发挥作用,纳米机器人和生物计算机的发展也为提升 DDS 性能带来机遇。

本文将评估已开发的两步式 DDS 在体外(in vitro)和体内(in vivo)的效果,分析其优缺点及临床转化面临的挑战,并探讨新型适配系统的发展方向。

链霉亲和素 ? 生物素界面


链霉亲和素 ? 生物素系统是应用最广泛的两步式递送系统之一。生物素(维生素 B7,又称维生素 H)是一种水溶性 B 族维生素,分子量 244 Da,在糖异生、脂肪酸合成和氨基酸代谢等重要代谢过程中,作为羧化酶的关键辅助因子发挥作用。链霉亲和素是一种四聚体生物素结合蛋白。

讨论


纳米生物技术的快速发展催生了众多用于诊断和治疗药物的 DDS。与传统分子化合物相比,这些 DDS 具有卓越的物理化学性质,能够在纳米制剂中封装多种物质(包括水不溶性化合物),调节治疗药物的药代动力学和药效学,精准调整生物分布。

结论


本文系统研究了基于肿瘤预靶向概念的两步式 DDS,还简要讨论了受外部刺激激活、呈现两步结合动力学的智能材料。许多此类系统能显著提高肿瘤治疗中靶向纳米药物的疗效,使肿瘤积累量超过平均注射剂量 0.6% 的阈值。不过,部分为两步式递送预靶向设计的适配系统还存在问题。未来,还需进一步开发新型适配系统,优化纳米生物技术在肿瘤学中的应用,以实现更有效的癌症治疗。

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