综述:多糖载体作为口服结肠特异性药物递送系统用于结肠癌治疗

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:Nano Trends CS0.7

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  这篇综述系统探讨了多糖(如壳聚糖、果胶、藻酸盐)作为结肠靶向递送载体的应用优势,重点分析了其通过微生物触发释放机制增强药物生物利用度、降低全身毒性的潜力。文章详细比较了pH依赖型、时间依赖型和微生物激活型递送系统的设计策略,并阐述了纳米颗粒(NPs)和微球(MPs)等剂型在克服胃肠道屏障中的创新应用,为结肠癌的局部化疗提供了新思路。

  

多糖载体在结肠癌靶向治疗中的革命性应用

引言

结肠癌作为全球死亡率第三的恶性肿瘤,每年导致63.9万例死亡。传统静脉化疗存在全身毒性大、患者依从性差等问题。口服结肠特异性递送系统(OCDDS)通过多糖载体实现局部高浓度给药,成为研究热点。

结肠癌的病理特征

结肠癌多起源于腺瘤性息肉,经历10-15年恶变过程。分期决定预后:原位癌5年生存率达93%,而转移期仅8%。风险因素包括遗传突变、高脂饮食和慢性炎症,早期筛查和膳食纤维干预可显著改善预后。

口服结肠靶向递送策略

四大主流技术各具特色:

  1. 前药/偶氮聚合物系统:依赖结肠菌群酶解偶氮键释放药物,但受限于药物结构修饰难度。
  2. pH依赖系统:利用Eudragit?等聚合物在结肠pH(7.0-7.5)溶解,但小肠与结肠pH梯度重叠易导致早释。
  3. 时间延迟系统:通过惰性包衣层控制释放时滞,但胃排空时间个体差异影响定位精度。
  4. 微生物激活系统:果胶、壳聚糖等被结肠厌氧菌(如拟杆菌属)特异性降解,释放率与菌群丰度正相关。

纳米递送系统的突破

纳米颗粒(10-1000 nm)通过增强渗透滞留效应(EPR)在肿瘤部位富集。壳聚糖纳米粒(CS-NPs)表面修饰叶酸可靶向过表达叶酸受体(FR)的癌细胞,内吞效率提升3倍。研究显示,5-FU/亚叶酸钙共载CS-NPs在模拟结肠液中释放率达85%,显著抑制HT-29细胞增殖。

明星多糖载体解析

壳聚糖(CS)

  • 结构:β-(1,4)-N-乙酰葡糖胺线性聚合物,通过壳聚糖酶降解
  • 优势:阳离子特性增强黏膜黏附,使肠道滞留时间延长2.5倍
  • 创新应用:CS/三聚磷酸盐(TPP)纳米粒装载姜黄素,包封率>89%,结肠癌小鼠模型显示肿瘤体积缩小62%

果胶

  • 特性:α-(1→4)-D-半乳糖醛酸主链,低甲氧基果胶(DE<50%)与Ca2+
    形成"蛋盒"凝胶
  • 靶向机制:结肠菌群发酵产生短链脂肪酸(SCFA),促进抗肿瘤免疫
  • 临床前数据:阿霉素-果胶微球在结肠部位释放率67%,较普通制剂降低心脏毒性40%

藻酸盐

  • 凝胶行为:G区块与Ca2+
    交联形成三维网络,pH>7.0时溶胀
  • 协同设计:与Eudragit?S100双层包衣使胃部释放<5%,结肠释放>90%

挑战与展望

当前瓶颈包括:个体菌群差异导致释放波动(CV>30%)、多糖载药量普遍<25%。未来方向聚焦:

  • 智能响应系统:整合pH/酶双敏感水凝胶
  • 纳米-微米级联载体:CS纳米粒嵌入果胶微球,实现胃酸保护-结肠靶向级联释放
  • 菌群调控:同步递送益生元(如低聚果糖)稳定降解微环境

结语

多糖载体通过生物可降解性、微生物触发释放和黏膜黏附三重优势,正重塑结肠癌治疗范式。随着3D打印个性化制剂和AI辅助释放预测技术的发展,这类"天然智能"载体有望在5-10年内实现临床转化。

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