基于抗BMPR-AI scFv功能化金纳米棒共递送厄洛替尼与喜树碱的靶向纳米药物治疗非小细胞肺癌研究

本研究针对非小细胞肺癌化疗效果受限的难题，开发了一种新型靶向纳米药物系统。通过将硅壳金纳米棒功能化重组抗BMPR-AI单链抗体，实现了厄洛替尼(ELT)和喜树碱(CPT)的协同递送。该系统显著增强了对A549癌细胞的靶向性和凋亡诱导效应，同时降低对正常肺纤维细胞的毒性，为肺癌靶向治疗提供了新策略。

　　

肺癌是全球范围内发病率和死亡率最高的恶性肿瘤之一，其中非小细胞肺癌(NSCLC)占所有肺癌病例的85%以上。尽管近年来靶向治疗和免疫治疗取得了显著进展，但晚期NSCLC患者的五年生存率仍然不容乐观。传统化疗药物如厄洛替尼(Erlotinib, ELT)和喜树碱(Camptothecin, CPT)在临床应用中面临诸多挑战：水溶性差、生物利用度低、缺乏肿瘤靶向性以及严重的毒副作用等问题，限制了其治疗效果。更为重要的是，单药治疗容易产生耐药性，导致治疗失败。

针对这些难题，伊朗设拉子大学的研究团队开发了一种创新的纳米药物递送系统。该研究利用金纳米棒(Gold nanorods, Au-NRs)独特的光学性质和易于功能化的特点，通过硅壳包覆和抗体修饰，构建了一种能够同时递送两种化疗药物的靶向纳米平台。该研究成果发表在《Biomedicine 》期刊上，为非小细胞肺癌的联合化疗提供了新的解决方案。

研究人员采用的主要技术方法包括：种子介导法合成CTAB功能化金纳米棒，通过硅烷偶联剂进行硅壳包覆和表面功能化；利用分子克隆技术构建抗BMPR-AI单链抗体(scFv)与麦芽糖结合蛋白(MBP)的融合表达系统；通过化学偶联将喜树碱共价连接至纳米载体表面，同时通过物理吸附负载厄洛替尼；采用细胞实验评估纳米制剂的细胞毒性、细胞摄取和凋亡诱导效应；使用高分辨透射电镜(HR-TEM)、能量色散X射线光谱(EDS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等技术进行纳米材料的表征分析。

研究结果方面，通过"SiO₂@Au-NRs的合成与表征"研究，成功制备了尺寸均匀的硅壳金纳米棒(平均长度33.63±5.38 nm，硅壳厚度2.08±0.08 nm)，表面电荷从+43 mV转变为-1.93 mV，提高了生物相容性。"CPT@Au-NRs的合成与表征"表明，喜树碱通过酯键成功偶联到纳米棒表面，药物负载效率达到52%。"ELT的体外释放评估"显示，纳米系统在pH 5.0条件下24小时释放76.7%的厄洛替尼，而在pH 7.4条件下仅释放60.8%，体现了pH响应性释放特性。"MBP-scFv重组融合蛋白的克隆、表达与纯化"成功构建了表达系统，在ZYM5052自动诱导培养基中获得可溶性MBP-scFv融合蛋白，纯度超过95%。"融合蛋白功能的初步评估"通过细胞ELISA验证了MBP-scFv与BMPR-AI受体的特异性结合能力。"纳米药物的胶体稳定性"研究表明，CPT/ELT/scFv@Au-NRs在缓冲液中1小时内保持76%的稳定性。"体外细胞毒性评估"结果显示，靶向纳米制剂CPT/ELT/scFv@Au-NRs对A549细胞的毒性显著高于游离药物和非靶向纳米制剂，IC₅₀值降低约50%，且对正常MRC-5细胞毒性较低。联合指数(CI)分析表明CPT与ELT具有协同作用(CI<0.5)。"细胞摄取评估"证实scFv功能化显著增强了纳米颗粒的细胞内在化，荧光强度比非靶向组提高2.5倍。"流式细胞术凋亡分析"显示CPT/ELT/scFv@Au-NRs处理组凋亡细胞比例达到91.2%，显著高于各单药处理组。

研究结论表明，该靶向纳米药物系统成功实现了以下突破：通过硅壳金纳米棒载体同时负载两种化疗药物，提高了药物稳定性和生物利用度；利用抗BMPR-AI scFv实现了对肺癌细胞的特异性靶向，减少了脱靶毒性；pH响应性释放特性确保了药物在肿瘤微环境中的选择性释放；两种药物表现出显著的协同抗肿瘤效应。该研究为非小细胞肺癌的靶向联合化疗提供了新的思路，具有重要的临床转化价值。然而，研究仍存在一些局限性，如缺乏体内实验验证长期疗效和安全性，未来需要进一步开展动物实验和毒理学研究，推动该纳米平台向临床应用迈进。