一种靶向共递送 ABT-199 和 ATRA 的仿生纳米平台通过抑制 DNA 损伤反应增强急性髓系白血病治疗

《International Journal of Pharmaceutics》：A biomimetic nanoplatform for targeted co-delivery of ABT-199 and ATRA potentiates acute myeloid leukemia therapy via DNA damage response suppression

尽管维奈克拉（ABT-199）具有临床应用价值，但其治疗急性髓系白血病（AML）的潜力仍受到疾病异质性的限制，这往往导致单药治疗的疗效降低。在此，我们证明全反式维甲酸（ATRA）可通过抑制DNA损伤反应来增强ABT-199诱导的细胞凋亡。为解决AML靶向药物递送方面的缺失并促进疗效的提升，我们通过将两亲性mPEG-ATRA共轭物与ABT-199共组装为胶束，随后用富集P-选择素的人脐静脉内皮细胞（活化后）膜进行包衣，工程化构建了生物拟态胶束HPAA，以靶向AML细胞上过度表达的CD44。所得HPAA胶束在MOLM13细胞中表现出增强的细胞摄取能力，摄取效率约为非靶向PAA胶束的2倍。因此，HPAA诱导了强烈的细胞凋亡和卓越的抗白血病效果，显著抑制了MOLM13细胞的体外增殖。在同源移植AML模型中，HPAA优先富集于骨髓定居的AML细胞。相应地，治疗显著降低了外周血、骨髓和肝脏中的MOLM13细胞负荷。本研究通过将主动靶向与ATRA作为Chk1抑制剂的新用途相结合以增强ABT-199的疗效，确立了HPAA作为AML治疗生物拟态纳米平台的广阔前景。急性髓系白血病（AML）是一种高度异质性的血液恶性肿瘤，具有高死亡率和预后不良的特点。四十多年来，标准诱导治疗一直依赖于阿糖胞苷和柔红霉素的联合方案（Pan等人，2014年）。高通量测序的最新进展揭示了AML中的存活信号通路和潜在药物靶点，加速了靶向治疗的开发。其中，B细胞淋巴瘤/白血病-2（Bcl-2）抑制剂维奈克拉（ABT-199）已成为一种极具前景的药物（Li等人，2019年）。它通过模拟促凋亡蛋白与Bcl-2的结合来诱导AML细胞凋亡，并显示出显著疗效，尤其是在不适合接受强化化疗的新诊断患者中（Issa等人，2023年；Mei等人，2019年）。然而，ABT-199的治疗潜力往往受到低反应率和高复发的限制（DiNardo等人，2019年；Pei等人，2020年）。这一限制主要源于AML的高度异质性，这通常使单药治疗效果不佳，从而推动了临床向联合策略的转变（Yilmaz等人，2020年）。检查点激酶1（Chk1）是DNA修复和凋亡调控中的关键调节因子，在AML细胞中常被过度表达（Sidi等人，2008年；Zhang和Hunter，2014年）。尽管Chk1抑制剂在临床前研究中显示出令人鼓舞的结果，但第一代Chk1抑制剂在临床试验中并未显示显著的临床获益（Dent，2019年）。一个有前景的途径在于推进Chk1抑制，无论是通过新一代选择性抑制剂还是通过优化合理的药物组合（Boudny和Trbusek，2020年）。例如，Chk1抑制剂与ABT-199在AML细胞中产生了协同细胞毒性（Zhao等人，2016年）。类似地，组蛋白去乙酰化酶抑制剂可以通过下调DNA损伤反应（DDR）相关靶点来发挥抗肿瘤作用，如在成人AML患者中普拉西他汀与阿扎胞苷的II期试验中所证实的那样（Garcia-Manero等人，2019年）。值得注意的是，全反式维甲酸（ATRA）是一种对急性早幼粒细胞白血病（APL）高度有效的分化诱导剂，也已被发现可通过调节Chk1表达来抑制DDR激活（Kumar，2011年；Wang等人，2020年；Wang和Chen，2008年）。虽然ATRA是APL的成熟治疗药物，但近期研究揭示了其在抑制AML中Chk1的潜力。这一发现尤为重要，因为Chk1通路的抑制已被证明可以与多种药物协同作用，包括ABT-199，以改善抗AML治疗效果（Li等人，2021b；Yu等人，2022年；Zhang等人，2022年）。然而，这一活性的治疗潜力仍有待探索。因此，我们假设将ATRA重新用于抑制Chk1可以敏化AML细胞对ABT-199的反应。然而，水溶性差、药物分布不可控以及制剂困难等主要挑战阻碍了这一联合策略的实施（Cafaro等人，2020年；Zhang等人，2016年）。共递送系统为解决这些问题提供了一个有前景的方案（Chen等人，2025年；Li等人，2025a；Li等人，2025b）。此外，当配备主动靶向基团时，这些系统可以进一步将药物浓缩于骨髓——AML的主要蓄积部位，这不仅从源头减少了白血病负荷，还抑制了其对周围器官的扩散（He等人，2025年；Liu等人，2023年；Wang等人，2023年；Zhang等人，2024年）。近期的研究进一步强调，无论是通过中性粒细胞介导的"搭便车"还是受体特异性结合，靶向共递送都可以显著增强药物在骨髓中的蓄积，为AML提供了一种新的强效治疗途径（Yue等人，2026年；Zhai等人，2025年）。在本研究中，我们证明ATRA和ABT-199的联合通过双重损伤DDR和线粒体功能障碍来增强MOLM13细胞的凋亡。为了将这一机制洞察转化为靶向治疗，我们工程化构建了一种生物拟态胶束（图1中的示意图）。该系统通过将聚乙二醇（PEG）与ATRA共轭来克服两种药物的固有疏水性，形成两亲性聚合物（mPEG-ATRA），该聚合物与ABT-199自组装为胶束（标记为PAA）。为实现对AML原始细胞的主动靶向，我们进一步用活化的人脐静脉内皮细胞（HUVECs）衍生的膜包衣PAA胶束，获得生物拟态胶束HPAA，该胶束天然表达高水平的P-选择素，能够特异性结合AML细胞上的CD44。HPAA因此建立了一个整合平台，将ATRA的重新利用与靶向共递送相结合，以增强抗AML疗效。ATRA由上海源叶生物科技有限公司提供。mPEG-OH由上海澎硕生物科技有限公司提供。ABT-199由成都麦克莱恩生物科技有限公司提供。凋亡检测试剂盒由上海翌圣生物科技有限公司提供。CD44和抗CD11b抗体由武汉 Proteintech集团制造。P-选择素、Bcl-2、C-myc、Caspase 3、c-PARP、Chk1、P-Chk1和γ-H2AX抗体来自生物拟态胶束系统HPAA通过多步骤程序制备，包括甲氧基聚乙二醇羟基（mPEG-OH）与全反式维甲酸（ATRA）两亲性共轭物的合成、将维奈克拉（ABT-199）负载形成PAA胶束以及主动靶向修饰。图1A的示意图显示了通过酯化反应合成两亲性mPEG-ATRA共轭物的过程。纯化的mPEG-ATRA共轭物通过薄层色谱法进行了分析ABT-199在AML中疗效有限需要创新的联合策略。本研究证明将ATRA重新用作Chk1抑制剂可以与ABT-199产生强效协同作用。为了利用这一协同效应实现靶向治疗，我们工程化构建了生物拟态纳米平台HPAA，该平台将ATRA和ABT-199的共递送（以自组装胶束形式）与P-选择素富集的内皮细胞膜介导的靶向递送相结合。这种设计实现了CD44介导的摄取本研究按照ARRIVE（动物研究：体内实验报告）指南进行。本研究经四川大学伦理委员会批准。不适用动物实验按照四川大学实验动物护理和使用机构委员会的指南进行，并经四川大学动物伦理使用委员会批准。作者声明他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系，这些利益或关系可能会影响本论文报告的工作。本工作得到四川省科技计划（2025ZNSFSC0682）、中国农业科学院科研系统——四川省兽药与药物创新团队项目（SCCXTD-2026-18）以及中央高校基本科研业务费的支持。臧智何｜徐玉林｜田志鹏｜陈东｜董子言｜朱思宇｜李曼｜郭蓉｜项兵｜何秦