实验性纳米药物将化疗药物直接输送到小鼠的肿瘤

芝加哥大学医学综合癌症中心的研究人员研发出一种纳米药物，可以增加化疗药物在肿瘤组织中的渗透和积累，有效杀死小鼠体内的癌细胞。

这项研究发表在《科学进展》杂志上，探讨了化疗的一个局限性。尽管化疗是大多数癌症的主要治疗选择，但大部分药物在到达肿瘤组织之前就被体内的酶迅速分解或被肾脏迅速清除。此外，系统中的大量药物会到达健康组织，从而引起毒性副作用。

为了克服这一挑战，一种新兴方法是将化疗药物包装成纳米颗粒。这些颗粒非常小，即使在显微镜下也看不见，可以将化疗药物直接运送到肿瘤处。尽管纳米药物前景光明，但它在将药物沉积到肿瘤细胞中的能力方面仍需要显著改进。

芝加哥大学詹姆斯·弗兰克化学教授林文斌是开发用于医学成像和药物输送的纳米粒子的先驱。他的实验室的新研究报告了一种增强纳米药物效果的新方法，该方法在小鼠身上被证明是有效的，他们希望将其转移到临床前测试。

更好的船只

化疗药物通过血管进入邻近的肿瘤组织，到达肿瘤细胞。但癌细胞经常会招募附近的血管来侵入其他组织，而这些匆忙产生的血管通常是不正常的——这会产生不规则的血流模式，使药物难以有效穿透肿瘤组织。

科学家们研究了一种称为 STING 的特殊通路，用于刺激干扰素基因。STING 激活会破坏肿瘤血管系统(血管排列)，并增加肿瘤附近血管的渗漏。但之前激活 STING 的尝试未能取得预期结果。

林和他的团队设计了一种微小的聚合物，可以同时包裹 STING 和化疗药物。这充分利用了 STING 激活剂的独特属性，将它们与化疗药物一起输送，其理念是 STING 激活会增加肿瘤周围血管的通透性，从而增强化疗的效果。

林说：“我们发现了一种新方法，利用 STING 激活剂破坏肿瘤血管，从根本上增强药物向肿瘤的输送，而不会增强药物向其他组织的输送。”

“STING 激活剂本身的效果并不是很好，但通过创建纳米药物，我认为这也可以使 STING 激活剂单独或组合发挥作用，我认为这是一个重要的贡献，”芝加哥大学丹尼尔 K. 路德维希杰出服务教授、放射和细胞肿瘤学主任、新研究的资深作者 Ralph Weichselbaum 说。

研究小组在小鼠体内评估了该疗法对多种肿瘤的抗肿瘤效果，发现其具有较强的抗肿瘤作用，肿瘤生长抑制率高，治愈率高。

“我们注意到，由于辐射会导致双链断裂，因此辐射会像激活病原体一样激活 STING，而且重要的是，STING 激动剂可能对癌症治疗有用，”Weichselbaum 说。

科学家还指出，STING 可能具有除血管通透性之外的其他作用。STING 通路被入侵的病原体(如细菌、病毒和癌症的异常 DNA)激活，并驱动炎症反应以清除有害细胞。STING 激活还会增加 T 细胞的浸润，并将免疫学上“冷”的肿瘤转变为所谓的“热”或发炎的肿瘤，使它们对免疫治疗剂(如免疫检查点抑制剂)更具反应性。

这项工作是芝加哥大学物理科学部和生物科学部长期合作的成果。

“能够与林博士合作是我职业生涯的亮点之一，因为他在利用纳米粒子设计解决临床问题方面的专业知识让我受益匪浅”，魏克塞尔鲍姆说道。

林说：“下一步是进行更多的验证研究，准备扩大该技术的规模，并希望在人体上进行测试。”