卵巢癌纳米靶向药物治疗的研究进展
2015-03-21鲍圣芳李佳蕊
鲍圣芳,李佳蕊
卵巢癌病死率高,根据其病理及分期,常采用手术、化疗联合治疗[1]。目前卵巢癌的一线治疗方案为卵巢癌肿瘤细胞减灭术及紫杉醇和铂类联合化疗。而传统化疗药物对肿瘤缺乏靶向性,杀灭肿瘤细胞的同时也杀灭了正常细胞,骨髓抑制、电解质紊乱、肝肾功能损害、神经毒性等药物不良反应常见,有时甚至致命,严重影响患者的预后和生活质量,远期生存率堪忧。随着对纳米材料的深入研究,国内外学者发现纳米靶向药物抗肿瘤效果明显,能克服肿瘤耐药,药物不良反应显著减轻,已成为卵巢癌研究的新热点。现就纳米靶向技术在卵巢癌治疗中的研究进展进行综述。
1 纳米靶向药物
纳米靶向药物是直径约100 nm的载药颗粒。由于肿瘤组织血管内皮间隙为400~800 nm,相对于正常组织其内皮间隙大,纳米靶向药物能到达特定的肿瘤部位,并因实体瘤区别于正常组织的高通透性和滞留效应(enhanced permeability and retention effect,EPR),纳米靶向药物可以选择性聚集于肿瘤组织[2]。经过进一步修饰纳米颗粒表面、制备磁性纳米颗粒、递送基因片段、结合免疫疗法、联合超声技术,纳米靶向技术可分为被动靶向、主动靶向、磁靶向、基因靶向、免疫靶向和超声靶向。
纳米靶向药物具有以下优势。首先,纳米载体在递送定量药物的同时,药物不被降解,其动力学和生物学分布不改变,纳米载体结构及其对肿瘤的功能稳定;其次,被载药物释放速度可控;再次,纳米载体能利用EPR定位肿瘤组织,并能与细胞表面蛋白结合,如P-糖蛋白(P-gp),通过受体介导的胞吞靶向进入肿瘤细胞,克服了肿瘤多重耐药(multidrug resistance,MDR)[2]。其靶向性很大程度上减轻了传统化疗药物的不良反应。
2 卵巢癌中纳米靶向技术
2.1 被动靶向 被动靶向是通过对纳米载体的修饰和理化调整,利用EPR,使药物聚集于肿瘤组织,以延长药物在肿瘤组织中的分布及滞留时间,降低耐药发生。
目前有关卵巢癌被动纳米靶向药物的研究层出不穷。Wang等[3]采用聚乙二醇(PEG)、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA),制备递送血管生成抑制剂夫马吉欣的纳米颗粒,发现其血管靶向性和抑制人脐静脉内皮细胞系(HUVECs)及人卵巢癌细胞系(SKOV3)增殖转移的能力优于单纯的夫马吉欣,毒副反应也显著降低,对卵巢癌等依赖血管生长的恶性肿瘤治疗有进一步研究价值。同样采用PEG、PLGA材料,Amoozgar等[4]以双层PEG包裹的PLGA,制备球形纳米粒递送紫杉醇。相对于线性结构的PEG、PLGA共聚体,其载药量提高,药物释放曲线延长。低剂量腹腔内给药于耐紫杉醇荷瘤鼠后发现其寿命延长,未见毒副反应,这一低剂量、局部化疗的实现将有助于减少卵巢癌耐药的发生,改善预后。此外,金纳米粒(AuNPs)目前也被广泛应用于纳米药物的研究。Xiong等[5]用AuNPs搭载顺铂,明显提高了肿瘤鼠对低剂量顺铂敏感性,考虑是AuNPs递送顺铂能起到抗上皮间质转化、抗肿瘤干细胞、防耐药的作用。相对于用纳米颗粒递送单一的化疗药物,分层介孔二氧化硅纳米微球具备疏水亲脂性的碳核和亲水性的二氧化硅壳,其特有的疏水亲脂和亲水两亲性和分层介孔结构为多药联合治疗提供了条件,将其搭载亲水性的顺铂和疏水性的紫杉醇后,能显著杀灭卵巢癌顺铂耐药的SKOV3细胞[6]。
临床试验方面,美国食品和药物管理局(FDA)已批准白蛋白结合型紫杉醇(nab-PTX)用于卵巢癌、乳腺癌等多种恶性肿瘤的临床试验。一项nab-PTX 3周方案治疗铂类抵抗或铂类难治的复发性卵巢癌、腹膜癌和输卵管癌的Ⅱ期临床研究[7-8]和一项nab-PTX联合贝伐单抗治疗铂类抵抗或铂类难治的复发性卵巢癌、腹膜癌和输卵管癌的Ⅱ期临床研究[7,9]都提示了nab-PTX在具有较好缓解率的同时,没有出现不可耐受的不良反应,对治疗复发性卵巢癌具有一定优势,但这两项临床试验存在样本量小的问题,需进一步进行大样本随机试验评估。
2.2 主动靶向 主动靶向是指用特异配体(如抗体、肽链、适配体)修饰纳米载体表面,使之识别肿瘤细胞及其微环境,通过靶向分子与细胞表面的受体特异性结合,完成药物的定向运送,达到降低药物毒副反应的目的。
针对卵巢癌肿瘤细胞过度表达的表皮生长因子受体(EGFR),Wang等[10]以EGF修饰特异性顺铂纳米脂质体,体内外实验提示其药物靶向性强,与单纯的顺铂比较,抑制细胞增长、转移和诱导细胞凋亡能力更强,毒副反应明显减轻。Mir等[11]也采取主动靶向EGFR,制备了负载西妥昔单抗的激光免疫脂质体,结果提示该激光免疫脂质体能有效靶向杀灭人卵巢癌细胞系(OVCAR-5)。EGFR主动靶向这一技术对卵巢癌、肺癌、结直肠癌、前列腺癌等各类EGFR过度表达的肿瘤都有价值。而在主动靶向卵泡刺激素受体(FSHR)的研究中,Fan等[12]用FSHR修饰紫杉醇纳米颗粒后,相对于单纯的紫杉醇和非FSHR靶向的纳米颗粒,经FSHR修饰后纳米药物能靶向肿瘤细胞,增强紫杉醇的效率,纳米颗粒抗肿瘤细胞增殖和抗肿瘤效果更强,减轻了不良反应。对于叶酸受体(FR)过度表达的卵巢癌,Ganta等[13]用叶酸和钆修饰纳米乳胶颗粒(NEs)递送多西他赛发现,与单一的多西他赛相比,该靶向叶酸受体的NEs对SKOV3的半抑制浓度(IC50)明显降低;相比传统造影剂,其肿瘤组织中药物积聚时间延长,肿瘤对比显像效果增强。这一NEs不仅在FR阳性的卵巢癌和其他以多西他赛为标准治疗的肿瘤中具有研究前景,且其所具备的显像功能可以直接检测纳米药物的摄取和监控肿瘤进展。
2.3 磁靶向 磁靶向是指利用磁性纳米颗粒递送紫杉醇等化疗药物,起到靶向治疗卵巢癌的作用。四氧化三铁(Fe3O4)颗粒具有超顺磁性,能实现靶向定位肿瘤。Huang等[14]结合磁靶向和主动靶向技术,用靶向卵巢癌内皮糖蛋白的单链抗体修饰Fe3O4磁性纳米颗粒表面,制备出双重靶向的纳米颗粒,递送紫杉醇。体内外实验提示该纳米颗粒缓释性好,无明显毒性反应,相对单一靶向,其协助紫杉醇抑制SKOV3细胞生长的能力更强。多种靶向方式的结合应用正成为纳米靶向药物研究的新趋势。此外,在对电磁纳米颗粒(MENs)的研究中,Guduru等[15]制备特异MENs递送紫杉醇,在低能量磁场作用下,可杀灭大部分SKOV3细胞,同时对周围正常细胞没有影响。
2.4 基因靶向 基因靶向是指用纳米载体递送各类基因片段,增加目的基因进入细胞的同时,增强抵抗核酸酶破坏的能力。基因靶向的纳米颗粒也能递送化疗药物。在基因靶向多重耐药基因1(MDR-1)联合紫杉醇治疗卵巢癌的研究中,Yadav等[16]制备了包裹MDR-1基因的小干扰RNA(siRNA)和紫杉醇的特异纳米颗粒,结果显示siRNA增加了耐紫杉醇卵巢癌细胞系(SKOV3TR)中紫杉醇的积聚,增加了细胞凋亡,而紫杉醇对SKOV3TR细胞无明显作用。同样是递送siRNA来进行基因靶向,王欣然等[17]采用磁性介孔二氧化硅纳米颗粒(magnetic mesoporous silica nanoparticles,M-MSN),结果提示 M-MSN 具有良好的生物安全性,能使siRNA抵达并释放于SKOV3实验鼠的癌细胞质内,是siRNA的良好载体。同时M-MSN具有T2负增强效果,能提示肿瘤部位,是一种对卵巢癌兼具诊疗功能的纳米靶向药物。
2.5 免疫靶向 免疫疗法分为主动免疫和被动免疫。主动免疫是指将具有抗原性的肿瘤疫苗输注体内,刺激机体产生特异性抗肿瘤免疫。被动免疫是指将外源性免疫效应物质输入体内,该外源性物质将发挥抗肿瘤作用。近年树突状细胞(dendritic cells,DCs)疗法是抗卵巢癌免疫治疗领域的热点。作为机体内的专职性抗原递呈细胞,DCs能显著刺激初始型T细胞增殖。通过结合纳米技术,DCs诱导的抗肿瘤免疫效应进一步增强。Fang等[18]成功制备出肿瘤细胞膜包裹的聚合纳米颗粒,其表面抗原性与原肿瘤细胞相仿,稳定性好。在免疫增敏剂单磷酰脂质A的作用下,DCs刺激T细胞增殖效果明显。同时,因为同质黏附结合作用,其具有运载输送化疗药物的潜力。Cubillos-Ruiz等[19]也成功制备了一种新型的免疫靶向的纳米颗粒,能提升DCs所诱导的淋巴细胞对卵巢癌细胞的特异性杀伤作用,将其注射于肿瘤鼠腹腔后肿瘤进展延缓。
2.6 超声靶向 超声靶向破坏微泡技术是指在特定部位发射不同声强的超声波,当超声强度足够大时,血液中的微泡发生破裂,产生微射流和冲击波,使得周围血管壁或细胞膜表面出现穿孔,损伤血管内皮,增加血管通透性,提高外源物质到达指定部位的剂量,增强相应的生物学效应。张劲宜等[20]设计了黄体生成激素释放激素靶向的纳米微泡,能有效靶向并结合人卵巢癌OVCAR-3细胞。但是,通过其来完成超声破坏微泡靶向递送,定位释放紫杉醇治疗卵巢癌的研究仍在进行中。
3 问题与展望
纳米靶向药物在动物卵巢癌模型中抗癌效果表现突出,药物不良反应明显减轻。虽然nab-PTX已处于临床试验,但仍需大样本考察。总体而言缺乏人体试验。近年具有诊疗功能的纳米靶向药物正在开发中。不同靶向方式结合应用、多药靶向的研究也成为了纳米靶向药物研究的新思路。纳米载体的稳定性、载药量需要优化,药物包封率低、毒性、免疫原性以及远期不良反应等问题均需进一步验证。今后应进一步完善纳米靶向药物,完成更多的体内外试验,以使纳米靶向药物在卵巢癌等其他恶性肿瘤的治疗中起到更多作用。
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