Trends系列綜述：納米藥物在癌症精準治療方面的發展

2017年Cell旗下的Trends inBiotechnology 發表了一篇題為「Breaking Down the Barriers to Precision Cancer Nanomedicine」的綜述。闡述了納米藥物在精準治療癌症方面獲得的成果、面對的挑戰和未來的發展趨勢。

納米藥物在治療人類癌症提供了獨特的優勢。然而，在正常和疾病組織之間生理和病理障礙，在個體間是高度可變的，往往阻礙其有效性。人體擁有對特定的納米粒子的本能反應，當它與腫瘤微環境中獨特的病理特徵相結合時，會嚴重限制納米藥物在腫瘤中的應用。此外，隨著癌症免疫療法的成功，了解納米免疫的相互作用和開發免疫智能癌症納米藥物，可以利用人體的免疫功能日益成為臨床相關的藥物。因此，對於天然和獲得的納米生物學過程的重要新有更好的理解，會決定納米藥物的命運，對於開發更有效的個性化平台治療癌症患者是不可或缺的。

作者們在此綜述中的目的是突出一些在癌症納米藥物開發中要面對的重要生物學屏障，以及到目前為止已經克服它們獲得的進步。更好地理解影響系統遞送納米粒子效率的生物學過程將有助於開發臨床兼容的納米藥物。

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納米材料介導治療癌症已獲得的成果

納米材料介導治療癌症已在過去的二十年中被集中深入地研究。納米技術的最新進展讓具有獨特的物理特性和表面化學的複雜納米結構的工程成為可能。這些進步在產生一類新的癌症療法方面顯現出巨大的潛力，相對於傳統的治療劑具有獨特的功效。FDA最近批准的幾個納米藥物已經在臨床上應用，治療多種類型的癌症（見下圖）。

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在一些生理系統中的挑戰

然而如果以下靶向的納米藥物遞送有局限性，比如分布和清除的問題不解決，在採用納米藥物治療常規癌症方面仍不會非常有效。該文獻概述了在一些關鍵的生理系統的挑戰：

網狀內皮系統（RES）：也被稱為單核巨噬細胞系統（MPS），在納米粒子清除中起著關鍵性的作用。改性的表面化學能夠防止血清蛋白吸附到納米微粒上，這對於減少它們被非特異性吸收到正常組織中非常關鍵，從而達到相同的治療效果但降低了總的給藥量。另一個最小化納米粒子非特異性清除的方法是將它們用從紅細胞或白細胞衍生的仿生塗層包裹。

腎系統：除了網狀內皮系統，納米粒子的葯代動力學也通過腎超濾系統過濾過程調節。納米粒子的分泌取決於它們的大小、形狀和電荷。粒徑和電荷都是影響納米粒子腎清除率的重要參數。球形納米結構受制於寬窄的判別參數：粒子≤6nm時有較好的腎清除率，≥8nm時較難清除。

血腦屏障：血腦屏障阻止了近98%的分子的運輸，對中樞神經系統惡性腫瘤的藥物遞送是一個重要的挑戰。實現中樞神經系統滲透性策略的方法包括生化修飾藥物提高其血腦屏障的滲透性或通過鼻部遞送，包括直接內腦室或腦內注射、輸液或移植等微創手術以及臨時中斷血腦屏障。但這些方法可能會增加腦感染，損傷和毒性的風險，並經常導致不均勻的藥物分布。尤其要注意的是納米粒子到達大腦後不易被清除，會引起積累的神經毒性。

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將來癌症納米藥物精準治療的趨勢

納米粒子表面化學是從傳統的合成聚合物發展到生物啟發的戰略，包括細胞膜和自我識別肽，以盡量減少納米粒子的非特異性攝取。這些新的表面塗層策略代表了一種新的方式來設計生物惰性或響應的納米粒子。

各種策略正在研究開發智能納米材料，可以取決於當地的環境自適應地改變，靈感來自響應不同刺激的蛋白質構象變化。這些生物應答納米材料可能導致根據獨特的生物條件精準納米藥物的定製。

免疫相互作用納米材料是抗腫瘤免疫應答的另一個研究領域。這些納米材料提供了新的和更有效的方法來提供免疫刺激劑，以促進抗腫瘤免疫。

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