進入 21世紀,由于環(huán)境污染、飲食改變、精神壓力等一系列因素,導致全球腫瘤發(fā)生率日益升高,而傳統(tǒng)手術、放化療在近20年來對腫瘤患者存活率的提高沒有顯著提升,因此,新型的腫瘤治療策略和手段極為迫切。
近年來,免疫治療被譽為人類最有希望攻克癌癥的手段,是癌癥患者的希望,從PD-1到CAR-T,免疫治療令晚期腫瘤病人看到希望。但免疫治療并不適合所有病人,仍與人們所期待的理想狀態(tài)有較大的差距,更有效的腫瘤綜合治療手段依然為臨床迫切需要。
載藥囊泡治療腫瘤技術由我國自主研發(fā)、擁有獨立知識產權,并已經取得了中國和美國、歐盟的專利授權。它以腫瘤細胞來源的囊泡作為化療藥物載體,具有合理的顆粒大小和較強的腫瘤細胞親和力,能夠靶向性選擇腫瘤細胞,有效的將微量化療藥物輸送到腫瘤細胞(包括腫瘤干細胞)核內,殺傷腫瘤細胞,并重塑腫瘤部位免疫微環(huán)境,以期達到有效治療與控制惡性腫瘤的目的。
這是一項國際創(chuàng)新的理論和技術,有機結合了靶向治療、生物治療和化療技術,是腫瘤全新的綜合治療模式,可達到低毒、高效和長效免疫的效果,為腫瘤治療的長期緩解帶來曙光。
化療是臨床腫瘤治療的最主要手段,但因其毒副作用大和腫瘤細胞的耐藥而廣受詬病。其實,如果能夠讓足夠量的化療藥物進入腫瘤細胞內,化療藥物的確能夠殺滅所有的腫瘤細胞,但這需要非常有效的靶向化療藥物的手段。
因此,人們開始尋求靶向化療藥物的相關技術手段。伴隨材料科學、合成化學的發(fā)展,新型納米材料技術近年來得到飛速發(fā)展。研究人員利用大分子的聚合物制備出納米載體對化療藥物進行包裹,選擇性投遞給腫瘤細胞,提高化療藥物對腫瘤細胞的靶向性,并降低化療藥物對正常細胞的殺傷。
目前已經有大量的納米類抗腫瘤藥物進入了臨床試驗階段,部分藥物已經正式應用于臨床。目前已進入臨床市場的納米類化療藥物包括脂質體(liposomes)類藥物和白蛋白載體類藥物。
脂質體是一種人工膜,其磷脂分子親水頭部插 入水中,脂質體疏水尾部伸向空氣,攪動后形成雙層脂分子的球形脂質體,直徑25-1000nm不等。
臨床上應用的脂質體類化療藥物,是利用人工合成的脂質體將化療藥物包裹在脂質體封閉的腔內,一般直徑小于100nm。雖然脂質體類化療藥物在一定程度上降低了對機體的毒性作用,然而其化療的毒性作用仍然存在。其主要的毒性作用為由于人工合成的脂質體表面攜帶的電子活性位點可與氧分子相互作用,產生大量的超氧陰離子,對機體的正常組織產生損傷。
白蛋白聚合物載體也同樣存在著合成類納米載體的弊端,諸如合成材料的毒性作用、免疫排斥、體內難以被降解等。
近些年來,隨著研究的更加深入,處于研究和臨床試驗階段的載藥納米材料種類繁多,包括碳納米、金納米、銀納米、鐵納米和多聚物納米等。然而,這些合成類顆粒進入體內后往往會改變機體的正常運轉系統(tǒng),包括酶反應系統(tǒng)、氧化還原系統(tǒng)等,使其成為理想的載藥系統(tǒng)前景依然困難重重。
2013年諾貝爾生理醫(yī)學獎頒發(fā)給致力于研究細胞內部囊泡運輸體系的來自美國和德國的三位科學家,囊泡在細胞內部的物質運輸引起了全世界科學家的關注。除細胞內囊泡分子運輸體系外,其實細胞間同樣存在囊泡的運輸,并且細胞外囊泡尺寸要遠大于細胞內的囊泡。
那么這種細胞外囊泡是否可以作為天然的化療藥物載體對腫瘤細胞產生精準的殺傷呢?
答案是肯定的。
囊泡(Microparticle, MP),是真核細胞在活化或凋亡時從細胞膜表面剝落下來的囊泡狀結構。大量研究已經證實囊泡可以作為真實的賦形體來傳遞細胞間的生物信息。
目前認為囊泡介導的細胞間信號傳遞主要有兩種機制:
第一,囊泡扮演著循環(huán)的信號模塊,通過提呈膜相關的生物活性分子來影響細胞的性質以及靶細胞受體激活時的反應;
第二,囊泡可以介導信號通路,直接通過傳遞其內容物包括蛋白質、具有生物活性的脂類或者RNA到受體細胞,潛在地影響細胞的活化、表型的修飾和細胞功能的重構。
這種轉變在短暫的相互作用時會充分加強,或者需要牢固的接觸,如膜的同化或者囊泡直接與靶細胞整合。
同時,囊泡在其表面表達著大量的范圍廣泛的生物活性物質、膜嵌合受體以及黏附分子,為其與不同的靶細胞進行特定的相互作用和信息交換提供基礎。
當囊泡形成的時候,囊泡的膜卷入了部分細胞質成分,因而囊泡中還包含了豐富的細胞因子、趨化因子、酶、生長因子和信號蛋白等。近期還發(fā)現(xiàn)在某些特定的囊泡中含有mRNA和miRNA。
雖然囊泡表面的抗原以及其包含的內容物與其母體細胞類似,但是其并不僅僅是其母體細胞的縮小版。囊泡中的包含物與其母體細胞相比往往會被選擇性地富集,這個富集過程不僅僅取決于母體細胞的類型也受囊泡形成時細胞所受的刺激以及細胞的微環(huán)境所影響。
正因為囊泡包裹的大量生物內容物以及其在母體細胞釋放后被受體細胞攝取的特點,囊泡成為了細胞與細胞間信號交換和傳遞的傳遞者或載體。這種機體內天然存在的信息攜帶體或載體的特點為化療藥物的靶向運輸提供了獨特的條件。