新型多功能纳米粒子将肿瘤超声诊断与靶向治疗合二为一
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美国犹他州大学生物工程系Rapoport等成功制备了能将肿瘤的超声影像学显像与超声引导的肿瘤靶向治疗合二为一的纳米粒子。[J Natl Cancer Inst 2007, 99(14): 1095]
已有研究发现,在超声波辐射的引导下,多聚化合物胶体微粒对肿瘤化疗药物的靶向运输将更为有效,但这需要在药物靶向治疗前先对肿瘤进行显像。因此,最近的一项超声纳米新技术引起了人们的注意。
Rapoport等使用全氟戊烷(又称十二氟戊烷,PFP)材料制作纳米微气泡,并以可生物降解的嵌段共聚物(block copolymer)将其稳定化,继而与包被了化疗药物的多聚化合物胶体微粒相混合,从而制备出新型多功能纳米粒子。使用动态散射激光粒度分析测量纳米粒子的粒径分布。此种纳米粒子可在超声触发下释放药物,同时胶体微粒与微气泡体积比值的变化,可以作为提示微气泡在超声作用下穴蚀效应(cavitation)活性的参数,包括粒子的震动、增长、塌陷等。作者分别以乳腺癌细胞株MDA-MB-231及其小鼠种植瘤模型进行体外、体内实验,并以流式细胞仪测定在超声辐射与纳米粒子作用下乳腺癌细胞对多柔比星的胞内摄取量。
结果显示,纳米粒子的相态、粒径分布与嵌段共聚物稳定剂和PFP的体积比相关。在生理的温度环境例如体温下,纳米小滴会转变为纳米微气泡。嵌段共聚物形成了纳米微气泡的外壁,吸附的多柔比星就位于此处。在给移植瘤小鼠静脉注射多柔比星—纳米粒子后,纳米粒子会选择性地渗出到肿瘤间质,并于该处相互连接形成可靠持久的超声影像对比信号。微气泡会在超声波的作用下发生穴蚀效应,纳米粒子中的多柔比星得以释放并被肿瘤细胞摄取到胞内。在体外实验中,实验组的肿瘤细胞内多柔比星摄取量比不使用超声振荡的纳米微气泡对照组的胞内摄取显著增高(药物摄取比为4.60,P=0.017),也比不使用超声振荡的胶体微粒对照组的胞内摄取显著增高(药物摄取比为7.97,P=0.0032)。在体内实验中,超声+多柔比星—纳米粒子也可使小鼠种植瘤模型的肿瘤消退。由此研究者认为他们制备的这种纳米粒子,可同时作为有效的超声信号对比剂与药物载体,一举两得地实现肿瘤的超声显像与靶向治疗。
■ 点评
生物医学工程、材料技术与纳米技术等领域研究的飞速进展为肿瘤的实验室诊断、综合治疗提供了多种多样的有效手段,而且这些新技术从实验室研究成果到临床应用的距离正在逐渐缩短。Rapoport等成功制备了将超声诊断与靶向治疗两个步骤合一的药物载体纳米粒子,相信其在今后的研究中会具有较大的应用潜力与开发价值。
(赵玉沛 廖泉), http://www.100md.com