新型抗肿瘤纳米药物实现血管栓塞和化疗的有效联合

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肿瘤血管栓塞疗法是通过在已形成的肿瘤血管内形成血栓，阻断血液供应，使肿瘤细胞因缺乏营养和氧气，而饥饿坏死的一种治疗方法。对于临床上大多数癌症患者而言，药物所针对的都是已经血管化的肿瘤。因此，该类治疗方法呈现出较好的临床应用前景。
目前，临床中常用的血管栓塞剂主要包括碘化油（iodinated oil）、海藻酸钠微球、聚乙烯醇栓塞微球、聚乙烯醇修饰物微球（DC bead）等。虽然它们在针对肝癌等血供丰富的恶性肿瘤疗效明显，但是在大多数情况下，对血管有显著的刺激作用，可引起血管痉挛、无菌性血管内膜炎等副作用。而且，它们堵塞血管的机制均为物理性堵塞，容易因为材料降解造成短期内血管再通。此外，它们无靶向性，释放入血流中易导致非靶器官的误栓。因此，寻找新型安全有效的生物栓塞剂具有切实的必要性。
针对这一科学问题，2018年3月，国家纳米科学中心聂广军研究员、丁宝全研究员和赵宇亮院士团队联合美国亚利桑那州立大学彦灏教授在Nature Biotechnology杂志上发表文章，成功构建了可以采取静脉滴注给药的纳米生物栓塞剂——DNA纳米机器人，将止血药物——凝血酶，装载到纳米机器人内部，实现了凝血酶在肿瘤组织中的精确定位，选择性诱导肿瘤血管栓塞，有效 “饿死”肿瘤的科学目的。活体内工作的DNA纳米机器人的发展革新了肿瘤血管栓塞治疗手段。同时，DNA纳米机器人代表了未来人类精准药物设计的全新模式，为恶性肿瘤等疾病的治疗提供全新的智能化策略。
为了进一步提高血管栓塞治疗对肿瘤的治愈率，近日，国家纳米科学中心聂广军研究员、吴雁研究员和赵宇亮院士团队在Nature Biomedical Engineering 杂志上发表了文章Combination of tumour-infarction therapy and chemotherapy via the co-delivery of doxorubicin and thrombin encapsulated in tumour-targeted nanoparticles，发展了一种智能聚合物纳米药物，同时载带凝血酶和化疗药物阿霉素（Dox），通过纳米药物的表面功能化，实现了靶向栓塞肿瘤血管的同时，化疗药物同步弥散到无血供或不依赖血管生长的肿瘤区域，最大程度的杀伤肿瘤组织（图1）。
图 1.负载促凝因子凝血酶和化疗药物的纳米药物设计思路及工作原理
本研究工作，为开发新型的抗肿瘤血管药物提供新思路，同时对提高临床已有栓塞疗法疗效的方案设计具有指导意义。
本论文共同第一作者为李素萍研究员、张银龙博士。