將化療藥物與吲哚胺2，3-雙加氧酶(IDO)抑制劑聯(lián)合應(yīng)用，可顯著激活人體抗腫瘤免疫反應(yīng)、提升療效，有望成為臨床治療惡性腫瘤的一縷曙光。然而，這種聯(lián)合療法仍然會(huì)不可避免地引發(fā)一定的副作用，限制了該療法的應(yīng)用普及。

7月18日，浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院院長(zhǎng)、肝膽胰外科學(xué)科帶頭人王偉林教授和浙江大學(xué)高分子系毛崢偉教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際頂級(jí)期刊《先進(jìn)材料》發(fā)表封面文章。團(tuán)隊(duì)利用金納米粒子(AuNP)對(duì)有機(jī)金屬骨架(MOF)進(jìn)行原位雜化，從而獲得具有同時(shí)遞送化療藥物和免疫增敏藥物的納米載體。

“同時(shí)我們利用4-氨基苯硫醇、cRGDfK多肽等多種化學(xué)修飾，使納米載體具備了光控釋放、腫瘤靶向的作用，極大地提高了肝膽胰腫瘤治療的精準(zhǔn)性和有效性，減小藥物的副作用。”論文第一作者、浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院丁元博士介紹。

開(kāi)發(fā)新型藥物

修補(bǔ)組合療法缺陷 

腫瘤免疫治療是近年來(lái)新興的腫瘤治療方式。人體免疫細(xì)胞抗擊腫瘤，需要對(duì)腫瘤抗原識(shí)別和呈遞。一旦腫瘤隱藏自身特異性抗原使得其無(wú)法被免疫系統(tǒng)識(shí)別，就無(wú)法產(chǎn)生抗腫瘤免疫反應(yīng)。免疫治療的原理即解除腫瘤這種隱身特性，激活免疫細(xì)胞識(shí)別、殺傷腫瘤。

根據(jù)臨床統(tǒng)計(jì)，由于腫瘤具有異質(zhì)性，在接受腫瘤免疫治療后只有一小部分患者體內(nèi)發(fā)生了有效的T細(xì)胞殺傷腫瘤細(xì)胞的免疫反應(yīng)。

“腫瘤細(xì)胞抗原能刺激特定的免疫細(xì)胞，使免疫細(xì)胞活化、 增殖、分化，最終產(chǎn)生抗體和效應(yīng)T細(xì)胞，這一特性被稱為腫瘤免疫原性。”王偉林介紹，由于腫瘤免疫原性較弱，很難引起強(qiáng)烈免疫殺傷反應(yīng)。“這是腫瘤逃避機(jī)體免疫監(jiān)視、免疫治療效果不佳的重要機(jī)制。”

化療藥物可以誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞強(qiáng)烈、持續(xù)的免疫原性死亡，增強(qiáng)腫瘤對(duì)免疫治療的敏感程度，從而增強(qiáng)免疫治療的有效性。此時(shí)，再利用IDO抑制劑，可以進(jìn)一步激活T細(xì)胞產(chǎn)生免疫反應(yīng)最終消滅腫瘤組織，提高化療的療效。

“目前IDO抑制劑并未批準(zhǔn)上市，但從2015年起，在國(guó)際范圍內(nèi)，IDO抑制劑與化療藥聯(lián)用的臨床試驗(yàn)就已經(jīng)初步開(kāi)展，目前多項(xiàng)臨床研究已經(jīng)進(jìn)入三期，正式進(jìn)入臨床應(yīng)用指日可待。”王偉林說(shuō)，化療藥物和IDO抑制劑相輔相成，但他們進(jìn)入人體后，由于非特異性富集，仍會(huì)造成一定的副作用影響患者的生活質(zhì)量，相關(guān)副作用包括發(fā)熱、惡心、嘔吐等等，嚴(yán)重者可發(fā)生免疫性肝炎、免疫性肺炎、免疫性腸癌、免疫性心臟炎癥甚至免疫性神經(jīng)系統(tǒng)炎癥等。

研究團(tuán)隊(duì)此次開(kāi)發(fā)的納米藥物，力求以最小的劑量，精準(zhǔn)靶向腫瘤并通過(guò)近紅外光響應(yīng)釋放技術(shù)激活化療藥物和IDO抑制劑，激活人體抗腫瘤免疫反應(yīng)，提升療效的同時(shí)保證患者的生活質(zhì)量。

浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院院長(zhǎng)王偉林教授(右一)團(tuán)隊(duì)。受訪者供圖

近紅外光控制

腫瘤部位靶向激活

近年來(lái)，金納米粒子因具有表面等離子共振吸收的特性被廣泛用于生物傳感和醫(yī)學(xué)檢測(cè)。例如新冠病毒的膠體金檢測(cè)法，修飾了抗體的膠體金在和抗原(如病毒)結(jié)合后產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)。4-氨基苯硫醇可與金納米粒子結(jié)合，并在光照下被金表面等離子激元催化形成二聚體，提升信號(hào)強(qiáng)度。

研究團(tuán)隊(duì)從中得到啟發(fā)，嘗試?yán)闷渑c金納米粒子結(jié)合發(fā)生二聚化的特性，開(kāi)展藥物光控釋放的研究。通過(guò)將化療藥物苯丁酸氮芥和4-氨基苯硫醇通過(guò)酰胺化形成前藥，借助金與硫醇之間的相互作用將前藥固定在金納米粒子上。當(dāng)光照后金納米粒子表面形成的等離子激元震蕩誘導(dǎo)4-氨基苯硫醇形成二聚體時(shí)，原本與4-氨基苯硫醇結(jié)合的化療藥物就會(huì)被釋放出來(lái)。

“光具有非常好的可控性，但通過(guò)光來(lái)控制藥物釋放，以往并不多見(jiàn)，需要先解決一項(xiàng)技術(shù)難題。”毛崢偉介紹，過(guò)去通常只能做到使用紫外光、可見(jiàn)光等低波段的光，這些光波長(zhǎng)短、穿透性很差。“但近紅外光的穿透性相比于它們大大提升，從表層的幾個(gè)微米增加到了幾個(gè)厘米的厚度，使得光控釋藥物在體內(nèi)更容易實(shí)現(xiàn)。”

研究團(tuán)隊(duì)用近紅外光照射腫瘤部位后，腫瘤部位富集的納米藥物響應(yīng)性定點(diǎn)釋放，從而顯著地減少對(duì)正常細(xì)胞的損害。此外，該前藥合成步驟少，僅僅使用了酰胺化之類簡(jiǎn)單溫和的反應(yīng)，4-氨基苯硫醇價(jià)格低廉(1g只需0.6元)，反應(yīng)產(chǎn)率約為56%，且原料用量較少，成本不高，有很大的推廣潛力。

防止血液干擾

運(yùn)輸載體武裝改造

“對(duì)化療藥物進(jìn)行光控改造后，團(tuán)隊(duì)利用金納米粒子對(duì)有機(jī)金屬骨架進(jìn)行原位雜化。”毛崢偉解釋道，就是將氯金酸溶液加入有機(jī)金屬骨架中，通過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng)在有機(jī)金屬骨架表面生長(zhǎng)金納米粒子，整體外形像表面嵌了很多葡萄干的小蛋糕。

本次研究中，金納米粒子起到的是前藥載體和近紅外響應(yīng)器的作用。有機(jī)金屬骨架的主要作為整個(gè)納米藥物的基質(zhì)，并且通過(guò)疏水作用將IDO抑制劑吸附在其孔道內(nèi)，起到載藥的作用。

“還有一個(gè)問(wèn)題是，藥物在體內(nèi)易被血液中的蛋白結(jié)合并被巨噬細(xì)胞清除。”毛崢偉說(shuō)，團(tuán)隊(duì)使用聚乙二醇和cRGDfK多肽對(duì)載體進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾，使其具備高度的血循環(huán)穩(wěn)定性和腫瘤靶向特異性，使納米藥物可以持續(xù)、穩(wěn)定、精準(zhǔn)地投遞到腫瘤部位，并進(jìn)行富集，再利用近紅外光對(duì)腫瘤部位的藥物進(jìn)行光控激活，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)腫瘤治療。

通過(guò)熒光成像顯示這種抗癌藥物能夠被腫瘤細(xì)胞特異性吞噬，在激光照射的控制下只有腫瘤部位才能特異性激活，不會(huì)在光照區(qū)域以外的正常組織被激活，因此大大避免了納米藥物的副作用。

“在治療期間，注射納米藥物的小鼠體重沒(méi)有明顯減輕，而且沒(méi)有監(jiān)測(cè)到明顯的毒性癥狀。”丁元表示，我們認(rèn)為該藥物是較為安全的，后續(xù)將要開(kāi)展長(zhǎng)期深入的安全性研究。

“目前該新型抗腫瘤藥物已完成小動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了其有效性和安全性，團(tuán)隊(duì)準(zhǔn)備進(jìn)一步在大動(dòng)物上系統(tǒng)評(píng)估該藥物的生物安全性，為臨床研究奠定基礎(chǔ)。”王偉林表示，團(tuán)隊(duì)同時(shí)在攻關(guān)該納米藥物大規(guī)模穩(wěn)定生產(chǎn)的方法，以期盡早實(shí)現(xiàn)該藥物的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，為肝膽胰腫瘤患者帶去福音。(洪恒飛 杜陽(yáng) 江耘)