影响因子70+,纳米医学再发Nature系列综述
NanoLabs 2021-02-22
近年来,随着对癌症的遗传学理解、基因测序和生物信息学的发展,以及它们在药理学和药物开发中的应用,精准医学应运而生。精准医学的核心原则是,可以利用基因、环境和生活方式特征来确定每个患者的最佳治疗策略。尽管这种方法在临床肿瘤学中有着强大的应用前景,但转化仍然受到一些问题的阻碍,包括药物毒性和耐药性。研究人员建议,这些问题可以通过利用药物递送策略来缓解,以扩展精准医学的概念,并包括这些疗法的位置(组织或器官)和时间(控制释放)。


美国纪念斯隆-凯特琳癌症中心Daniel A. Heller等人Nature Reviews Materials上综述了近年来精准医学领域的新进展,阐明了现有策略的局限性,并提出了利用材料和药物传递应用的潜在解决方案。

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研究人员认为材料科学和癌症生物学领域的结合可以改善患者的预后。将药物递送策略纳入药物开发过程可能有助于改进疗法的开发。具体而言,抗癌药可以成功地以治疗剂量到达肿瘤,使其靶标与之结合,从而主动抑制促癌细胞机制,并避免在健康组织中产生可能导致剂量限制性毒性的作用。

精准药物中最大的一类是抑制位于信号通路关键节点中的酶(通常是激酶)。研究人员在本综述主要针对此类精准药物,作为将靶向药物与靶向药物输送系统整合的模型。研究人员对这些药物的局限性进行了深入的讨论。

激酶抑制剂
像所有全身给药的疗法一样,激酶抑制剂可引起多种副作用。纳米药物可用于预防副作用,例如神经毒性,血液学问题,皮疹,高血压,肝功能障碍,肌肉骨骼问题,胃肠道(GI)综合征和心血管问题。

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图|激酶抑制剂的主要副作用

纳米医学方法
纳米医学方法可用于将药物递送至肿瘤部位并避免正常组织的渗透。被动靶向允许适当大小的纳米颗粒利用EPR效应,由于某些肿瘤类型的脉管系统渗漏,从而增加了进入和保留的能力 使用纳米载体表面上的受体结合部分进行主动靶向可通过跨内皮细胞的胞吞作用或通过直接结合在肿瘤细胞或肿瘤微环境中其他细胞类型(例如,成纤维细胞或 肿瘤相关巨噬细胞)

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图|纳米级递送小分子货物的方式

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图|肿瘤微环境中的递送途径和靶标

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图|用药物输送系统靶向器官

尽管主要关注激酶抑制剂,但本综述也简要介绍了其他种类的药物,例如单克隆抗体,基于核酸的疗法和免疫疗法。这些其他疗法的分子特性可以受益于本文讨论的独特且重要的递送方法。这并不是对激酶抑制剂疗法,其他精准药物或药物递送系统的全面综述;本文的目的是阐明精准药物的主要改进领域、以及药物输送系统如何解决这些问题。强调将药物输送与精准医学联系起来的整合研究的转化价值。

临床试验
可以使用组织学、分子成像和肿瘤测序来选择患者,以进行诊断并确定患者是否适合使用精准药物。具体而言,需要进行测量以确定纳米颗粒被吸收到肿瘤中的可能性,包括组织学、分子成像和(如果可能)对纳米颗粒的放射标记形式进行成像。在试验过程中,与常规临床试验一样,需要监测患者的毒性和功效。

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图|精确医学纳米药物试验的患者选择和临床相关测量

参考文献:
Manzari, M.T., Shamay, Y., Kiguchi, H. et al. Targeted drug delivery strategies for precision medicines. Nat Rev Mater (2021). 
https://doi.org/10.1038/s41578-020-00269-6

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