組裝或合成的納米抗生素載體，具有規(guī)格小、選擇性高、毒副作用小等特性，在負(fù)載抗生素進(jìn)行肝癌醫(yī)治方面起到了挺好的臨床療效。但是，這些抗生素載體在生物體內(nèi)會(huì)遭到免疫系統(tǒng)干預(yù)，常常會(huì)妨礙抗生素在體內(nèi)的輸送。
經(jīng)過(guò)多年來(lái)的不斷探求，中國(guó)科大學(xué)物理研究所李峻柏課題組發(fā)展了一系列基于細(xì)胞膜“偽裝”的納米載體。該組裝體引入仿生偽裝理念，如同身穿迷彩服隱身在草地里的“士兵”，能成功逃脫生物體內(nèi)免疫系統(tǒng)的清理，明顯改善抗生素分子在體內(nèi)的遞送效率及癌癥的光醫(yī)治療效。
日前，該課題組基于國(guó)外外相關(guān)研究領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r，在《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》上發(fā)表綜述文章，總結(jié)了細(xì)胞膜“偽裝”納米載體的研究進(jìn)展，闡述人工合成納米抗生素載體與天然細(xì)胞膜相結(jié)合的優(yōu)勢(shì)與重要性，展望了其在未將至床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用潛能。
免疫系統(tǒng)屏障限制了抗生素遞送療效
磷脂是一種生物相容性好、毒性低的生物材料。常年以來(lái)，由磷脂產(chǎn)生的脂類體仍然被醫(yī)藥界公覺(jué)得優(yōu)質(zhì)的抗生素載體和封裝材料，現(xiàn)已大量用于臨床醫(yī)學(xué)研究與癌癥醫(yī)治，尤其適用于高檔的抗肺癌抗生素。并且，因?yàn)榱字谏矬w內(nèi)易被酶酯化，穩(wěn)定性相對(duì)較差。
因此，科研人員將納米技術(shù)與材料和生物醫(yī)學(xué)相結(jié)合，發(fā)展了一系列可用于生物體內(nèi)抗生素運(yùn)輸?shù)男滦图{米載體，主要包括合成或組裝的納米粒子或復(fù)合物，如雜化氫氧化鋁、金納米粒子、金納米棒以及有機(jī)聚合物納米粒子等，具有規(guī)格小、高效的抗生素負(fù)載能力、功能性強(qiáng)、易與多種客體功能分子相結(jié)合等特性。
免疫系統(tǒng)是生物體內(nèi)天然的防御屏障，可辨識(shí)外源入侵物，如病毒和真菌、微小生物等，執(zhí)行免疫清理任務(wù)，以保障生命體正常運(yùn)轉(zhuǎn)。事實(shí)上，上述這種新型納米抗生素載體其實(shí)集成眾多優(yōu)點(diǎn)，但在生物體內(nèi)輸送中同樣會(huì)面臨怎么逃逸免疫系統(tǒng)制約的問(wèn)題——它們就像入侵機(jī)體內(nèi)的外源物，一旦步入生物體內(nèi)便會(huì)造成“免疫應(yīng)答反應(yīng)”，體內(nèi)各類生物屏障，如免疫清理、內(nèi)皮組織粘附與滯留、器官郁積等誘因，限制了對(duì)抗生素的有效遞送，從而影響醫(yī)治療效。
該課題組專家舉例說(shuō)，在臨床醫(yī)學(xué)中已有納米載體應(yīng)用于封裝胰島素細(xì)胞膜損傷，由靜脈注射到血液內(nèi)時(shí)，經(jīng)常形成由免疫系統(tǒng)造成的藥阻現(xiàn)象，因而只能通過(guò)減小劑量的方法來(lái)提升醫(yī)治療效，但由此會(huì)降低一些不良反應(yīng)。又如，使用放療方式來(lái)醫(yī)治疾病患者時(shí)，藥阻現(xiàn)象更為顯著。若須要改善對(duì)病變部位的醫(yī)治療效，只能提升抗生素劑量提高醫(yī)治療效，而過(guò)量的藥劑經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致患者器官的損傷和后遺癥，如失眠、內(nèi)臟功能衰弱等。
為此，怎樣幫助納米載體逃脫機(jī)體的免疫去除，延長(zhǎng)在生物體內(nèi)的循環(huán)時(shí)間，已成科研人員的一個(gè)重點(diǎn)攻關(guān)方向。
細(xì)胞膜表面抗原幫其“偽裝”
生物體內(nèi)的天然紅細(xì)胞可以跨過(guò)血管屏障穿梭于血液組織之間，而不受免疫功擊，課題組研究人員告訴科技商報(bào)記者：“這主要是因?yàn)榧t細(xì)胞膜表面分布著大量的免疫辨識(shí)抗原，容易通過(guò)免疫系統(tǒng)的辨識(shí)”。那能夠用血細(xì)胞膜“偽裝”納米抗生素載體來(lái)改善在生物體內(nèi)的輸運(yùn)和循環(huán)呢？
受此啟發(fā)，科研人員使用天然紅細(xì)胞膜包埋納米載體表面可以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。首先將天然紅細(xì)胞膜分離囊泡化，再將其構(gòu)建在納米載體表面，這些經(jīng)過(guò)天然紅細(xì)胞膜“偽裝”合成或組裝的納米載體，承繼了天然紅細(xì)胞膜的外源復(fù)合載體，能輕松地“騙過(guò)”機(jī)體內(nèi)免疫系統(tǒng)，順利通過(guò)免疫識(shí)別，因而延長(zhǎng)了抗生素在血液中的循環(huán)時(shí)間，提高抗生素的給藥效率。
“應(yīng)用紅細(xì)胞膜‘偽裝’的納米載體，就猶如身穿迷彩服隱身在草地里的‘士兵’，借助細(xì)胞膜表面大量分布的免疫辨識(shí)抗原這一‘偽裝’，因而通過(guò)血液中免疫細(xì)胞的檢查，成功逃脫免疫系統(tǒng)的清理。”研究人員形象地解釋說(shuō)。
據(jù)悉，進(jìn)一步的研究發(fā)覺(jué)，在細(xì)胞膜“偽裝”技術(shù)的幫助下，納米抗生素載體除了輕松地逃脫免疫清理，有助于其在血液里的循環(huán)時(shí)間，能夠提升其生物相容性細(xì)胞膜損傷，減少在內(nèi)臟臟器中的富集和毒副作用。
模仿多種細(xì)胞并“靶向”給藥
自從天然細(xì)胞膜“偽裝”納米載體的這一構(gòu)想提出以來(lái)，立刻遭到廣大科研人員的非常關(guān)注。事實(shí)上，研究細(xì)胞膜“偽裝”材料的出發(fā)點(diǎn)，是借助腫瘤體內(nèi)的細(xì)胞膜來(lái)偽裝抗生素載體，進(jìn)而通過(guò)免疫系統(tǒng)的辨識(shí)，達(dá)到根治的目的。那納米載體是否可按照功能的須要，來(lái)選擇相應(yīng)的細(xì)胞膜進(jìn)行“偽裝”，進(jìn)行相關(guān)醫(yī)學(xué)研究呢？
記者了解到，該研究團(tuán)隊(duì)近幾年來(lái)基于紅細(xì)胞膜偽裝材料的研究，開(kāi)發(fā)了一系列使用免疫細(xì)胞膜如白細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等“偽裝”的納米抗生素載體。“除此之外，病變細(xì)胞、細(xì)菌同樣可以拿來(lái)制備細(xì)胞膜偽裝的納米載體，借助病變細(xì)胞和真菌膜表面的特點(diǎn)蛋白激活免疫系統(tǒng)，提高機(jī)體的抵抗和消除病源體的能力”。
相對(duì)于傳統(tǒng)的納米載體，這種新型抗生素載體在功能上更為多元化，可用于探求血液凈化、藥物輸送、光動(dòng)醫(yī)治癌癥等潛在應(yīng)用研究，能夠借助細(xì)胞膜上的特異性辨識(shí)蛋白實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤部位的靶點(diǎn)給藥，以明顯提升腫瘤部位的醫(yī)治療效。
其中在光動(dòng)醫(yī)治方面，該研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)外磁場(chǎng)引導(dǎo)，使紅細(xì)胞膜偽裝的負(fù)載光敏劑的磁性納米載體才能高效富集在病變部位，在光照下，原位形成的活性單線態(tài)氧能引起胞內(nèi)毒素抑制癌癥細(xì)胞的擴(kuò)增與飼養(yǎng)，而導(dǎo)致癌癥組織的壞死，實(shí)現(xiàn)了提升醫(yī)治療效的目的。
目前，用天然紅細(xì)胞膜偽裝的納米抗生素載體的研究還逗留在實(shí)驗(yàn)室研究階段，在實(shí)用上的突破還須要與材料和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的科研人員共同努力。其中技術(shù)難點(diǎn)之一就是健康新鮮的天然細(xì)胞膜的來(lái)源，以及提取及與抗生素載體的共處理過(guò)程。因?yàn)檫@方面的研究剛才起步，許多技術(shù)尚需建立。
“不過(guò)可以預(yù)言的是，在未來(lái)醫(yī)學(xué)研究中，這些思想將會(huì)極大地啟發(fā)科研人員在醫(yī)治個(gè)別壞損的組織和臟器時(shí)，可借助機(jī)體正常的細(xì)胞重造損壞組織，實(shí)現(xiàn)組織和臟器的再生。”相關(guān)專家表示。