通常我們所說的化療，即透過化學藥物消滅癌細胞，是最常用的治療癌症的方法之一。化療的治癌功效雖然明顯，但是也會帶來骨髓抑制、噁心嘔吐、脫髮等非常嚴重的副作用。
這是因為化學藥物常常“敵我不分“，把正常細胞當成癌細胞去攻擊。因此，尋求能夠精準作用於癌細胞的靶向藥物迫在眉睫。
奈米抗腫瘤藥物
奈米顆粒作為抗腫瘤藥物，有著天生的優越性，主要體現在兩個方面：第一，奈米顆粒具有高滲透長滯留效應（EPR），比起正常組織，更容易滲透進腫瘤組織，並且滯留時間長；第二，奈米顆粒可以靈活變換尺寸和容積，更好地發揮抗腫瘤效果。
儘管已經擁有了相對的優勢，但奈米藥物的研發仍然面臨許多困難。比如，奈米顆粒釋放藥物產生的效應物質容易被降解，同時，藥物還可能被缺氧細胞地P-糖蛋白泵出來，導致藥物的利用率下降。所以，如何加強奈米顆粒釋放藥物的滲透和滯留是急需突破的事情。
▲ DOX- CaO2/MnO2 -MS奈米藥物的作用原理
華中科技大學的Jun Luo, Xiang Ma,和Guangya Xiang團隊，合作研發了一種用monostearin（MS）包被CaO2/MnO2的新型奈米載體，用它裝載阿黴素（DOX）並作用於腫瘤時，MS外殼被腫瘤細胞中的脂肪酶水解，經過一系列化學反應，DOX和氧氣從載體中釋放，成功消滅腫瘤細胞。
死亡的腫瘤細胞繼續釋放已經暴露核心的載體，DOX在腫瘤細胞外基質中釋放和擴散，進入腫瘤組織深處。同時，氧氣減少了胞外基質中的膠原沉積，並抑制P-糖蛋白，有效增加藥物在腫瘤組織中的滯留時間。
這項研究於2021年1月19日發表在國際期刊Acta Pharmaceutica Sinica B（IF=11.413（2021）），題為《A smart O2-generating nanocarrier optimizes drug transportation comprehensively for chemotherapy improving》。Xiaojuan Zhang、Chuanchuan He、Guangya Xiang為該研究的設計者。
▲ 該研究發表於國際期刊Acta Pharmaceutica Sinica B
那麼，這種新型奈米藥物抗腫瘤效果究竟如何呢？
首先，研究團隊透過在人卵巢癌細胞系SKOV3上做體外測試，發現藥物很快被細胞吸收。他們在培養基裡新增DOX- CaO2/MnO2 -MS奈米藥物，0.5小時後在細胞質中檢測到DOX，4小時後DOX進入細胞核。
對SKOV3進行缺氧培養，發現缺氧條件下藥物對細胞的毒性增強。用該奈米藥物處理SKOV3的MCTS(multicellular tumor spheroids)模型，24小時後即可到達組織深處，繼續觀察後，發現它能夠很好地抑制MCTS模型的生長。
▲ DOX- CaO2/MnO2 -MS奈米藥物對
SKOV3細胞MCTS模型的生長抑制作用
其次，向SKOV3細胞異種移植的裸鼠注射DOX- CaO2/MnO2 -MS奈米藥物（DiR標記），而注射後僅僅4小時，就在腫瘤組織中觀察到熒光，說明該藥物非常迅速且精準地靶標到腫瘤。相比於遊離DOX，DOX- CaO2/MnO2 -MS，它對腫瘤的抑制效果更加明顯。更令人欣喜的是，被注射新藥的小鼠，其體重沒有明顯下降，這證明了藥物具有安全性。
▲ 向模型鼠注射DOX- CaO2/MnO2 -MS後
藥物的定位及腫瘤的大小對比
DOX- CaO2/MnO2 -MS奈米藥物，因其巧妙地設計，不僅能夠將核心藥物準確地遞送到腫瘤組織，還能透過氧氣抑制藥物洩露，增加藥物在腫瘤中滯留的時間，協同加強抗腫瘤療效。該研究成果，在其他依賴於氧氣的癌症治療方法中，如光動力治療，放射治療和免疫治療，將有望發揮巨大的應用潛力。
