陈学思：​多功能诊疗一体纳米颗粒解决肿瘤富集和快速肾清除“两难”问题

wowotou

具有诊疗功能的纳米颗粒在癌症治疗中具有比较好的应用前景，预计在未来可能会拓宽生物技术和制药行业领域。但具有诊疗功能的纳米颗粒在临床转化中面临许多挑战。首先，纳米颗粒在体内的安全性是一个比较重要的问题，许多纳米颗粒会在重要器官中蓄积，从而导致潜在的急性或长期毒性。因此，开发安全、可靠、生物相容性好和低毒的纳米颗粒非常有必要。其次，多功能纳米颗粒需要同时具备诊断，监测和治疗的功能。另外，具有适宜尺寸的纳米颗粒可以具有较好的“增强渗透滞留”（EPR）效应，从而在肿瘤内蓄积，但较大尺寸的纳米颗粒极易被网状内皮系统捕获并蓄积达数月，从而引起潜在的体内毒性。较小纳米颗粒（<6 nm）虽不能实现快速肾清除，降低毒副作用，但其较短的体内血液循环和较弱的EPR效应，导致肿瘤蓄积和滞留较差，从而影响治疗效果。因此，EPR效应和肾清除之间的两难问题限制了纳米颗粒的进一步临床应用。

基于以上背景，中科院长春应化所陈学思、田华雨研究员团队通过“引入去铁胺（DFO）触发的动态解组装策略”来解决纳米颗粒瘤内蓄积与快速肾清除之间的“两难”问题。多功能纳米颗粒可基于EPR效应实现在肿瘤处的富集，另外，被网状内皮系统捕获的纳米颗粒可被DFO解组装以减少对机体造成的潜在危害。这个策略具有如下优点：（1）纳米颗粒由如下成分构成：食源性蓝靛果中提取的天然花青素、体内本身含有内源性铁以及聚谷氨酸衍生物，可以保证该纳米颗粒体内应用的安全性。（2）该纳米颗粒具有光声和磁共振双模成像功能，且在此指导下，可实现精准的光热治疗。（3）该纳米颗粒在DFO作用下，具有动态解组装能力。注射DFO后，蓄积在肝脏的纳米颗粒可发生有效解离，并由肾脏排出，从而改变代谢途径，大大降低纳米颗粒对肝脏造成的潜在危害，有效解决了EPR效应和快速肾清除的“两难”问题。

这一成果近期发表在《ACS Nano》上，中科院长春应化所徐彩娜副研究员和博士生王艳兵为论文的共同第一作者，陈学思研究员和田华雨研究员为论文的通讯作者。该研究工作得到国家自然科学基金、中组部“万人计划”青年拔尖人才项目以及吉林省科技发展计划项目的资助。

论文链接

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsnano.8b03525