DISEASE
據(jù)世衛(wèi)組織2013最新報(bào)告，乳腺癌的發(fā)病率目前在西方發(fā)達(dá)國(guó)家屬于高位穩(wěn)定的狀態(tài)。全球年發(fā)病新增乳腺癌患者在130萬(wàn)左右，死亡率在歐美國(guó)家占到女性的16%，發(fā)病率和死亡率占女性第一位。對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō)，乳腺癌局勢(shì)也不容樂(lè)觀。乳腺癌已居我國(guó)女性惡性腫瘤之首，且近年發(fā)病呈年輕化，發(fā)病率每年遞增約3%。乳腺癌已成為社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題之一。
2001年美國(guó)斯坦福大學(xué)的研究人員Sorlie等通過(guò)基因研究，將乳腺癌分為5個(gè)亞型，每個(gè)亞型有各自雌激素受體(ER)、孕激素受體(PR)和人類(lèi)表皮生長(zhǎng)因子受體-2（Her-2）的表達(dá)特征，預(yù)后各不相同。在臨床上常抽取患者外周血，采用免疫組織化學(xué)方法檢測(cè)以上3個(gè)指標(biāo)，均為陰性者稱(chēng)為“三陰”乳腺癌(TNBC)，不是都陰性的稱(chēng)為“非三陰”乳腺癌。Basal-1ike型分子表達(dá)為ER（-） ／PR（-）／HER-2(-)，相當(dāng)于“三陰”乳腺癌。
“三陰”乳腺癌屬于乳腺癌的特殊亞型，患有這種類(lèi)型癌癥的女性，與其他類(lèi)型的乳腺癌相比較，通常存活率更低。“三陰”乳腺癌的預(yù)后與腫瘤大小和淋巴結(jié)狀況關(guān)系不大，復(fù)發(fā)迅速，1~3年是復(fù)發(fā)高峰，5年內(nèi)是死亡高峰，易發(fā)生脊髓、腦膜、腦、肝和肺轉(zhuǎn)移。在全部乳腺癌患者中， “三陰”乳腺癌占10%~20％[1]。在美國(guó)每半小時(shí)就有一名女性被診斷為“三陰”乳腺癌[2]。
siRNA遞送與“三陰”乳腺癌治療研究
對(duì)于大多數(shù)乳腺癌患者來(lái)說(shuō)，他們體內(nèi)三種常見(jiàn)的受體蛋白質(zhì)（ER、PR、Her-2）中至少有一種會(huì)出現(xiàn)過(guò)度生產(chǎn)。阻止腫瘤生長(zhǎng)最成功的化療藥物，則是以這三種受體蛋白質(zhì)中的一種作為靶標(biāo)。但“三陰”乳腺癌患者體內(nèi)未出現(xiàn)這三種受體中的任何一種，因此他們不能從內(nèi)分泌治療和抗Her-2的靶向治療中受益，他們的癌癥更難對(duì)付。安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院乳腺外科裴靜對(duì)于三陰乳腺癌治療的動(dòng)態(tài)研究進(jìn)展做了專(zhuān)門(mén)綜述。
目前還沒(méi)有針對(duì)“三陰”性乳腺癌標(biāo)準(zhǔn)的治療指南，其治療一般按預(yù)后差乳腺癌治療常規(guī)進(jìn)行，術(shù)后輔助化療選擇含蒽環(huán)類(lèi)紫杉類(lèi)方案。新輔助化療中在接受含紫杉類(lèi)和蒽環(huán)類(lèi)的新輔助化療后，可獲得較高的病理完全緩解率，但是對(duì)于存活率幾乎沒(méi)有什么改善，反而變得更糟糕，主要原因是由于化療對(duì)于高侵襲性的“三陰”乳腺癌的周期性復(fù)發(fā)是無(wú)效的。
科學(xué)家認(rèn)為削弱腫瘤細(xì)胞的防御，可以使化療藥物更有效地發(fā)揮作用。例如，一個(gè)小干擾RNA（siRNA）可以用來(lái)關(guān)閉腫瘤細(xì)胞中導(dǎo)致化療耐藥的一個(gè)基因。siRNA是一個(gè)長(zhǎng)20到25個(gè)核苷酸的雙股RNA，其兩股分別在RNA的兩端超出另一端2個(gè)核苷酸。siRNA在生物學(xué)上有許多不同的用途。目前已知siRNA主要參與RNA干擾（RNAi）現(xiàn)象，以帶有專(zhuān)一性的方式調(diào)節(jié)基因的表達(dá)，可以使細(xì)胞中的某些基因保持沉默。此外，也參與一些與RNAi相關(guān)的反應(yīng)途徑，例如抗病毒機(jī)制或是染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變。siRNA作為一種新類(lèi)型的靶向治療藥物，對(duì)付迄今為止抵抗治療的特種癌癥具有潛在價(jià)值。
但是，siRNA遞送也面臨著一些困難，具體表現(xiàn)為：
其一是siRNA極不穩(wěn)定。在血漿中，由于核酸酶的存在，siRNA的半衰期很短（t1/2<15 min）。
其二是siRNA進(jìn)入作用靶位要經(jīng)受重重挑戰(zhàn)。由于siRNA的極性，它很難穿過(guò)脂質(zhì)雙分子層構(gòu)成的細(xì)胞膜，siRNA在體內(nèi)面臨著不能迅速穿過(guò)血管內(nèi)皮，滯留于肝脾等儲(chǔ)血器官，被腎臟排泄，在胞內(nèi)不能被釋放，以及被胞內(nèi)核酸酶降解等不利因素影響。
第三是全身性給藥要求siRNA必須具有靶向性。過(guò)去的實(shí)驗(yàn)研究證明，體細(xì)胞對(duì)siRNA會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的炎癥反應(yīng)，非靶向的細(xì)胞會(huì)攝取大量siRNA，在大量消耗siRNA的同時(shí)，還增強(qiáng)了炎癥反應(yīng)的程度。
針對(duì)這些困難，人們探索、改進(jìn)了多種不同的siRNA遞送手段。更多信息可以參考軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院生物工程研究所趙志虎等人撰寫(xiě)的“ siRNA的體內(nèi)遞送”以及韓國(guó)高麗大學(xué)Yu-Kyoung Oh和韓國(guó)科學(xué)技術(shù)高級(jí)研究院Tae Gwan Park合作撰寫(xiě)的“癌癥治療的siRNA遞送體系”[3]。韓國(guó)天主教大學(xué)醫(yī)學(xué)院和韓國(guó)CHA大學(xué)的研究人員2013年5月底，在《國(guó)際生物醫(yī)學(xué)研究》發(fā)表論文，專(zhuān)門(mén)就基于納米粒子的siRNA遞送用于癌癥治療的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，主要是對(duì)2000年以來(lái)的近100篇文獻(xiàn)進(jìn)行了概述分析[4]。
MIT納米藥物研究新進(jìn)展
為了應(yīng)對(duì)這種難治性乳腺癌，美國(guó)麻省理工學(xué)院（Massachusetts Institute of Technology，簡(jiǎn)稱(chēng)MIT）科克綜合癌癥研究所（Koch Institute for Integrative Cancer Research）和化學(xué)工程系的研究人員合作開(kāi)發(fā)了一種納米藥物，可以回避或者弱化腫瘤的防御，達(dá)到徹底摧毀之目的。他們的研究成果于2013年10月21日發(fā)表在《美國(guó)化學(xué)會(huì)納米》(ACS Nano)雜志網(wǎng)站上[5]。這項(xiàng)最新研究結(jié)果使人們對(duì)利用siRNA與其他抗癌藥物聯(lián)合通過(guò)納米技術(shù)制備納米微粒治療“三陰”乳腺癌的希望再度燃起。
MIT保拉•哈蒙德（Paula T. Hammond）談到，siRNAs很難遞送到細(xì)胞，是因?yàn)樵谘褐?，酶往往?huì)使siRNAs降解。另外，siRNA鏈?zhǔn)菐ж?fù)電荷的，所以它們會(huì)受到人體細(xì)胞的排斥，因?yàn)槿梭w細(xì)胞本身就是帶負(fù)電荷的分子。為了解決這個(gè)遞送難題，哈蒙德和她的研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種方法，將一個(gè)siRNA序列隱藏在多層涂層包裹的納米粒子中間，這種秘密行動(dòng)的納米醫(yī)學(xué)藥物的核心由抗癌藥物填充。哈蒙德研究小組報(bào)告稱(chēng)，這樣可以同時(shí)削弱“三陰”乳腺癌的腫瘤防御作用，使實(shí)驗(yàn)小白鼠體內(nèi)的惡性腫塊明顯縮小。
該研究小組開(kāi)始了其納米粒子的制造工藝研究，將抗癌藥物阿霉素加入到空心脂質(zhì)球體內(nèi)，再用分層技術(shù)裝配方法使填充有抗癌藥物的脂質(zhì)球體的外面進(jìn)行額外涂飾，制得納米粒子用來(lái)對(duì)付包括“三陰”乳腺癌之內(nèi)的各種癌癥。
圖1 具有雙重作用的納米粒子制作過(guò)程示意圖，研究人員利用納米技術(shù)研制出一種可以偽裝的納米打孔器（nanopunch），在化療藥物阿霉素(doxorubicin)的外面，用從一種帶有負(fù)電荷的磷脂質(zhì)（phospholipids）進(jìn)行涂飾，見(jiàn)圖左側(cè)小球體。然后，在其外面再交替添加聚精氨酸（poly-L-arginine簡(jiǎn)稱(chēng)PLA）和siRNA序列涂層，形成了圖中的中間小球體；再在其外面覆蓋一層透明質(zhì)酸(hyaluronic acid),便形成了圖右側(cè)的綠色小球體，經(jīng)過(guò)層層包裹的綠色小球其內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖面圖見(jiàn)圖2中的放大示意圖，這種小球體可以偽裝成來(lái)自身體免疫系統(tǒng)的離子，以便蒙混過(guò)關(guān)。
圖2 綠色小球其內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖面圖
首先，他們添加一層薄薄的聚精氨酸（poly-L-arginine），這是帶正電荷的，因此它會(huì)粘附于帶負(fù)電荷的脂質(zhì)上。然后研究人員增加了一層針對(duì)多抗藥性蛋白1基因的siRNA，多抗藥性蛋白1是腫瘤細(xì)胞的一種分子泵，其作用就是將抗癌藥物排出去，使腫瘤細(xì)胞逃脫藥物的毒性滅殺。
哈蒙德研究小組用聚精氨酸來(lái)包裹不止一層，在其外面再交替添加PLA和siRNA序列涂層，然后再在其外表用帶負(fù)電荷的透明質(zhì)酸（hyaluronic acid）進(jìn)行包裹涂飾。透明質(zhì)酸這種化合物在體內(nèi)的大多數(shù)組織中可以發(fā)現(xiàn)，它是一種結(jié)構(gòu)組件。之所以把它作為粒子偽裝的外衣，就是因?yàn)楸阌诿苫爝^(guò)關(guān)，對(duì)其它細(xì)胞而言，這些納米粒子看起來(lái)就像它們的原生環(huán)境，不會(huì)產(chǎn)生排異反應(yīng)，它們可以回避免疫系統(tǒng)和siRNA降解酶的圍追堵截而進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。
當(dāng)對(duì)移植“三陰”乳腺癌腫瘤的小鼠在15天內(nèi)注射這種納米粒子三次，納米粒子進(jìn)入實(shí)驗(yàn)鼠體內(nèi)后釋放出其中的包裹物，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)鼠腫瘤縮小，甚至在某些情況下出現(xiàn)腫瘤消失的奇跡。然而，那些僅僅注射生理鹽水的小鼠，腫瘤增長(zhǎng)到原體積的4倍。
韓國(guó)浦項(xiàng)科技大學(xué)（ Pohang University of Science & Technology）化學(xué)家Sei Kwang Hahn說(shuō)，由于藥物遞送的挑戰(zhàn)難以逾越，盡管一些大型制藥公司一直回避siRNA治療，但它仍然有巨大的潛力，特別是用于癌癥治療。這種層層包裹的納米粒子對(duì)于siRNA顯示出特別良好的應(yīng)用前景，而且“似乎顯示出對(duì)于進(jìn)一步臨床應(yīng)用開(kāi)發(fā)的可行性。”
據(jù)哈蒙德的闡述，她和她的研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)對(duì)于這種納米粒子的組裝技術(shù)申請(qǐng)了專(zhuān)利，而且他們下一步計(jì)劃去尋找通過(guò)siRNA關(guān)閉的與三陰乳腺癌有關(guān)的其他基因。隨著對(duì)不同siRNA 體內(nèi)遞送系統(tǒng)越來(lái)越多的研究，對(duì)其體內(nèi)作用機(jī)制、毒性機(jī)制和生物分布的深入了解，研制出具有更強(qiáng)特異性和靶向性，能夠靈活適用于各種臨床要求的siRNA遞送方式將成為可能?？梢灶A(yù)見(jiàn)，最終安全的siRNA 體內(nèi)遞送系統(tǒng)將能夠成功避免免疫刺激與脫靶效應(yīng)，從而大大擴(kuò)展siRNA的應(yīng)用范圍，更好地造福于患者、造福于人類(lèi)健康事業(yè)。
參考文獻(xiàn)
[1] Triple-Negative Breast Cancer
[2] Breast Cancer Facts & Figures 2011-2012
[3] siRNA delivery systems for cancer treatment
[4] Recent Developments in Nanoparticle-Based siRNA Delivery for Cancer Therapy
