共遞送抗腫瘤藥紫杉醇與基因的研究進展

高燕

(濟南市兒童醫院 藥學部，山東 濟南 250022)

共遞送抗腫瘤藥紫杉醇與基因的研究進展

高燕Δ

(濟南市兒童醫院 藥學部，山東 濟南 250022)

共遞送抗癌藥紫杉醇和基因治療腫瘤可以產生協同治療作用，提高治療效果，降低毒性，并可在一定程度上克服紫杉醇引起的多藥耐藥性等問題。目前，用于紫杉醇和基因的共遞送納米載藥體系主要有脂質體、納米粒、膠束等。本文綜述了近幾年共遞送抗腫瘤藥紫杉醇與基因的進展，為紫杉醇更好地應用于臨床提供一定的理論基礎。

共遞送；抗腫瘤藥；紫杉醇；基因

惡性腫瘤發病率逐年增高，嚴重威脅人類健康。據統計，2011年全國惡性腫瘤死亡率為 156.83/10萬[1]。目前，癌癥已經成為全球第一致死疾病，引起了世界范圍的高度重視。

紫杉醇作為腫瘤化療藥物中的重要組成部分，已成為乳腺癌化學治療中的一線藥物，對于常規化療無效的腫瘤，如淋巴瘤、小細胞肺癌、食管癌、胃癌等也可以應用紫杉醇化療[2]。紫杉醇最初是由Wall等分離并發現其抗腫瘤作用[3]，主要是通過與β微管蛋白結合，導致細胞死亡[4]；進一步的研究表明，紫杉醇可以導致腫瘤壞死因子TNF-α受體的減少及釋放，同時，還可以促進白細胞介素和干擾素等的釋放，對腫瘤細胞起殺傷或抑制作用[5]。但是，紫杉醇毒副作用較大，如骨髓抑制(以粒細胞減少癥為主)、神經毒性、肌肉毒性及胃腸道反應(包括惡心、嘔吐、腹瀉及粘膜炎等)，少量患者出現明顯的心血管不良反應, 包括心肌梗死、房顫、輕度充血性心衰、室性和室上性心動過速、室性心律不齊等，此外，紫杉醇多次給藥易產生耐藥性。紫杉醇耐藥涉及多種機制[6]，如微管結合蛋白的過度表達、微管蛋白二聚體組成的改變或亞基突變、miRNA表達失調等。總之，紫杉醇的毒副作用及其耐藥性使其臨床應用受到一定限制。

基因治療是隨著DNA重組技術的成熟而發展起來的，它是當代醫學和生物學的一個新的研究領域，其原理是通過一定方式將正常基因或有治療作用的DNA序列導入靶細胞以糾正基因缺陷或發揮治療作用，從而達到治療疾病的目的。本研究通常所說的基因治療是體外基因治療，即在體外用基因轉染患者靶細胞，然后將經轉染的靶細胞輸入患者體內，最終給予患者的治療物質是經基因修飾的細胞，而不是基因本身。除間接體內法外，還可以用基因藥物進行直接體內途徑治療，這些基因藥物可以是完整基因，也可以是基因片段；可以是替代治療，也可以是抑制性治療(包括轉錄水平和翻譯水平的抑制)[7]。基因治療可以從根源上修正致病基因，與傳統的治療方法相比具有無可爭議的優越性。但是，基因的轉移要借助一定的載體，載體安全性、可控性差以及載體轉移基因的效率較低等問題都限制了基因治療的發展。發現更多、有更確切療效的治療基因及開發新的更為安全有效、可控的非病毒載體，并將化療藥物與基因治療相結合成為越來越熱門的研究方向。

共遞送化療藥物和基因可以產生協同治療效果。一方面，二者的共遞送可以增加癌細胞對化療藥物的敏感性，達到減少給藥量的目的，因此可以減少單獨使用化療藥物產生的不良反應，另一方面，可以克服單獨基因治療時轉染效率低引起治療效果差等問題[8]。藥物與基因的聯合應用有極大地應用前景，納米技術的發展為2者裝載為一體提供了可能[9-10]。

基于以上，將紫杉醇和治療基因通過合適的納米載體共同遞送至靶部位是一個非常好的思路，如果實現，將大大提高紫杉醇的治療效果并減小其毒副作用，增加患者順應性。目前針對紫杉醇與基因的共遞送，使用較多的納米載藥系統主要有脂質體、納米粒、膠束等。

1 共遞送納米載藥體系

1.1 脂質體 脂質體是指將藥物包封于類脂質雙分子層內而形成的微型囊泡，主要由磷脂和膽固醇等附加劑組成。目前，常用于基因和抗腫瘤藥物共遞送的脂質體是陽離子脂質體。陽離子脂質體[11]常由荷正電的磷脂與中性輔助磷脂共同組成，荷正電的脂質與荷負電的核酸由于靜電作用可形成陽離子脂質體-基因復合物，再與化療藥物形成陽離子脂質體-基因-化療藥物三元復合體，通過皮下注射或腹腔注射，經過血液循環進入靶器官，并與荷負電的細胞膜表面作用，經內吞作用或細胞融合作用進入胞內，再經過一系列運輸，最后進入細胞核，進行相關基因表達、沉默(敲除)與藥物治療作用。

Sun等[12]用靶向功能基修飾的陽離子脂質體(ANG-CLP)為載體，共載紫杉醇和人類腫瘤壞死因子相關凋亡誘導配體(pEGFP-hTRAIL)，以提高腦膠質瘤的治愈率。該脂質體可以有效地把抗腫瘤藥物和治療基因共遞送至靶部位，提高體內外抑瘤效果，并且細胞毒性毒性低，可以延長腦瘤模型小鼠的存活時間。動物實驗結果表明，對于腦瘤模型小鼠而言，用ANG-CLP/PTX/pEGFP-hTRAIL治療，小鼠可以存活69.5 d，比相同環境下同劑量市售替莫唑胺對照組小鼠的存活時間長22.5 d。

除了配體外，脂質體也可用于共載RNA和化療藥物。MicroRNA (miRNA) 是一類由內源基因編碼的長度約為22個核苷酸的非編碼單鏈RNA分子，它們在動植物中參與轉錄后基因沉默的操作，并負責細胞生長、分化、增殖的調節，運動和細胞凋亡[13]。MicroRNA-10b (miR-10b)被確定參與腫瘤的轉移過程[14-15]，抑制miR-10b可降低腫瘤細胞的轉移率[15]。Zhang等17制備了一種pH敏感且有主動靶向肽修飾脂質體用于共載紫杉醇與RNA(anti-miRs)，anti-miRs是一種單鏈RNA類似物，可抑制成熟的miRNA活性。將紫杉醇和 anti-miRs聯合使用可彌補2者各自的不足，在抑制原位腫瘤形成的同時降低腫瘤轉移率，達到雙重治療效果。體內外實驗結果表明，紫杉醇和 anti-miRs聯用可有效抑制腫瘤生長，減少乳腺癌的肺轉移。

1.2 納米粒 納米粒是一類天然或合成高分子材料為載體的固態載藥膠體微粒，一般粒徑為10～1 000 nm，納米粒可通過主動或被動靶向于腫瘤從而增加腫瘤細胞內藥物濃度，與此同時其納米尺寸效應可通過EPR效應聚集在腫瘤周圍[18]，因此納米粒可改變藥物在體內的藥物動力學特征，增加藥物在靶器官的分布量，提高治療效果并降低不良反應的發生。

Wang等[19]合成了一種含酯鍵及酰胺鍵的生物可降解陽離子兩親性聚合物材料P(MDS-co-CES)并以紫杉醇為模型藥物評價了該載體材料對藥物-DNA的共載能力。將共載納米粒(用綠色熒光蛋白標記)轉染HEK293細胞，結果顯示，當N/P為15時，該納米粒可有效運轉基因進入細胞。MTT結果表明，該納米粒在HEK293細胞的IC50值是PEI的10倍，表明該材料的細胞毒性遠小于PEI。為了進一步證實基因與藥物聯用的協同治療效果，以含白細胞介素12(IL-12)的基因作為治療基因，以紫杉醇為模型藥物，進行小鼠體內抑瘤實驗，實驗結果顯示，聯用IL-12和紫杉醇納米粒在給藥17 d后腫瘤生長率明顯低于單獨使用IL-12或單獨使用紫杉醇納米粒，表明2者聯用確實可以達到協同抗腫瘤效果。

Chen等[20]制備了一種siRNA-紫杉醇復合納米粒。首先通過靜電吸附法制備含siRNA的殼聚糖納米粒，再以該殼聚糖納米粒為內核，通過超臨界流體法制得siRNA-紫杉醇復合納米粒(CMPS)。結果顯示，siRNA可以通過沉默P糖蛋白(P-gp)促進更多紫杉醇進入腫瘤細胞，達到協同抗腫瘤效果。

為了達到更加精細化的給藥，達到更好的治療效果，不僅可以通過上述方法，也可以將紫杉醇同時與2種基因共載。Tang等[21]將紫杉醇與Snail siRNA (siSna)和Twist siRNA (siTwi)共載，這2種siRNA可從不同機制抑制腫瘤轉移[22-25]。結果顯示，2種siRNA聯用比單用有更好的抗腫瘤轉移效果。

1.3 膠束 膠束是兩親性物質在水中自組裝形成的具有核-殼型結構或一定分子形狀的聚集體。一般用于共遞送的膠束都由疏水內核和親水性外殼在水溶液中自組裝形成兩親性聚合物膠束[26]。藥物一般載在膠束的疏水性內核上，核酸一般連接在膠束的親水性外殼上；通常，一些主動靶向基團(如葉酸等)也可連接在膠束上以增加膠束的靶向性[27-29]。

Zhu等[30]以3種不同分子量的PDMAEMA片段為原料制得3種PDMAEMA-PCL-PDMAEMA生物可降解的陽離子自組裝膠束，電位為+29.3 mV至+35.5 mV，低分子量的膠束與PEI相比，在MDA-MB-435-GFP細胞中毒性明顯降低，且基因沉默效應增強，因此體外抑制腫瘤能力增強；用尼羅紅染料標記膠束，以綠色熒光蛋白為標記基因，轉染MDA-MB-435-GFP細胞，用熒光顯微鏡觀察，可見給藥后細胞內有紅色，且綠色熒光蛋白表達減弱，表明該膠束可以成功轉運基因和藥物進入細胞。載紫杉醇后，細胞攝取的增加，在PC3 細胞中，藥效明顯比單獨給予相同劑量的紫杉醇強。

Jang等[31]以脫氧膽酸和低分子PEI(1.8 kDa)為原料制備了一種自組裝DA3膠束，用以共載抗腫瘤藥紫杉醇和siRNA。實驗表明，DA3膠束與25 kDa PEI相比，有更優越的基因沉默效應。體外抗腫瘤實驗表明，使用PTX-DA3-siRNA的實驗組動物在30 d時腫瘤生長率遠小于單獨使用PTX或單獨使用DA3及PTX-DA3，初步說明用DA3共遞送紫杉醇與siRNA可以產生協同抗腫瘤效果。

2 結論與展望

綜上所述，共遞送抗腫瘤藥紫杉醇和基因彌補了單獨使用化療藥物和基因治療的不足，產生協同抗腫瘤效果，并且可以在一定程度上克服紫杉醇的多藥耐藥問題。但是共遞送體系達到更好藥效其具體的作用機制國內外尚未有報道，有待進一步研究，除此之外，共載體系也面臨很多其他挑戰，如載體潛在的細胞毒性，載體的復雜性等。相信隨著研究的不斷深入，共載體系存在的種種問題會得到解決，新的更安全、更有效的共遞送載體會被不斷發現。

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(編校：苗加會)

Advances of the co-delivery systems of paclitaxel and gene

GAO YanΔ

(Department of Pharmacy，Ji’nan Children’s Hospital, Ji’nan 250022, China)

Co-delivery of paclitaxel and gene could achieve synergistic therapeutic effect, enhance therapeutic outcomes, reduce toxicity and reverse multiple drug resistance.Liposomes, nanoparticles and micells are usually used as the co-delivery systems of paclitaxel drugs and genes.We reviewed the progress in the co-delivery of paclitaxel and gene in the past few years by literature review, which would set a foundation for better clinical application of paclitaxel.

co-delivery; anti-cancer drugs; paclitaxel; genes

10.3969/j.issn.1005-1678.2016.09.047

高燕，通信作者，女，碩士，副主任藥師，研究方向：藥學，E-mail：ggiyan@sina.com。

R979.1

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