文献阅读综述报告

文献阅读综述报告

邵丹2010712075 白求恩医学院药理学系纳米粒子介导肝癌诊治一体化的研究进展Research Progress of Nanoparticle-mediated Theranostic in Hepatic Carcinoma

传统临床上，疾病的诊断和治疗是两个独立过程，诊断和治疗用药也是两种独立的药物。癌症患者为接受相应仪器诊断，通常要使用造影剂，而治疗时还要使用其他药物。这样两次医疗过程间隔时间较长，容易贻误最佳治疗时机，还会增加患者的痛苦和风险。因此，诊断用药和治疗用药能否合二为一，一直是生物医药界的一大难题。

肝癌是我国常见的恶性肿瘤，发病率和死亡率居高不下。手术、放疗和化疗等传统疗法对肝癌患者均显疗效不足;因此，临床上亟待研究更有效的治疗方法(1)。由于肿瘤发生发展的本质是基因的改变，因此基因治疗是人类从根本上征服肿瘤的希望。

近年来，肿瘤基因治疗发展异常迅速 ,其方法主要包括抑制致癌基因、激活肿瘤抑制基因、诱导肿瘤细胞凋亡或者利用自杀基因治疗。在形式多样的自杀基因治疗系统之中 ,单纯疱疹病毒胸苷激酶/丙氧鸟苷(HSV-TK/GCV)系统是目前研究最多、进展最快、作用最为确切的自杀基因治疗系统。HSV-tk基因是一种自杀基因，其编码的胸苷激酶可将无毒的前体药物GCV磷酸化，转变成细胞毒性产物，干扰肿瘤DNA的合成，从而将肿瘤细胞杀死(2)。此基因的另一重要特征是“旁观者效应”，即有较少的肿瘤细胞被转染就可引起周围未被转染的多数肿瘤细胞死亡，导致肿瘤消退(3)。因此，旁观者效应的优势不仅在于扩大了自杀基因的杀伤作用，而且也明显增强了基因转染效率，克服了基因转移载体转染率低的缺陷。目前国内外已将HSV-tk/ GCV基因疗法用于肝癌、甲状腺癌、结肠癌、头颈部鳞状细胞癌、肾癌、卵巢癌、膀胱癌、前列腺癌等多种肿瘤的体外实验及动物移植瘤实验性研究(4,5)。我们课题组也开展了一系列关于HSV-tk/GCV 系统对肿瘤杀伤的体内外实验研究，结果表明腺病毒介导的HSV-tk基因

(AdCMV-tk)与GCV联合应用通过诱导肿瘤细胞凋亡或坏死杀伤细胞，并且存在旁观者效应。AdCMV-tk/GCV系统明显抑制在体肿瘤生长，延长荷瘤小鼠生存期（6-8）。虽然HSV-tk基础研究效果显著，但临床研究效果不佳，未在临床推广应用，其主要原因是：①缺乏具有靶向性的高效基因转移载体系统，不能选择性杀伤肿瘤，引起毒副作用；②未能在癌症发病早期对其进行精确定位或示踪——即早期诊断。

目前常用的基因转移载体系统，主要有病毒型载体和非病毒型载体两大类。虽然病毒型载体的转染效率高，但是它存在遗传毒性、免疫原性、细胞毒性、载基因容量小等缺点使其在临床应用中受到限制。而非病毒型载体是近来的研究热点之一，它不但具有合成简单、改性容易、生物相容性好、无免疫原性等特点，而且能与DNA紧密结合，在基因转染的过程中，可以增强DNA耐核酸酶降解能力，延长血液流动半衰期，实现靶向性治疗、提高基因转染效率。目前常用的非病毒基因转移载体主要以聚阳离子电解质为主，包括PEI（聚乙烯亚胺）、PLL（聚左旋赖氨酸）和和树枝状大分子（PAMAM）等（9,10）。其中，PLL因其具有低细胞毒性以及生物可降解等优点备受科研工作者关注，然而它存在着靶向性差，血液流动半衰期短和转染效率不足的缺点（11）。因此，开发新型生物相容性好、靶向性能强、转染能力高的聚合物载体是非病毒载体发展的主要方向。

近年来，天然高分子生物材料如透明质酸、胶原、壳聚糖和海藻酸盐等被广泛的用于基因药物载体的研究。透明质酸(Hyaluronic Acid, HA)，又名玻璃酸，是一种独特的线性大分子酸性粘多糖，由葡萄糖醛酸和 N-乙酰氨基葡萄糖的双糖单位反复交替连接而成。与其它天然粘多糖不同，HA 分子内不含硫酸基团,也不与蛋白质共价结合。能以自由链形式在体内游离存在。是一种广泛分布于人体结缔组织细胞外基质中的非蛋白酸性粘多糖。和其他天然高分子一样，HA 具有良好的生物可降解性和生物相容性，无毒，无免疫原性，无炎症性，被FDA 认证，广泛的应用于医药领域（12、13）。研究表明HA受体（CD44,RHAMM,HARE, LYVE-1）主要分布于正常肝，肾和肿瘤中，发挥着内吞，降解和信号传导等广泛的生物学作用。HA通过HA受体介导的内吞作用靶向蓄积在肝脏，尤其在HA受

体高表达的肝癌组织中，Laurad等给肝癌小鼠注射188Re标记的HA，检测发现其在癌组织的中的聚集明显高于其他组织（14）。因此，HA作为一个新型肝靶向性的载体已经成为了药物载体领域研究的热点（15-19）。

在增强基因靶向治疗效果的同时，早期诊断是提高肿瘤治愈率的另一个关键因素。量子点（Quantum Dots)独特的发光性质和成功地用于细胞标记和示踪研究的进展为肿瘤的早期诊断提供了新的手段。量子点是一种由Ⅱ族-Ⅶ族或Ⅲ族-Ⅴ族元素组成的介于1-100 nm的半导体纳米晶粒，具有独特的光学和电子学性质，包括激发光谱宽且连续分布、发射光谱窄而对称、发射光稳定性强，荧光量子产率高且不易发生光漂白，荧光寿命长。同时其生物相容性好，对细胞生长、发育、信号转导以及迁移等正常生理活动无影响(20)。量子点的这些特性使其成为一种理想的荧光探针，应用于生物大分子（核酸、蛋白质、多肽）标记，细胞及生物组织的荧光标记与活体成像等方法，可进行超灵敏、多色和多组分检测（21-23）。目前研究较多的Ⅱ族-Ⅶ族半导体量子点, 如CdSe, CdS, CdT e等,尽管它们的合成方法相对简单，但它们均含有重金属离子Cd2+，毒性相对较大, 限制了其在生物标记方面的应用。与它们相比, Ⅲ族-Ⅴ族的量子点，如InP 的毒性相对要小得多，有更好的生物相容性，且荧光发射波长可以从蓝色区拓展到近红外区, 具有好的可调性。此外 InP 量子点形成的共价键更强，稳定性更好。综上所述, Ⅲ族-Ⅴ族量子点比Ⅱ族-Ⅶ族半导体量子点更有希望在生物标记等领域得到应用。因此，研究和开发新型低毒性，近红外发射光谱的Ⅲ族-Ⅴ族量子点已经成为了该领域的研究热点（24、25）。Yong等人制备了新型的Ⅲ族-Ⅴ族InP/ZnS量子点，并将其修饰后与anti-PSCA抗体连接，成功的靶向到胰腺癌细胞；发现其具有比传统CdSe量子点更低的细胞毒性和更强近红外发光性能（26）。

近年来，纳米粒子介导的癌症诊治一体化已经成为生物材料和基础医学研究的热点。已有文献分别报道了以HA为载体进行的肿瘤靶向基因治疗及QD荧光标记的HA的靶向作用研究。Y. Takei等用构建的HA-PLL共聚物包裹DNA对肝窦内皮细胞进行转染，结果表明该复合物可以稳定DNA并获得了较高的转染效率