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近日发表在《Nature Communications 》期刊的一项研究显示,美国杜克大学(Duke University)生物医学工程系的Ashutosh Chilkoti教授发明了一种更加优越的紫杉醇药物形式。新形式的紫杉醇可以大大提高治疗疗效和降低毒副作用。
紫杉醇用于治疗乳腺癌、卵巢癌、肺癌及其他癌症的时间有几十年。但是由于药物分子量太小和不溶于水,紫杉醇在身体停留的时间短,在肿瘤中也达不到较高的浓度,其疗效一直没有很大提高。
虽然已经发明了很多的分子包装体系用于输送药物,但是这些方法总是会降低药物疗效。蛋白结合型紫杉醇(Abraxane)是目前紫杉醇药物的主要形式。
研究者将紫杉醇分子包裹在氨基酸组成的球体内,与蛋白结合型紫杉醇相比,这种形式的紫杉醇可以加倍紫杉醇在肿瘤中的浓度,同时降低对健康组织的影响。在小鼠模型中研究显示,这种新的紫杉醇形式可以显著延长小鼠生存,有些小鼠中,肿瘤完全消失。
新紫杉醇药物与蛋白结合型紫杉醇相比,最大的不同之处是,蛋白结合型紫杉醇的紫杉醇分子被白蛋白物理性包裹(白蛋白是一种常见的血液蛋白)。而新形式的紫杉醇分子由化学结合的氨基酸多肽包裹,形成一个溶水的纳米颗粒。
纳米颗粒在血液中的溶解性很高,也能很好地利用肿瘤内部的酸性环境,容易穿透到肿瘤内部聚集。
“化学键结合的多肽在血液中稳定性好,但是在肿瘤的酸性环境中容易降解,”该研究的第一作者Jayanta Bhattacharyya说。“这种形式的紫杉醇药物直接送入肿瘤内部,防止由于偶然的破坏释放出药物而被正常组织吸收,降低副作用。”
为了测试新药物的疗效。研究者安排了2组患小鼠,一组小鼠接种人乳腺癌细胞,结果显示接受蛋白结合型紫杉醇治疗的小鼠的生存期均小于85天,而大部分接受新型紫杉醇治疗的小鼠的生存期长于100天。
第二组小鼠接种人前列腺癌细胞。结果类似,接受蛋白结合型紫杉醇治疗的小鼠的生存期均小于60天,而全部接受新型紫杉醇治疗的小鼠的生存期大于70天,有些小鼠完全治愈。
“在动物模型中的研究结果已经显示出这两种形式的药物的巨大差别,如果在患者身上也能显示同样的效果,对患者来说这是一种革命性的变化,”杜克大学的肿瘤学家Neil Spector说。“这种新型药物输送形式不仅提高了药物临床治疗疗效,同时提高了药物的靶向性和降低了药物的毒性。这种新的药物输送形式可以用于广泛的抗癌药物,可以改变癌症治疗的局面。”
接下来研究者将这种药物包裹形式应于其他抗癌药物,希望提高更多其他抗癌药物的疗效。