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【纳米】个性化纳米药物靶向研究在慢性淋巴细胞白血病中的新进展

X-MOL资讯 · 公众号 · · 2024-12-05 08:09

正文

注：文末有本文 科研思路分析

在癌症治疗领域，靶向纳米药物因其能够提高治疗效率并减少非靶向毒性而备受关注。然而，由于患者的个体差异，靶向纳米药物的临床疗效存在显著差异，靶向效率难以预测。针对这一问题， RMIT大学居易 博士与 墨尔本大学Stephen Kent 教授领导的研究团队， 在慢性淋巴细胞白血病（CLL）领域开展了一项开创性研究，开发了一种创新的体外模型，用于研究纳米颗粒在患者血液中的个体化靶向效果。

这项研究基于15名CLL患者的新鲜血液样本，评估了抗体修饰的纳米药物在癌细胞和免疫细胞中的作用。研究发现：

（1）个体差异显著： CD20抗体修饰的聚乙二醇（PEG）纳米颗粒展现出高效的B细胞靶向性，但患者间的靶向效率存在高达164倍的差异。

（2）抗PEG抗体的关键作用： 血液中抗PEG抗体水平显著影响纳米颗粒的靶向效果。抗体水平较高的患者通常靶向效率较低，同时更容易出现脱靶效应。

（3）非靶向吞噬的挑战： 非靶向吞噬作用导致几乎所有的单核细胞在治疗24小时内死亡，强调了降低脱靶效应对于纳米药物的重要性。

（4）抗原表达的影响： 癌细胞表面的抗原表达水平以及纳米颗粒的表面化学性质（e.g., stealth property）也对靶向效果产生重要影响。

图1. 描述了PEG、PEG-MS和Doxil纳米颗粒系统的表征，包括颗粒的TEM和SIM图像，以及在修饰抗体前后的粒径和分布特性。

图2. 评估了纳米颗粒在健康人血液中对癌细胞的靶向性，展示了PEG、PEG-MS和Doxil纳米颗粒在抗体修饰后与目标癌细胞和免疫细胞的结合效果。

图3. 展示了修饰抗体后PEG纳米颗粒在CLL患者血液中的癌细胞靶向性能，以及其与不同免疫细胞的结合差异，反映了患者间的显著个体差异。

图4. 通过共聚焦显微镜图像显示了功能化的PEG或PEG-MS纳米颗粒与CLL患者血液中癌细胞和免疫细胞的结合情况，揭示了不同颗粒的靶向和非靶向行为。

图5. 汇总了PEG、PEG-MS和Doxil纳米颗粒在CLL患者血液中与CLL细胞和免疫细胞的结合情况，并比较了三种颗粒系统的靶向和非靶向效应。

图6. 揭示了抗PEG抗体对Doxil纳米颗粒吞噬作用和CLL靶向性能的影响，表明抗PEG IgG和IgM分别与吞噬作用和靶向性能相关。

图7. 评估了修饰和非修饰抗体的Doxil纳米颗粒在CLL患者血液中的靶向毒性和脱靶毒性，显示了其对癌细胞和免疫细胞的杀伤效果及相关机制。

本研究提供了一个新颖的体外测试模型，能够同时评估纳米药物在癌细胞和免疫细胞中的靶向作用和脱靶效应，为个性化治疗策略提供了理论支持和技术依据。这项研究成果为开发更安全、更高效的抗癌纳米药物铺平了道路。

这一研究成果已发表于国际权威期刊 ACS Nano 。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：

Patient-Specific Nanoparticle Targeting in Human Leukemia Blood

Yi Ju*, Shiyao Li, Abigail Er Qi Tan, Emily H. Pilkington, Paul T. Brannon, Magdalena Plebanski, Jiwei Cui, Frank Caruso, Kristofer J. Thurecht, Constantine Tam, Stephen J. Kent*

ACS Nano , 2024 , 18 , 29021–29035, DOI: 10.1021/acsnano.4c09919

科研思路分析

Q：这项研究最初是什么目的？或者说想法是怎么产生的？

A：这项研究的初衷是解决纳米颗粒在癌症治疗中的个体化靶向问题。尽管纳米药物在提高抗癌治疗效率和减少非靶向毒性方面表现出潜力，但在临床实践中，患者对靶向纳米药物的反应差异显著，靶向效率难以预测。研究人员意识到，现有的体外肿瘤细胞模型和动物模型无法充分模拟人类血液中的复杂环境，从而无法准确评估纳米颗粒的靶向能力和潜在的非靶向毒性。

Q：研究过程中遇到哪些挑战？

A：尽管Doxil在临床应用中具有一定的肿瘤靶向性，却因高非靶向吞噬作用而对单核细胞和中性粒细胞造成严重毒性。这种毒性限制了其临床应用。如何通过调整纳米粒子的化学性质去优化靶向性能是本项研究的难度和重点。另外，考虑到将患者血液样本用于实验模型需要克服的困难（样本稳定性、伦理审批以及患者招募的困难），如何利用体外模型准确预测患者体内的纳米颗粒行为，以及如何将体外数据转化为临床意义，是研究需要解决的关键问题。研究团队设计了一个低样本量、高通量的测试系统，每次测试仅需100微升血液即可完成，这为临床验证和患者筛选提供了可行性。

【纳米】个性化纳米药物靶向研究在慢性淋巴细胞白血病中的新进展

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