楊侖
“運(yùn)載火箭”整裝待發(fā),它將穿越重重阻力,精準(zhǔn)地助力“導(dǎo)彈”命中“靶心”……這是發(fā)射場(chǎng)內(nèi)的場(chǎng)景嗎?不,這一切都發(fā)生在微觀層面。這枚約100納米的“火箭”就是由中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所研究員田華雨等人構(gòu)建的“高分子基因或藥物載體”。
近年來(lái),科研人員一直試圖構(gòu)建高效、安全、低成本的高分子載體,為基因治療這一備受矚目的醫(yī)學(xué)技術(shù)插上騰飛的雙翼。
基因治療面臨“彈藥”運(yùn)輸難題
基因治療的本質(zhì)是通過(guò)調(diào)控和糾正基因?qū)崿F(xiàn)治病目的?;蛑委熗ǔP枰獦?gòu)建有治療作用的基因,再把這些基因物質(zhì)送進(jìn)基因異常的細(xì)胞里,以修復(fù)異?;虿⒅圃煊幸娴鞍住?/p>
但如此神奇的基因療法,卻面臨著一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題:如何把基因或藥物運(yùn)送到目標(biāo)靶點(diǎn)。舉例來(lái)說(shuō),威力巨大的武器躺在發(fā)射架上,是談不上殺傷力的。以基因治療腫瘤為例,想要讓“彈藥”發(fā)揮作用,必須有一款“運(yùn)載火箭”將其送到目的地。
高分子載體保證運(yùn)送效率和安全
對(duì)基因治療而言,理想的載體既要能攜帶足夠數(shù)量的基因或藥物“彈藥”,又要對(duì)人體沒(méi)有毒性和致病性,能確保安全;既要夠堅(jiān)固,能夠保護(hù)“彈藥”免遭核酸酶等的破壞,又要能精準(zhǔn)地找到腫瘤細(xì)胞并進(jìn)入細(xì)胞核。
高分子載體一般是陽(yáng)離子聚合物,具有安全、毒性小、易于功能化、可批量生產(chǎn)等優(yōu)勢(shì),但其傳輸效率低且缺乏智能響應(yīng)性是困擾全球科研人員的一道難題。
田華雨帶領(lǐng)科研人員采用“引入多重相互作用、協(xié)同增效”策略,以獲得高性能的高分子載體,讓靜電相互作用、氫鍵相互作用、疏水鍵相互作用協(xié)同合作,使得載體進(jìn)入細(xì)胞的驅(qū)動(dòng)力由單一變?yōu)槎嘀?,大大增加了載體進(jìn)入細(xì)胞的效率。高分子載體能夠自組裝成納米顆粒,其平均大小約為75納米。
更有趣的是,科研人員還為這種納米“火箭”設(shè)計(jì)了一件“隱身衣”?!瓣?yáng)離子聚合物本身帶有正電荷,我們希望利用多余的正電荷幫助它進(jìn)入腫瘤細(xì)胞;但在運(yùn)輸途中,它很容易和體液中的負(fù)電性蛋白相互作用,或者與非目標(biāo)組織細(xì)胞作用,造成非特異性吞噬,嚴(yán)重影響復(fù)合物納米顆粒向目標(biāo)組織的傳輸效率?!碧锶A雨說(shuō)。于是,科研人員巧妙地用雙醛基聚乙二醇緊緊地包裹住“火箭”,并壓縮其體積,使其能夠騙過(guò)體內(nèi)的負(fù)電性蛋白,從而高效地進(jìn)入腫瘤細(xì)胞。到達(dá)目的地后,這件“隱身衣”又將在腫瘤細(xì)胞特殊的酸性環(huán)境中“脫去”。
載體由單一功能升級(jí)為多功能
從實(shí)踐效果來(lái)看,這種新型的高分子載體實(shí)現(xiàn)了基因物質(zhì)在體內(nèi)的高效傳輸,并在抗腫瘤治療方面取得了令人振奮的效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,利用這種辦法,腫瘤生長(zhǎng)抑制率得到顯著提高。
不僅如此,科研人員還在載體中引入檢測(cè)和聯(lián)合治療單元,構(gòu)建多功能載體,提升了對(duì)疾病的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和治療能力。
高分子載體聯(lián)合遮蔽體系擔(dān)載基因物質(zhì)、蛋白質(zhì)、化療藥物后,就成了一個(gè)通用型的載體平臺(tái)。利用這一平臺(tái),田華雨等人又進(jìn)一步構(gòu)建出基于兩種腫瘤酸性微環(huán)境響應(yīng)的納米遞藥體系——化療藥物裝載體系和基因裝載體系,進(jìn)而開(kāi)發(fā)了一種新型的免疫雞尾酒療法。該療法在數(shù)種腫瘤模型中都展現(xiàn)出了優(yōu)異的治療效力。