siRNA聯合納米技術為難治型乳腺癌重拳出擊

　　據世衛組織2013最新報告，乳腺癌的發病率目前在西方發達國家屬于高位穩定的狀態。全球年發病新增乳腺癌患者在130萬左右，死亡率在歐美國家占到女性的16%，發病率和死亡率占女性第一位。對于我國來說，乳腺癌局勢也不容樂觀。乳腺癌已居我國女性惡性腫瘤之首，且近年發病呈年輕化，發病率每年遞增約 3%。乳腺癌已成為社會關注的焦點問題之一。

　　2001年美國斯坦福大學的研究人員Sorlie等通過基因研究，將乳腺癌分為5個亞型，每個亞型有各自雌激素受體(ER)、孕激素受體(PR)和人類表皮生長因子受體-2(Her-2)的表達特征，預后各不相同。在臨床上常抽取患者外周血，采用免疫組織化學方法檢測以上3個指標，均為陰性者稱為 “三陰”乳腺癌(TNBC)，不是都陰性的稱為“非三陰”乳腺癌。Basal-1ike型分子表達為ER(-) /PR(-)/HER-2(-)，相當于“三陰”乳腺癌。

　　“三陰”乳腺癌屬于乳腺癌的特殊亞型，患有這種類型癌癥的女性，與其他類型的乳腺癌相比較，通常存活率更低。“三陰”乳腺癌的預后與腫瘤大小和淋巴結狀況關系不大，復發迅速，1~3年是復發高峰，5年內是死亡高峰，易發生脊髓、腦膜、腦、肝和肺轉移。在全部乳腺癌患者中， “三陰”乳腺癌占10%~20%[1]。在美國每半小時就有一名女性被診斷為“三陰”乳腺癌[2]。

　　siRNA遞送與“三陰”乳腺癌治療研究

　　對于大多數乳腺癌患者來說，他們體內三種常見的受體蛋白質(ER、PR、Her-2)中至少有一種會出現過度生產。阻止腫瘤生長最成功的化療藥物，則是以這三種受體蛋白質中的一種作為靶標。但“三陰”乳腺癌患者體內未出現這三種受體中的任何一種，因此他們不能從內分泌治療和抗Her-2的靶向治療中受益，他們的癌癥更難對付。安徽醫科大學第一附屬醫院乳腺外科裴靜對于三陰乳腺癌治療的動態研究進展做了專門綜述。

　　目前還沒有針對“三陰”性乳腺癌標準的治療指南，其治療一般按預后差乳腺癌治療常規進行，術后輔助化療選擇含蒽環類紫杉類方案。新輔助化療中在接受含紫杉類和蒽環類的新輔助化療后，可獲得較高的病理完全緩解率，但是對于存活率幾乎沒有什么改善，反而變得更糟糕，主要原因是由于化療對于高侵襲性的“三陰”乳腺癌的周期性復發是無效的。

　　科學家認為削弱腫瘤細胞的防御，可以使化療藥物更有效地發揮作用。例如，一個小干擾RNA(siRNA)可以用來關閉腫瘤細胞中導致化療耐藥的一個基因。 siRNA是一個長20到25個核苷酸的雙股RNA，其兩股分別在RNA的兩端超出另一端2個核苷酸。siRNA在生物學上有許多不同的用途。目前已知 siRNA主要參與RNA干擾(RNAi)現象，以帶有專一性的方式調節基因的表達，可以使細胞中的某些基因保持沉默。此外，也參與一些與RNAi相關的反應途徑，例如抗病毒機制或是染色質結構的改變。siRNA作為一種新類型的靶向治療藥物，對付迄今為止抵抗治療的特種癌癥具有潛在價值。

　　但是，siRNA遞送也面臨著一些困難，具體表現為：

　　其一是siRNA極不穩定。在血漿中，由于核酸酶的存在，siRNA的半衰期很短(t1/2<15 min)。

　　其二是siRNA進入作用靶位要經受重重挑戰。由于siRNA的極性，它很難穿過脂質雙分子層構成的細胞膜，siRNA在體內面臨著不能迅速穿過血管內皮，滯留于肝脾等儲血器官，被腎臟排泄，在胞內不能被釋放，以及被胞內核酸酶降解等不利因素影響。

　　第三是全身性給藥要求siRNA必須具有靶向性。過去的實驗研究證明，體細胞對siRNA會產生強烈的炎癥反應，非靶向的細胞會攝取大量siRNA，在大量消耗siRNA的同時，還增強了炎癥反應的程度。

　　針對這些困難，人們探索、改進了多種不同的siRNA遞送手段。更多信息可以參考軍事醫學科學院生物工程研究所趙志虎等人撰寫的“ siRNA的體內遞送”以及韓國高麗大學Yu-Kyoung Oh和韓國科學技術高級研究院Tae Gwan Park合作撰寫的“癌癥治療的siRNA遞送體系”[3]。韓國天主教大學醫學院和韓國CHA大學的研究人員2013年5月底，在《國際生物醫學研究》發表論文，專門就基于納米粒子的siRNA遞送用于癌癥治療的研究進展進行了綜述，主要是對2000年以來的近100篇文獻進行了概述分析[4]。

　　MIT納米藥物研究新進展

　　為了應對這種難治性乳腺癌，美國麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology，簡稱MIT)科克綜合癌癥研究所(Koch Institute for Integrative Cancer Research)和化學工程系的研究人員合作開發了一種納米藥物，可以回避或者弱化腫瘤的防御，達到徹底摧毀之目的。他們的研究成果于2013年10月 21日發表在《美國化學會納米》(ACS Nano)雜志網站上[5]。這項最新研究結果使人們對利用siRNA與其他抗癌藥物聯合通過納米技術制備納米微粒治療“三陰”乳腺癌的希望再度燃起。

　　MIT 保拉?哈蒙德(Paula T. Hammond)談到，siRNAs很難遞送到細胞，是因為在血液中，酶往往會使siRNAs降解。另外，siRNA鏈是帶負電荷的，所以它們會受到人體細胞的排斥，因為人體細胞本身就是帶負電荷的分子。為了解決這個遞送難題，哈蒙德和她的研究團隊開發了一種方法，將一個siRNA序列隱藏在多層涂層包裹的納米粒子中間，這種秘密行動的納米醫學藥物的核心由抗癌藥物填充。哈蒙德研究小組報告稱，這樣可以同時削弱“三陰”乳腺癌的腫瘤防御作用，使實驗小白鼠體內的惡性腫塊明顯縮小。

　　該研究小組開始了其納米粒子的制造工藝研究，將抗癌藥物阿霉素加入到空心脂質球體內，再用分層技術裝配方法使填充有抗癌藥物的脂質球體的外面進行額外涂飾，制得納米粒子用來對付包括“三陰”乳腺癌之內的各種癌癥。

圖1 具有雙重作用的納米粒子制作過程示意圖，研究人員利用納米技術研制出一種可以偽裝的納米打孔器(nanopunch)，在化療藥物阿霉素 (doxorubicin)的外面，用從一種帶有負電荷的磷脂質(phospholipids)進行涂飾，見圖左側小球體。然后，在其外面再交替添加聚精氨酸(poly-L-arginine簡稱PLA)和siRNA序列涂層，形成了圖中的中間小球體;再在其外面覆蓋一層透明質酸(hyaluronic acid),便形成了圖右側的綠色小球體，經過層層包裹的綠色小球其內部結構剖面圖見圖2中的放大示意圖，這種小球體可以偽裝成來自身體免疫系統的離子，以便蒙混過關。

圖2 綠色小球其內部結構剖面圖

　　首先，他們添加一層薄薄的聚精氨酸(poly-L-arginine)，這是帶正電荷的，因此它會粘附于帶負電荷的脂質上。然后研究人員增加了一層針對多抗藥性蛋白1基因的siRNA，多抗藥性蛋白1是腫瘤細胞的一種分子泵，其作用就是將抗癌藥物排出去，使腫瘤細胞逃脫藥物的毒性滅殺。

　　哈蒙德研究小組用聚精氨酸來包裹不止一層，在其外面再交替添加PLA和siRNA序列涂層，然后再在其外表用帶負電荷的透明質酸(hyaluronic acid)進行包裹涂飾。透明質酸這種化合物在體內的大多數組織中可以發現，它是一種結構組件。之所以把它作為粒子偽裝的外衣，就是因為便于蒙混過關，對其它細胞而言，這些納米粒子看起來就像它們的原生環境，不會產生排異反應，它們可以回避免疫系統和siRNA降解酶的圍追堵截而進入細胞內。

　　當對移植“三陰”乳腺癌腫瘤的小鼠在15天內注射這種納米粒子三次，納米粒子進入實驗鼠體內后釋放出其中的包裹物，導致實驗鼠腫瘤縮小，甚至在某些情況下出現腫瘤消失的奇跡。然而，那些僅僅注射生理鹽水的小鼠，腫瘤增長到原體積的4倍。

　　韓國浦項科技大學( Pohang University of Science & Technology)化學家Sei Kwang Hahn說，由于藥物遞送的挑戰難以逾越，盡管一些大型制藥公司一直回避siRNA治療，但它仍然有巨大的潛力，特別是用于癌癥治療。這種層層包裹的納米粒子對于siRNA顯示出特別良好的應用前景，而且“似乎顯示出對于進一步臨床應用開發的可行性。”

　　據哈蒙德的闡述，她和她的研究團隊已經對于這種納米粒子的組裝技術申請了ZL，而且他們下一步計劃去尋找通過siRNA關閉的與三陰乳腺癌有關的其他基因。隨著對不同siRNA 體內遞送系統越來越多的研究，對其體內作用機制、毒性機制和生物分布的深入了解，研制出具有更強特異性和靶向性，能夠靈活適用于各種臨床要求的siRNA 遞送方式將成為可能。可以預見，最終安全的siRNA 體內遞送系統將能夠成功避免免疫刺激與脫靶效應，從而大大擴展siRNA的應用范圍，更好地造福于患者、造福于人類健康事業。