BioWorldWB|显著改善肿瘤药物的递送和治疗效果，浙大王杭祥/韩卫东团队开发卡巴他赛前药脂质体新技术
紫杉烷类药物（例如紫杉醇和多西他赛）是目前临床上广泛使用的抗肿瘤化疗药物 ， 这些药物主要通过抑制细胞内微管蛋白解聚来促进细胞凋亡和抑制有丝分裂 。 然而 ， 药物反复使用易引起耐药 ， 极大地限制了这类药物的临床使用效果 。
卡巴他赛（cabazitaxel）是一类新的紫杉烷类衍生物 ， 因其能够克服紫杉醇的耐药性以及临床上表现出较好的疗效 ， 于2010年6月经美国FDA批准上市用于治疗激素抵抗的转移性前列腺癌 。 但是该药物的水溶性差 ， 需要通过添加表面活性剂（如吐温80）并配合13%的乙醇水溶液来助溶 ， 由此在体内会导致一定的过敏反应及其他生理毒性 。 此外卡巴他赛本身也具有较强的系统毒性 ， 如骨髓抑制 。
临床研究表明该药物的最大耐受剂量（MTD）仅为25 mg/m2 ， 远低于其同族药物紫杉醇(175 mg/m2)及多西紫杉醇(60-100 mg/m2)的最大耐受剂量 ， 这些不足导致了卡巴他赛的临床应用受到了很大限制 。 因此 ， 为降低药物的毒副作用 ， 延长其在体内的循环周期 ， 需要对卡巴他赛进行结构设计和递送方式的改进 。
作为经典的药物递送载体 ， 脂质体具有成分相对简单 ， 生物安全性高 ， 能高效物理包裹各类亲水和疏水性药物 ， 临床转化价值高等特点受到工业界和科学界的广泛关注 。 然而 ， 一些小分子药物 ， 例如卡巴他赛虽然能够直接被包裹于脂质体中 ， 但是形成的制剂不稳定 ， 药物存在“突释”效应 ， 不利于药物及制剂的长循环和肿瘤积蓄 。
针对上述问题 ， 浙江大学医学院附属第一医院卫生部多器官联合移植研究重点实验室王杭祥课题组联合浙江大学医学院附属邵逸夫医院肿瘤内科韩卫东课题组 ， 在药剂学顶级期刊 Journal of Controlled Release 发表了题为：Transforming a Toxic Drug into an Efficacious Nanomedicine Using a Lipoprodrug Strategy for the Treatment of Patient-Derived Melanoma Xenografts 的研究论文 。
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该研究结合前药构建的多不饱和脂肪酸化（PUFAylation）概念以及脂质体技术来高效安全地递送卡巴他赛 。 课题组先将卡巴他赛偶联多不饱和脂肪酸DHA（二十二碳六烯酸）合成DHA-卡巴他赛前药 ， 再利用脂质体技术递送卡巴他赛 。
通过该方法 ， 可较简易地制备获得稳定的粒径约为130 nm大小的前药脂质体（lipoprodrug） 。 该脂质体能显著改善卡巴他赛的水溶性 ， 可用于静脉注射给药 。 而且该脂质体在体外被证明可以实现有效成分的缓释效果 ， 而在肿瘤细胞内酯酶的作用下 ， 可高效释放具有生物活性的卡巴他赛 。
该结果说明了该递送方式能有效降低药物在血液循环时的释放 ， 并实现其在肿瘤细胞内的快速释放 。 该机制可望降低药物的系统毒性 ， 增加药物的治疗指数 。
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图1.卡巴他赛前药脂质体（lipoprodrug）设计与抗肿瘤治疗示意图
药物的体内组织分布实验证明了该脂质体具有很好的肿瘤靶向性 ， 能有效地提高其在肿瘤部位蓄积 ， 从而降低药物对其他正常器官的毒性 。 此外 ， 药代动力学分析证明了对比于卡巴他赛临床注射液 ， 该技术明显延长了卡巴他赛在体内的半衰期和血药浓度 。
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图2.卡巴他赛前药脂质体的体内分布和药代动力学研究 。 a. 载DiR荧光素的卡巴他赛前药脂质体在DU145移植瘤小鼠的活体成像图 。 b.给药后24 h和48 h的肿瘤药物积蓄 。 c. 临床卡巴他赛注射液和前药卡巴他赛脂质体的药代动力学参数 。
研究团队在前列腺癌细胞（DU145）来源的移植瘤小鼠模型（CDX）上证明了前药脂质体相比于目前的卡巴他赛临床注射液显著提高了治疗效果 ， 并降低了系统毒性 。 例如：15 mg/kg 的前药脂质体能在对小鼠体重无影响的前提下将7只小鼠中的5只鼠的肿瘤完全消除 。 相反 ， 8 mg/kg卡巴他赛临床注射液不仅不能消除肿瘤 ， 还在小鼠中产生较大毒性 ， 使体重降低~20% 。 为进一步评价前药脂质体的疗效 ， 课题组在免疫缺陷裸鼠上建立了更接近病人肿瘤特征的黑色素瘤PDX模型 。 前药脂质体相比于临床注射液具有更优越的疗效和安全性 。 该脂质体还可诱导肿瘤相关巨噬细胞从M2向M1型转化 ， 并抑制肿瘤血管新生等 ， 通过调节肿瘤微环境来发挥抗肿瘤效果 。
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