红细胞纳米光疗载体文献综述

 2022-11-03 09:11

文献综述(或调研报告):

光动力疗法是通过体内注射光敏剂并在其进入靶组织后,使用特定波长的光照射,使之激活并在靶组织产生光化学效应,从而达到治疗作用的一种治疗方式。是能够导致肿瘤组织彻底破坏,并消除原发性以及转移癌细胞的途径之一。[1] 所谓光化学反应是指光敏剂分子在光的照射下,吸收一定波长的光能而由基态跃迁至激发态,由于激发态的不稳定性,处于激发态的光敏剂要返回原态的基态,在此过程中,光敏剂分子放出能量,同时与周围的其它分子发生相互作用,该作用有两种类型:光敏剂通过电子或质子(e-和H )的转移引起自由基的氧化还原反应,称为I型光动力反应。光敏剂将能量传递给周围的氧分子使其成为单线态氧,单线态氧对生物分子产生作用,称为II型光动力反应。[2,3]

光动力疗法具有许多传统疗法不具备的优点,首先光动力疗法由于能在光照区域内较特异的作用于靶组织和靶细胞,因此具有非常好的组织选择性,并且对微血管组织的损伤作用强,可选择性的用于治疗微血管疾病,也适用于肿瘤一类的可通过破坏微血管实现治疗目的的疾病。另外,由于 光敏剂无基因毒性、无积蓄毒性、不影响其他抗肿瘤药物,使PDT与其他治疗方法联合的综合治疗得到越来越多的临床前研究的支持。[4]

光疗药物本身或其代谢产物能选择性的在要作用的细胞种富集,且在适当波长光的激发下能发生光动力反应对靶细胞产生破坏,它对光疗效果起着非常大的作用。[5]光敏剂需要满足光疗窗口吸光能力强,水溶性好,活性氧产生能力强,在癌组织吸收和分布能力强,暗毒性低,皮肤光敏性弱,从体内清除时间短等要求。[6]因此,近些年来大量的研究致力于光敏剂水溶性,癌组织和细胞的靶向效果及分布效果等方面的改善。

红细胞是血液中数量最多的血细胞,正常人体红细胞呈双凹圆盘形,直径约 6 ~ 8微米,周边最厚处约2.5微米,中央最薄处仅约1微米。红细胞的这种结构使得它具有极大的变形能力,可使其顺利通过比自身直径还小的毛细血管。研究表明,当红细胞处于轻度低渗(约为血浆渗透压的1 /2) 的环境中,外界水分可进入红细胞使之发生可逆性膨胀154%~174%,变为椭圆形,当达到溶血临界点时,红细胞膜上一些直径 20 ~ 50 nm 的孔隙将短暂开放,外界多肽、蛋白质、酶及药物等均可通过这些孔道进入红细胞腔内。[7] 红细胞作为药物载体, 无需合成, 并具有合成药物载体无法比拟的优势。用患者自身的红细胞作为药物的载体,其生物相容性和残体的降解都能得到保证。应用红细胞载药体系进行靶向治疗,被认为是一个极具前途的发展方向。

20 世纪90年代后期,红细胞包埋技术的研究重点转变为如何获得更优秀的靶向性或缓释性载体红细胞,并且取得了一定的研究成果。目前关于包埋抗肿瘤药物的报道中, 以多柔比星、 阿霉素、 甲氨蝶呤和细胞因子白细胞介素-2(IL- 2) 等为代表的药物研究较多。[8]相关动物实验及临床试验证明, 载体红细胞包埋的化疗药物可显著延长体内半衰期,并具有理想的网状内皮系统(reticuloendothelial system, RES) 靶向性,如 IL- 2被包埋入红细胞后血浆半衰期明显延长; 吴江等研究发现,红细胞可作为长春新碱(vincristine,VCR) 载体,载药参数良好。[9]同其他的一些药物载体相比,红细胞具有一些独特的优点: 载体红细胞能克服人体自身的免疫排斥作用, 具有其他药物载体无法比拟的生物相容性和生物可降解性; 能够保护药物免受酸碱以及酶的破坏,可以增加药物的稳定性,延长药物的半衰期;药物包埋在红细胞中可以增强其生物靶向性;被包埋药物的缓慢、持续释放可以减轻药物的毒副作用。[10]

药物从红细胞中释放的途径有 3 条: 被细胞吞噬后释药; 通过扩散透过细胞膜; 由特殊的转运体系转运。将药物包埋于红细胞的过程中,载体红细胞的自身结构会受到一定的损伤,输入到生物体内后,损伤的载药红细胞被 RES 所识别、破坏,从而释放出药物,并在肝脏、 脾脏、 肾脏等局部组织内形成较高药物浓度,实现靶向治疗。研究表明,损伤程度不同,载体红细胞被破坏并降解的脏器也不同。[11]由于脾脏能识别损伤轻微的细胞结构,并可以选择性地破坏这些细胞,故损伤轻微的载体红细胞主要在脾脏中被降解破坏; 然而结构损伤严重的红细胞主要被肝脏降解,因为肝脏血流量大,并能特异性的识别这些细胞。[12]

尽管红细胞载药体系可以进行靶向定位治疗,但目前包埋技术还不成熟,且有效性和安全性尚待更深入的考察。提高红细胞载药体系的包封率和稳定性是进一步开发应用该技术的前提,而提高药物的靶向性、缓释效果、前药转化作用以及安全性,是红细胞载药体系的研究重点。相信随着科技的发展,这种新型药物载体系统将更为广泛的应用于临床研究。[13]

参考文献:

[1] Isabella R, Gunter S, Barbara K. Activation of macrophage tumoricidal activity by photodynamic treatment in vitro – indirect activation of macrophages by photodynamically killed tumor cells[J]. Journal of Photochemistry and Photobiology. B : Biology, 50 ( 1999 ) 99 – 107.

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