靶向EGFR的新型纳米药物的研究

Lung cancer is one of the most dangerous diseases in the world today, two-thirds of the patients who require non-surgical treatment have lost the chance of operation at the time of diagnosis. Traditional chemotherapy as an effective treatment of tumor has reached a plateau, and chemotherapy drugs produce a series of side effects on patients. Thus, the emergence of molecular targeted therapy provides a new method for non-surgical treatment of lung cancer. Over expression or excessive activation of epidermal growth factor receptor (EGFR) is detected in a variety of epithelial-derived cancers, such as 62% of non-small cell lung cancer in the presence of EGFR over expression. Many clinical experiments prove that the EGFR mutation on patients with application of EGFR-TKI (tyrosine kinase inhibitors) can obtain higher response rates and survival benefit, but the emergence of drug-resistance hinders greatly the drug treatment effect. This program is mainly about the release of TKI drug gefitinib at tumor site, through EGFR monoclonal antibody cetuximab modified mesoporous silica nano-drug accurately targeting to lung cancer cell. This can not only reduce the toxic and side effects, but also release higher drug concentration at the tumor site through the specific targeting to lung cancer cell, so as to ease the drug-resistance status of EGFR-TKI and achieve efficient inhibition effect on lung cancer.

肺癌是当今世界范围内危害性最大的疾病之一，在诊断时三分之二的患者已经无法进行手术治疗。化疗作为治疗肺癌的有效措施,已达到停滞期,而且化疗药物会对患者产生一系列的毒副作用。因此，分子靶向治疗的出现为肺癌的非手术治疗提供了新的方法。表皮生长因子受体(EGFR)的异常表达和激活在多种上皮来源的癌症中都被检测到，例如在62%的非小细胞肺癌中都存在EGFR的过表达。多个临床实验证明EGFR突变患者应用EGFR-TKI都可获得较高缓解率和生存受益，但耐药性的出现却极大阻碍了药物的治疗效果。本项目以期通过EGFR单抗西妥昔(Cetuximab)修饰的介孔硅纳米药物较准确地靶向到肺癌细胞，将运载的EGFR-TKI药物吉非替尼(Gefitinib)释放到肿瘤部位，通过释放的高浓度药物抑制肿瘤细胞缓解耐药现象。

纳米药物由于其小尺寸效应，可以包埋化疗药物或基因药物（siRNA或Crispr-cas9质粒），还可以修饰靶向分子及智能化响应基团等，因此具有EPR效应、延长药物的消除半衰期、靶向递送、可控释放及透过机体屏障（血脑屏障）等优势，在癌症治疗方面取得了长足的发展。FDA已经批准上市了多种抗癌纳米药物，如白蛋白紫杉醇（Abraxane）、脂质体阿霉素（Doxil）和脂质体伊立替康（Onivyde）等。虽然纳米药物在抗肿瘤治疗方面取得了一些成效，但纳米载体的毒性和安全性还有待评估，在临床应用中的治疗效果还有待提高。其中，靶向修饰和智能响应是提高纳米药物治疗效果的关键所在。常见的靶向分子有小分子（叶酸、凝集素等）、多肽、多糖、抗体及核酸适配体等。申请人在设计纳米药物的靶向递送方面具有丰富的经验，曾使用过靶向分子RGD多肽，cetuximab单抗和EGFR适配体等，均对肿瘤组织具有良好的靶向识别作用。至于根据肿瘤微环境的刺激响应，科研人员已经探索了许多智能响应型纳米药物，像外部刺激（光、磁场、超声等）和内部刺激（pH、温度、酶、氧化还原电位等）响应。申请人在纳米药物的智能化响应方面也做了大量的探索，刺激剂包括氧化还原、DNAzyme、核酸酶、冠醚、可见-紫外光及自噬溶酶体等。申请人构建了一系列具有靶向作用和智能响应的纳米药物，本结题报告主要介绍中药纳米药物和基因纳米药物的构建。关于中药纳米药物，申请人构建了负载高三尖杉酯碱、修饰EGFR适配体的PLGA纳米药物，该纳米药物通过EGFR适配体的靶向作用，可以通过胞吞作用把抗癌药物高三尖杉脂碱特异地只输送到肿瘤细胞内，而且肿瘤细胞中高的GSH水平，可以断裂纳米药物的二硫键，起到可控释放的目的。体外细胞实验和体内动物实验表明，与同等浓度的单独高三尖杉脂碱相比，其PLGA纳米药物对肺癌细胞具有更好的抑制作用和更小的毒副作用。至于基因纳米药物，申请人设计基于ROS智能响应的siRNA纳米药物，该纳米药物通过靶向胞吞和可控释放出抗癌药物siRNA，可以敲低促癌基因UBC12，抑制Neddylation通路，诱导抑制肿瘤的CRL底物积聚，从而达到抑制肝癌发生发展的目的。这些可生物降解的，具有靶向作用和智能响应的纳米药物，将为纳米药物走向临床提供坚实的科学依据。