生物通報道：以納米粒子的形式傳遞化療藥物，通過將藥物直接靶定于腫瘤，從而可以降低副作用。近年來，科學(xué)家們已經(jīng)研制出可傳遞一種或兩種化療藥物的納米粒子，但是，要合成能夠裝載和同步釋放多種治療藥物的納米粒子，仍然是藥物傳遞和合成高分子化學(xué)中的一個巨大挑戰(zhàn)。

目前，麻省理工學(xué)院（MIT）的化學(xué)家設(shè)計(jì)了一種新方法，可制備這樣的納米粒子，使其更容易包含三種或更多不同的藥物。這項(xiàng)研究于2014年4月11日發(fā)表在《美國化學(xué)學(xué)會雜志》（Journal of the American Chemical Society），Johnson實(shí)驗(yàn)室的博士后Longyan Liao是本文的第一作者，其本科畢業(yè)于北京大學(xué)，在猶他大學(xué)獲得博士學(xué)位。研究人員指出，他們可以讓納米粒子裝載通常用于卵巢癌治療的三種藥物。

MIT化學(xué)助理教授、本文資深作者Jeremiah Johnson指出：“我們認(rèn)為，這是首次使一個納米粒子攜帶精確比例的三種藥物，并能釋放這些藥物響應(yīng)三種不同的觸發(fā)機(jī)制。”

這些粒子可被設(shè)計(jì)用于攜帶更多的藥物，使研究人員開發(fā)出新的治療方案，更好地殺死癌細(xì)胞，同時避免傳統(tǒng)化療的毒副作用。在這項(xiàng)研究中，Johnson和同事們證明，與只攜帶一種或兩種藥物的納米粒子相比，這種三重威脅的納米粒子能夠更有效地殺死卵巢癌細(xì)胞，他們已經(jīng)開始在動物中檢測這種粒子的抗腫瘤作用。

將碎片拼接在一起
最常用于制備藥物傳遞納米粒子的兩種方法是：將小藥物分子封裝進(jìn)粒子，或?qū)⑺鼈兓瘜W(xué)連接到粒子上。利用這兩種技術(shù)，隨著每一種新藥的增加，組裝粒子所需的反應(yīng)就變得越來越困難。Johnson的新方法，克服了這兩種方法的固有局限性。

結(jié)合這兩種方法——將一種藥物封裝進(jìn)粒子，另一種藥物附加在粒子表面——已經(jīng)取得了一些成功，但是仍然還是限于兩種藥物。

Johnson打算制備一種能克服這些制約的新型粒子，能夠裝載任何數(shù)量的不同藥物。他不是先制備粒子然后再附著藥物分子，而是制備出已經(jīng)包含藥物的組裝模塊。這些組裝模塊可以以一種特定的結(jié)構(gòu)連接在一起，研究人員可以精確地控制模塊中所包含每種藥物的量。

每個組裝模塊是由三部分組成：藥物分子，能連接到其他模塊的一個鏈接部件和一個聚乙二醇（PEG）鏈，這有助于保護(hù)納米粒子在體內(nèi)不被分解。使用Johnson開發(fā)的一種方法（稱為brush first polymerization），可以將數(shù)百個這種模塊連接在一起。

Johnson表示：“這是一種新方法，從頭開始構(gòu)建納米粒子。如果我想要一個粒子攜帶五種藥物，我只需要拿我想要的五個組裝模塊，將它們組裝成一個粒子。原則上來說，你可以添加多少藥物是沒有限制的，粒子所攜帶藥物的比例，僅僅取決于它們在開始時是如何混合到一起的。”

不同的組合
在這項(xiàng)研究中，研究人員制備出攜帶順鉑、阿霉素和喜樹堿的納米粒子，這些藥物往往單獨(dú)或聯(lián)合使用用于治療卵巢癌。

在與每種藥物最大耐受量相匹配的特定比例上，每個粒子攜帶這三種藥物，每種藥物都有其自身的釋放機(jī)制。一旦粒子進(jìn)入細(xì)胞，順鉑就是游離的，因?yàn)閿y帶它的模塊接觸谷胱甘肽（細(xì)胞內(nèi)的一種抗氧化劑）后會分解。當(dāng)喜樹堿遇到稱為酯酶的細(xì)胞酶時，它也會迅速釋放。

第三種藥物阿霉素，被設(shè)計(jì)成只有紫外線照射到粒子時才會被釋放。一旦所有三種藥物被釋放，留下的PEG很容易被生物降解。

馬薩諸塞州大學(xué)高分子科學(xué)和工程學(xué)教授Todd Emrick沒有參與這項(xiàng)工作，但他指出：“這種方法在相同的平臺通過不同的化學(xué)反應(yīng)，是多種藥物釋放的一種巧妙新突破。”

該研究小組與MIT科赫綜合癌癥研究所的工程學(xué)教授Paula Hammond實(shí)驗(yàn)室合作，檢測了粒子對實(shí)驗(yàn)室中生長的卵巢癌細(xì)胞的對抗作用。與攜帶一種或兩種藥物的粒子相比，攜帶三種藥物的粒子，能以更高的速度殺死癌細(xì)胞。

目前，Johnson實(shí)驗(yàn)室正在致力于開發(fā)攜帶四種藥物的粒子，研究人員也計(jì)劃用某些分子來標(biāo)記粒子，這些分子可讓粒子通過與細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)相互作用，對抗腫瘤細(xì)胞。

Johnson還希望，未來能夠可靠地制備大量攜帶多種藥物的納米粒子，使我們可開展大規(guī)模的癌癥治療新藥測試。他說：“能夠迅速而有效地制備攜帶不同比例多種藥物的粒子，是很重要的，這樣你就可以檢測它們的活性。我們不能只制備一個粒子，我們需要能夠有不同的比例，我們的方法很容易可以做到這一點(diǎn)。”（生物通：王英）

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生物通推薦原文摘要：
A Convergent Synthetic Platform for Single-Nanoparticle Combination Cancer Therapy: Ratiometric Loading and Controlled Release of Cisplatin, Doxorubicin, and Camptothecin
Abstract：The synthesis of polymer therapeutics capable of controlled loading and synchronized release of multiple therapeutic agents remains a formidable challenge in drug delivery and synthetic polymer chemistry. Herein, we report the synthesis of polymer nanoparticles (NPs) that carry precise molar ratios of doxorubicin, camptothecin, and cisplatin. To our knowledge, this work provides the first example of orthogonally triggered release of three drugs from single NPs. The highly convergent synthetic approach opens the door to new NP-based combination therapies for cancer.