近日，復旦大學化學系黎占亭研究團隊、張凡研究組和美國勞倫斯·伯克利國家實驗室劉毅研究員合作，利用本實驗室創(chuàng)立的超分子有機框架 (Supramolecular Organic Framework, SOF)為載體，成功開發(fā)出簡化的sof-DDS新技術。研究結果分別以“In situ-prepared homogeneous supramolecular organic framework drug delivery systems (sof-DDSs): overcoming cancer multidrug resistance and controlled release”和“Loading-free supramolecular organic framework drug delivery systems (sof-DDSs) for doxorubicin: normal plasm and multidrug resistant cancer cell-adaptive delivery and release”為題目，在線發(fā)表于《中國化學快報》（Chinese Chemical Letters, DOI: 10.1016/j.cclet.2017.01.010; 10.1016/j.cclet.2017.01.005）。論文第一作者分別為化學系博士生田佳和姚池。
癌癥為威脅人類健康的第一大疾病殺手，化藥治療是除手術之外的最重要治療手段。但化藥治療也面臨很多挑戰(zhàn)，如會產生各種嚴重副作用、腫瘤細胞產生耐藥性、缺少靶向性及生物利用度低等。很多分子藥物水溶性低，也限制了它們的臨床應用。藥物遞送體系（drug delivery system, DDS）可在相當程度上克服上述化療缺點。因此，用于癌癥治療的DDS研發(fā)一直受到學術界和工業(yè)界重視。但目前美國FDA批準上市的遞送藥物總計只有6個，中國只有3個左右，且全是脂質體(liposomal)體系。目前FDA批準的用于癌癥治療的化學藥物已有140余個。因此，DDS研發(fā)與抗癌新藥研發(fā)相比嚴重滯后。另外，目前臨床使用的脂質體藥物與原藥相比，價格都大幅度攀升，提高達4-200倍，不僅嚴重加大患者的經濟負擔，也限制了遞送型藥物為絕大多數(shù)普通患者所使用。按市場規(guī)模推算，目前我國只有不到1%的患者能夠按療程使用遞送藥物治療。因此，發(fā)展低成本高效藥物遞送新技術具有重大的社會效益和廣闊的市場。
研究團隊所開發(fā)新技術的核心是利用SOF的均相有序納米孔結構特征，在水中通過非共價鍵作用驅動，直接把藥物吸收到納米孔內部。由于SOF具有納米尺度效應，被吸收的藥物經靜脈注射后，在血液循環(huán)中可避免大量流失，并能夠通過耐藥性癌細胞的屏蔽效應。進入癌細胞后，藥物受腫瘤細胞內酸性介質質子化，消除了與SOF的相互作用力，由此可以實現(xiàn)有效釋放。對負離子藥物培美曲塞(pemetrexed, PMX)和中性藥物阿霉素(doxorubicin, DOX)的細胞和動物實驗研究表明，SOFs可以克服腫瘤細胞的多藥耐藥性(multidrug resistance, MDR)，與原藥相比，IC50 (half maximal inhibitory concentration)值降低5-19倍。
目前臨床使用的脂質體DDS藥物價格高昂，一個主要因素是，藥物需要被負載或包埋在脂質體的內部。這一過程如同一個以藥物為原料的產率極低的有機反應，后續(xù)分離純化過程復雜，質量控制要求極高，并且部分輔助原料價格昂貴。新的sof-DDS技術省去了上述所有步驟，只需把載體和藥物在水中混溶即可使用。構建sof-DDS的有機單體可以從低價原料出發(fā)，通過數(shù)步反應制備，成本遠低于絕大多數(shù)化療藥物，因此，這類自組裝型的載體提供了未來發(fā)展低成本遞送藥物的新一代技術。另外，sof-DDS為分離式平臺，一旦開發(fā)成功，可以實現(xiàn)不同藥物的遞送，也有利于進一步降低成本。
據(jù)悉，本項研究得到國家自然科學基金委、科技部、教育部和上海市科委資助。
