文献阅读综述报告
邵丹 2010712075 白求恩医学院药理学系纳米粒子介导肝癌诊治一体化的研究进展 Research Progress of Nanoparticle-mediated Theranostic in Hepatic Carcinoma
传统临床上，疾病的诊断和是两个独立过程，诊断和用药也是两种独立的药物。癌症患者为接受相应仪器诊断，通常要使用造影剂，而时还要使用其他药物。这样两次医疗过程间隔时间较长，容易贻误最佳时机，还会增加患者的痛苦和风险。因此，诊断用药和用药能否合二为一，一直是生物医药界的一大难题 。
肝癌是我国常见的恶性肿瘤，发病率和死亡率居高不下。手术、放疗和化疗等传统疗法对肝癌患者均显疗效不足;因此，临床上亟待研究更有效的方法(1)拖鞋生产设备
。由于肿瘤发生发展的本质是基因的改变，因此基因是人类从根本上征服肿瘤的希望。
冰点渗透压近年来，肿瘤基因发展异常迅速 ,其方法主要包括抑制致癌基因、 激活肿瘤抑制基因、 熏蒸桶
诱导肿瘤细胞凋亡或者利用自杀基因。在形式多样的自杀基因系统之中 ,单纯疱疹病毒胸苷激酶/丙氧鸟苷(HSV-TK/GCV)系统是目前研究最多、进展最快、作用最为确切的自杀基因系统。HSV-tk基因是一种自杀基因，其编码的胸苷激酶可将无毒的前体药物GCV磷酸化，转变成细胞毒性产物，干扰肿瘤DNA的合成，从而将肿瘤细胞杀死(2)。此基因的另一重要特征是“旁观者效应”，即有较少的肿瘤细胞被转染就可引起周围未被转染的多数肿瘤细胞死亡，导致肿瘤消退(3)。因此，旁观者效应的优势不仅在于扩大了自杀基因的杀伤作用，而且也明显增强了基因转染效率，克服了基因转移载体转染率低的缺陷。目前国内外已将HSV-tk/ GCV基因疗法用于肝癌、甲状腺癌、结肠癌、头颈部鳞状细胞癌、肾癌、卵巢癌、膀胱癌、前列腺癌等多种肿瘤的体外实验及动物移植瘤实验性研究(4,5)。我们课题组也开展了一系列关于HSV-tk/GCV系统对肿瘤杀伤的体内外实验研究，结果表明腺病毒介导的HSV-tk基因(AdCMV-tk)与GCV联合应用通过诱导肿瘤细胞凋亡或坏死杀伤细胞，并且存在旁观者效应。AdCMV-tk/GCV系统明显抑制在体肿瘤生长，延长荷瘤小鼠生存期（6-8）。虽然HSV-tk基础研究效果显著，但临床研究效果不佳，未在临 床推广应用，其主要原因是：①缺乏具有靶向性的高效基因转移载体系统，不能选择性杀伤肿瘤，引起毒副作用；②未能在癌症发病早期对其进行精确定位或示踪——即早期诊断。 目前常用的基因转移载体系统，主要有病毒型载体和非病毒型载体两大类。虽然病毒型载体的转染效率高，但是它存在遗传毒性、免疫原性、细胞毒性、载基因容量小等缺点使其在临床应用中受到限制。而非病毒型载体是近来的研究热点之一，它不但具有合成简单、改性容易、生物相容性好、无免疫原性等特点，而且能与DNA紧密结合，在基因转染的过程中，可以增强DNA耐核酸酶降解能力，延长血液流动半衰期，实现靶向性、提高基因转染效率。目前常用的非病毒基因转移载体主要以聚阳离子电解质为主，包括PEI（聚乙烯亚胺）、PLL（聚左旋赖氨酸）和和树枝状大分子（PAMAM）等（9,10）。其中，PLL因其具有低细胞毒性以及生物可降解等优点备受科研工作者关注，然而它存在着靶向性差，血液流动半衰期短和转染效率不足的缺点（11）。因此，开发新型生物相容性好、靶向性能强、转染能力高的聚合物载体是非病毒载体发展的主要方向。
近年来，天然高分子生物材料如透明质酸、胶原、壳聚糖和海藻酸盐等被广泛的用于基因
药物载体的研究。透明质酸(Hyaluronic Acid, HA)，又名玻璃酸，是一种独特的线性大分子酸性粘多糖，由葡萄糖醛酸和 N-乙酰氨基葡萄糖的双糖单位反复交替连接而成。与其它天然粘多糖不同，HA 分子内不含硫酸基团,也不与蛋白质共价结合。能以自由链形式在体内游离存在。是一种广泛分布于人体结缔组织细胞外基质中的非蛋白酸性粘多糖。和其他天然高分子一样，HA具有良好的生物可降解性和生物相容性，无毒，无免疫原性，无炎症性，被脱硫塔内衬防腐FDA认证，广泛的应用于医药领域（12、13）。研究表明HA受体（CD44,RHAMM,HARE, LYVE-1）主要分布于正常肝，肾和肿瘤中，发挥着内吞，降解和信号传导等广泛的生物学作用。HA通过HA受体介导的内吞作用靶向蓄积在肝脏，尤其在HA受体高表达的肝癌组织中，Laurad等给肝癌小鼠注射188Re标记的HA，检测发现其在癌组织的中的聚集明显高于其他组织（14）。因此，HA作为一个新型肝靶向性的载体已经成为了药物载体领域研究的热点（15-19）。
在增强基因靶向效果的同时，早期诊断是提高肿瘤治愈率的另一个关键因素。量子点（Quantum Dots)独特的发光性质和成功地用于细胞标记和示踪研究的进展为肿瘤的早期诊断提供了新的手段。量子点是一种由ⅡCS CN族-Ⅶ族或Ⅲ族-Ⅴ族元素组成的介于1-100 nm的半导体纳米晶粒，具有独特的光学和电子学性质，包括激发光谱宽且连续分布、发射光谱窄
而对称、发射光稳定性强，荧光量子产率高且不易发生光漂白，荧光寿命长。同时其生物相容性好，对细胞生长、发育、信号转导以及迁移等正常生理活动无影响(20)。量子点的这些特性使其成为一种理想的荧光探针，应用于生物大分子（核酸、蛋白质、多肽）标记，细胞及生物组织的荧光标记与活体成像等方法，可进行超灵敏、多和多组分检测（21-23）。目前研究较多的27.5g btⅡ族-Ⅶ族半导体量子点, 如CdSe, CdS, CdT e等,尽管它们的合成方法相对简单，但它们均含有重金属离子Cd2+，毒性相对较大, 限制了其在生物标记方面的应用。与它们相比, _Ⅲ族-Ⅴ族的量子点，如InP的毒性相对要小得多，有更好的生物相容性，且荧光发射波长可以从蓝区拓展到近红外区, 具有好的可调性。此外 InP 量子点形成的共价键更强，稳定性更好。综上所述, Ⅲ族-Ⅴ族量子点比Ⅱ族-Ⅶ族半导体量子点更有希望在生物标记等领域得到应用。因此，研究和开发新型低毒性，近红外发射光谱的Ⅲ族-Ⅴ族量子点已经成为了该领域的研究热点（24、25）。Yong等人制备了新型的Ⅲ族-Ⅴ族InP/ZnS量子点，并将其修饰后与anti-PSCA抗体连接，成功的靶向到胰腺癌细胞；发现其具有比传统CdSe量子点更低的细胞毒性和更强近红外发光性能（26）。
近年来，纳米粒子介导的癌症诊治一体化已经成为生物材料和基础医学研究的热点。已有文献分别报道了以HA为载体进行的肿瘤靶向基因及QD荧光标记的HA的靶向作用研究。
Y. Takei等用构建的HA-PLL共聚物包裹DNA对肝窦内皮细胞进行转染，结果表明该复合物可以稳定DNA并获得了较高的转染效率（27）。Kim等用QD标记的经过ADH修饰的HA衍生物并发现其可以特异性的靶向至肝硬化小鼠的肝脏部位，且能维持八天而不被清除，表明该透明质酸衍生物可以作为一个新型的靶向传递肝脏疾病药物的载体（28）。Ge等将HA衍生物与PEI构建建成共聚物，并发现用该共聚物将anti-VEGF siRNA包裹后能高效的转染小鼠黑素瘤B16F1细胞，且瘤内注射该anti-VEGF siRNA/PEI HA聚合物可以明显抑制荷瘤小鼠的肿瘤生长；表明HA通过其在肿瘤组织高表达的HA 受体介导的内吞作用将基因药物靶向运输到肿瘤组织（29）。
综上所述，纳米医学的发展为解决肝癌诊治一体化的难题提供了全新思路和方法。量子点作为生物探针可进行肝癌精确定位及成像，透明质酸共聚物纳米颗粒作为靶向载体可将自杀基因选择性输送至肝癌细胞，HSV-tk作为自杀基因只杀伤表达其产物的肝癌细胞，对正常细胞无杀伤作用。因此，未来的肿瘤诊治一体化的基础研究的在于构筑对肿瘤微环境中有智能化响应的多功能自组装载体，开展其对肝癌细胞标记、活体成像、早期诊断及可视化靶向研究，并且探索其在动物体内代谢过程及对动物安全性，达到既能对肝癌进行示踪定位，同时又能靶向，降低毒性的目的，最终将基础研究的成果转化成为实际患
者提供的真正手段，造福广大癌症患者。
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