铂团簇纳米组装体——逆转肿瘤耐药和肿瘤干性

肝癌是严重威胁人类生命健康的恶性肿瘤之一，致死率极高。由于肝癌早期不易被察觉，大多患者确诊时已到中晚期，并且我国肝癌患者大多在确诊时还伴随着严重的肝硬化，只有不到30%的患者适合采用手术切除、肝移植和动脉栓塞等治疗方案，因此药物治疗占有重要地位。然而，在全球范围内，肝癌治疗目前并没有十分有效的化疗药物，美国FDA唯一批准的一线抗肝癌药物索拉菲尼（sorafenib）仅能延长患者生存期2~3个月。近期的研究发现，肝癌极高的恶性程度，一定程度上与肿瘤干细胞样细胞有关。

为了研发针对肝癌的有效治疗药物，浙江大学药学院凌代舜教授团队、新加坡国立癌症中心Kam Man Hui教授团队和首尔大学Taeghwan Hyeon教授团队在肝癌靶向治疗和逆转耐药等方面开展了国际合作研究。合作团队近期在ACS Central Science杂志报道了其最新研究成果：利用肿瘤pH响应型铂纳米簇组装体（Pt nanocluster assembly, Pt-NA）可显著逆转肝癌化疗耐药性和抑制肿瘤干性，并且在原位肝癌裸鼠模型中铂纳米簇组装体的抗肿瘤效果明显强于其它铂纳米药物和索拉菲尼。（pH-Sensitive Pt Nanocluster Assembly Overcomes Cisplatin Resistance and Heterogeneous Stemness of Hepatocellular Carcinoma, ACS Central Science,2016, DOI: 10.1021/acscentsci.6b00197）

图铂-NA设计的合成和对抗肝癌的策略

研究人员首先合成了一系列具有抗肿瘤活性的细小铂纳米颗粒（2.5 nm-10 nm），比较发现极小尺寸的铂团簇（< 3 nm）在酸性水溶液中表现出远远高于5-10纳米尺寸铂纳米颗粒的铂离子溢出速率，研究人员猜测这种比表面积变化引起的铂离子溢出速率相当程度上将决定铂纳米颗粒对细胞的杀灭能力，体外细胞实验进一步验证了研究人员的猜想，极小尺寸的铂团簇确实表现出极其优越的抗肿瘤效果。然而，铂团簇自身的高毒性并没有肝癌细胞的选择性，这对其成药性来说是一极大挑战。为了降低活体环境下铂的毒副作用，具有纳米技术和药剂学专业背景的交叉研究团队创新性地使用肿瘤微环境pH响应型配体聚合物诱导铂团簇进行组装，并且表面偶联肝癌主动靶向肽SP94，制备出肝癌细胞靶向、并且对肿瘤微环境高度响应的铂团簇纳米组装体（Pt-NA）。在血液中“隐身”的Pt-NA通过纳米尺寸效应以及SP94肽被识别，特异性地富集于肝癌组织，经肝癌细胞受体介导入胞后，内涵体中偏酸环境触发组装体解体为单分散的极小尺寸铂团簇，内涵体微环境的酸度进一步促使铂团簇溶解腐蚀释放出大量铂离子，并扩散至细胞核内破坏DNA，进而导致肿瘤细胞死亡。因此，利用主动靶向传递和微环境响应性解体伴随pH调控铂离子释放，两种策略双管齐下，不仅增强对肿瘤的杀伤，同时也降低对正常组织的毒副作用。

通过基于干细胞样耐药肿瘤细胞（SP+CD24+分型）和正常肝细胞的体外研究，研究人员发现PT-NA能够选择性进入肝癌细胞，加之铂离子释放可由酸度调控，PT-NA具有较为精准的癌细胞杀伤作用。与市售顺铂、顺铂长效纳米粒（NC-6004）和市售索拉菲尼相比，Pt-NA不仅对肿瘤细胞毒性更大，并且能够更有效抑制肿瘤干细胞样细胞的成球性。

在对原位肝癌裸鼠模型的数月治疗中，Pt-NA展现出比市售顺铂和索拉非尼更优的治疗效果，裸鼠的存活率最高，抗瘤效果最好。合作方新加坡癌症中心研究了大量临床肝癌病人样本，发现CCNB1、CDK1和TOP2A或与肝癌极低生存率有关。进一步研究发现，Pt-NA可下调在肝癌组织中高表达的ABCG2、CD24、CCNB1、CDK1和TOP2A基因，进而从分子水平上解释了新型抗肿瘤药物Pt-NA逆转肿瘤耐药性和肿瘤干性的机制。

该课题受到国家重点研发计划“纳米科技”重点专项（青年科学家项目）、国家自然科学基金、青年千人计划启动经费和浙江大学自主科研计划青年科研创新专项等项目的资助，由浙江大学作为主要完成单位（第一作者单位），与新加坡国立癌症中心和首尔大学合作完成。