據(jù)世衛(wèi)組織2013最新報告，乳腺癌的發(fā)病率目前在西方發(fā)達國家屬于高位穩(wěn)定的狀態(tài)。全球年發(fā)病新增乳腺癌患者在130萬左右，死亡率在歐美國家占到女性的16%，發(fā)病率和死亡率占女性第一位。對于我國來說，乳腺癌局勢也不容樂觀。乳腺癌已居我國女性惡性腫瘤之首，且近年發(fā)病呈年輕化，發(fā)病率每年遞增約3%。乳腺癌已成為社會關(guān)注的焦點問題之一。
2001年美國斯坦福大學的研究人員Sorlie等通過基因研究，將乳腺癌分為5個亞型，每個亞型有各自雌激素受體(ER)、孕激素受體(PR)和人類表皮生長因子受體-2（Her-2）的表達特征，預后各不相同。在臨床上常抽取患者外周血，采用免疫組織化學方法檢測以上3個指標，均為陰性者稱為“三陰”乳腺癌(TNBC)，不是都陰性的稱為“非三陰”乳腺癌。Basal-1ike型分子表達為ER（-） ／PR（-）／HER-2(-)，相當于“三陰”乳腺癌。
“三陰”乳腺癌屬于乳腺癌的特殊亞型，患有這種類型癌癥的女性，與其他類型的乳腺癌相比較，通常存活率更低。“三陰”乳腺癌的預后與腫瘤大小和淋巴結(jié)狀況關(guān)系不大，復發(fā)迅速，1~3年是復發(fā)高峰，5年內(nèi)是死亡高峰，易發(fā)生脊髓、腦膜、腦、肝和肺轉(zhuǎn)移。在全部乳腺癌患者中， “三陰”乳腺癌占10%~20％[1]。在美國每半小時就有一名女性被診斷為“三陰”乳腺癌[2]。
siRNA遞送與“三陰”乳腺癌治療研究
對于大多數(shù)乳腺癌患者來說，他們體內(nèi)三種常見的受體蛋白質(zhì)（ER、PR、Her-2）中至少有一種會出現(xiàn)過度生產(chǎn)。阻止腫瘤生長最成功的化療藥物，則是以這三種受體蛋白質(zhì)中的一種作為靶標。但“三陰”乳腺癌患者體內(nèi)未出現(xiàn)這三種受體中的任何一種，因此他們不能從內(nèi)分泌治療和抗Her-2的靶向治療中受益，他們的癌癥更難對付。安徽醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院乳腺外科裴靜對于三陰乳腺癌治療的動態(tài)研究進展做了專門綜述。
目前還沒有針對“三陰”性乳腺癌標準的治療指南，其治療一般按預后差乳腺癌治療常規(guī)進行，術(shù)后輔助化療選擇含蒽環(huán)類紫杉類方案。新輔助化療中在接受含紫杉類和蒽環(huán)類的新輔助化療后，可獲得較高的病理完全緩解率，但是對于存活率幾乎沒有什么改善，反而變得更糟糕，主要原因是由于化療對于高侵襲性的“三陰”乳腺癌的周期性復發(fā)是無效的。
科學家認為削弱腫瘤細胞的防御，可以使化療藥物更有效地發(fā)揮作用。例如，一個小干擾RNA（siRNA）可以用來關(guān)閉腫瘤細胞中導致化療耐藥的一個基因。siRNA是一個長20到25個核苷酸的雙股RNA，其兩股分別在RNA的兩端超出另一端2個核苷酸。siRNA在生物學上有許多不同的用途。目前已知siRNA主要參與RNA干擾（RNAi）現(xiàn)象，以帶有專一性的方式調(diào)節(jié)基因的表達，可以使細胞中的某些基因保持沉默。此外，也參與一些與RNAi相關(guān)的反應(yīng)途徑，例如抗病毒機制或是染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變。siRNA作為一種新類型的靶向治療藥物，對付迄今為止抵抗治療的特種癌癥具有潛在價值。
但是，siRNA遞送也面臨著一些困難，具體表現(xiàn)為：
其一是siRNA極不穩(wěn)定。在血漿中，由于核酸酶的存在，siRNA的半衰期很短（t1/2<15 min）。
其二是siRNA進入作用靶位要經(jīng)受重重挑戰(zhàn)。由于siRNA的極性，它很難穿過脂質(zhì)雙分子層構(gòu)成的細胞膜，siRNA在體內(nèi)面臨著不能迅速穿過血管內(nèi)皮，滯留于肝脾等儲血器官，被腎臟排泄，在胞內(nèi)不能被釋放，以及被胞內(nèi)核酸酶降解等不利因素影響。
第三是全身性給藥要求siRNA必須具有靶向性。過去的實驗研究證明，體細胞對siRNA會產(chǎn)生強烈的炎癥反應(yīng)，非靶向的細胞會攝取大量siRNA，在大量消耗siRNA的同時，還增強了炎癥反應(yīng)的程度。
針對這些困難，人們探索、改進了多種不同的siRNA遞送手段。更多信息可以參考軍事醫(yī)學科學院生物工程研究所趙志虎等人撰寫的“ siRNA的體內(nèi)遞送”以及韓國高麗大學Yu-Kyoung Oh和韓國科學技術(shù)高級研究院Tae Gwan Park合作撰寫的“癌癥治療的siRNA遞送體系”[3]。韓國天主教大學醫(yī)學院和韓國CHA大學的研究人員2013年5月底，在《國際生物醫(yī)學研究》發(fā)表論文，專門就基于納米粒子的siRNA遞送用于癌癥治療的研究進展進行了綜述，主要是對2000年以來的近100篇文獻進行了概述分析[4]。
MIT納米藥物研究新進展
為了應(yīng)對這種難治性乳腺癌，美國麻省理工學院（Massachusetts Institute of Technology，簡稱MIT）科克綜合癌癥研究所（Koch Institute for Integrative Cancer Research）和化學工程系的研究人員合作開發(fā)了一種納米藥物，可以回避或者弱化腫瘤的防御，達到徹底摧毀之目的。他們的研究成果于2013年10月21日發(fā)表在《美國化學會納米》(ACS Nano)雜志網(wǎng)站上[5]。這項最新研究結(jié)果使人們對利用siRNA與其他抗癌藥物聯(lián)合通過納米技術(shù)制備納米微粒治療“三陰”乳腺癌的希望再度燃起。
MIT保拉•哈蒙德（Paula T. Hammond）談到，siRNAs很難遞送到細胞，是因為在血液中，酶往往會使siRNAs降解。另外，siRNA鏈是帶負電荷的，所以它們會受到人體細胞的排斥，因為人體細胞本身就是帶負電荷的分子。為了解決這個遞送難題，哈蒙德和她的研究團隊開發(fā)了一種方法，將一個siRNA序列隱藏在多層涂層包裹的納米粒子中間，這種秘密行動的納米醫(yī)學藥物的核心由抗癌藥物填充。哈蒙德研究小組報告稱，這樣可以同時削弱“三陰”乳腺癌的腫瘤防御作用，使實驗小白鼠體內(nèi)的惡性腫塊明顯縮小。
該研究小組開始了其納米粒子的制造工藝研究，將抗癌藥物阿霉素加入到空心脂質(zhì)球體內(nèi)，再用分層技術(shù)裝配方法使填充有抗癌藥物的脂質(zhì)球體的外面進行額外涂飾，制得納米粒子用來對付包括“三陰”乳腺癌之內(nèi)的各種癌癥。
圖1 具有雙重作用的納米粒子制作過程示意圖，研究人員利用納米技術(shù)研制出一種可以偽裝的納米打孔器（nanopunch），在化療藥物阿霉素(doxorubicin)的外面，用從一種帶有負電荷的磷脂質(zhì)（phospholipids）進行涂飾，見圖左側(cè)小球體。然后，在其外面再交替添加聚精氨酸（poly-L-arginine簡稱PLA）和siRNA序列涂層，形成了圖中的中間小球體；再在其外面覆蓋一層透明質(zhì)酸(hyaluronic acid),便形成了圖右側(cè)的綠色小球體，經(jīng)過層層包裹的綠色小球其內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖面圖見圖2中的放大示意圖，這種小球體可以偽裝成來自身體免疫系統(tǒng)的離子，以便蒙混過關(guān)。
圖2 綠色小球其內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖面圖
首先，他們添加一層薄薄的聚精氨酸（poly-L-arginine），這是帶正電荷的，因此它會粘附于帶負電荷的脂質(zhì)上。然后研究人員增加了一層針對多抗藥性蛋白1基因的siRNA，多抗藥性蛋白1是腫瘤細胞的一種分子泵，其作用就是將抗癌藥物排出去，使腫瘤細胞逃脫藥物的毒性滅殺。
哈蒙德研究小組用聚精氨酸來包裹不止一層，在其外面再交替添加PLA和siRNA序列涂層，然后再在其外表用帶負電荷的透明質(zhì)酸（hyaluronic acid）進行包裹涂飾。透明質(zhì)酸這種化合物在體內(nèi)的大多數(shù)組織中可以發(fā)現(xiàn)，它是一種結(jié)構(gòu)組件。之所以把它作為粒子偽裝的外衣，就是因為便于蒙混過關(guān)，對其它細胞而言，這些納米粒子看起來就像它們的原生環(huán)境，不會產(chǎn)生排異反應(yīng)，它們可以回避免疫系統(tǒng)和siRNA降解酶的圍追堵截而進入細胞內(nèi)。
當對移植“三陰”乳腺癌腫瘤的小鼠在15天內(nèi)注射這種納米粒子三次，納米粒子進入實驗鼠體內(nèi)后釋放出其中的包裹物，導致實驗鼠腫瘤縮小，甚至在某些情況下出現(xiàn)腫瘤消失的奇跡。然而，那些僅僅注射生理鹽水的小鼠，腫瘤增長到原體積的4倍。
韓國浦項科技大學（ Pohang University of Science & Technology）化學家Sei Kwang Hahn說，由于藥物遞送的挑戰(zhàn)難以逾越，盡管一些大型制藥公司一直回避siRNA治療，但它仍然有巨大的潛力，特別是用于癌癥治療。這種層層包裹的納米粒子對于siRNA顯示出特別良好的應(yīng)用前景，而且“似乎顯示出對于進一步臨床應(yīng)用開發(fā)的可行性。”
據(jù)哈蒙德的闡述，她和她的研究團隊已經(jīng)對于這種納米粒子的組裝技術(shù)申請了專利，而且他們下一步計劃去尋找通過siRNA關(guān)閉的與三陰乳腺癌有關(guān)的其他基因。隨著對不同siRNA 體內(nèi)遞送系統(tǒng)越來越多的研究，對其體內(nèi)作用機制、毒性機制和生物分布的深入了解，研制出具有更強特異性和靶向性，能夠靈活適用于各種臨床要求的siRNA遞送方式將成為可能?？梢灶A見，最終安全的siRNA 體內(nèi)遞送系統(tǒng)將能夠成功避免免疫刺激與脫靶效應(yīng)，從而大大擴展siRNA的應(yīng)用范圍，更好地造福于患者、造福于人類健康事業(yè)。
參考文獻
[1] Triple-Negative Breast Cancer
[2] Breast Cancer Facts & Figures 2011-2012
[3] siRNA delivery systems for cancer treatment
[4] Recent Developments in Nanoparticle-Based siRNA Delivery for Cancer Therapy
