Nature子刊：北大汪贻广团队发展纳米药物细胞内生物利用度定量新策略

2021-04-26 生物世界

该项研究为评估新型纳米药物的肿瘤靶向性和癌症患者分级及个性化治疗提供了有力的工具。

近年来，纳米药物在癌症治疗中发挥越来越重要的作用。然而，癌症患者的肿瘤异质性使得同一种纳米药物在不同肿瘤类型甚至同种类型不同个体间均表现出较大治疗响应差异，低响应性亚群掩盖了整体治疗效果，导致纳米药物的临床转化成功率较低。

传统的定量方法只能提供纳米药物的宏观组织分布，而不能区分细胞内摄取的纳米药物与细胞外及血管中分布的纳米药物。越来越多的证据表明：纳米载体的细胞摄取及其胞内转运途径对于细胞内靶点的药物生物利用度及药效发挥具有决定性作用。因此，发展新型智能递送技术，解析纳米药物在活体动物的细胞内外分布与细胞内摄取效率，进而对癌症病人进行筛选，实现个体化治疗具有重要的临床指导意义。

2021年4月22日，北京大学药学院天然药物及仿生药物国家重点实验室 汪贻广 团队在 Nature 子刊 Nature Communications 在线发表了题为： Quantitative imaging of intracellular nanoparticle exposure enables prediction of nanotherapeutic efficacy 的研究论文。

汪贻广研究团队以内吞过程中pH值下降为响应信号设计并构建了一种二元比率成像纳米探针（BiRN），它由“常亮式”荧光模块和“关-开”荧光模块构成。静脉注射后，“关-开”荧光模块在血液和肿瘤细胞外间隙液（pHe ~ 6.5-6.8）中保持“关闭”；当纳米药物被细胞摄取进入到早期内涵体（pH ~ 6.0）后，“关-开”荧光模块信号迅速“打开”，报告纳米药物“内吞事件”的发生；而在整个体内过程中，“常亮式”荧光模块的荧光信号保持不变。

通过二进制比率数据处理，肿瘤血管及细胞外分布的纳米粒信号被完全消除，从而实现对活体动物肿瘤内纳米药物的动态内吞效率和内吞量的定量化成像。

采用该项技术，我们首次发现：① 静脉注射24 h，10.7-28.2%的肿瘤蓄积纳米粒被肿瘤细胞及相关细胞摄取，并且不同类型肿瘤的内吞效率具有很大差异；② 以肿瘤内纳米粒的细胞内吞量代替肿瘤内纳米粒蓄积量（EPR效应）对肿瘤病人进行分级和抗肿瘤效应进行预测，具有更好的相关性。