抗癌药的药物输运新途径

癌症和心血管疾病,是人类健康的大敌。根据美国癌症协会2005年1月初发布的统计数据,癌症已经超过心血管疾病,成为85岁以下人群的第一致死疾病。癌症广义上指恶性细胞的非正常生长(uncontrolled growth of abnormal cells),人体各个器官都有可能出现癌症的症状。癌症的起因可能是多种多样滴,基因遗传、吸烟、糟糕的饮食结构、日光浴享受过多(这下明白为啥老美得癌症的那么多了)等等。其治疗方式和药物也各自不同。传统的癌症治疗方式有手术(surgery)、药物治疗(chemotherapy)和放射疗法(radiation),随着化学生物学和基因学的流行,更多新的手段和方法也在研发当中。每种方法都有自己的优点和缺点,具体采取什么方法要取决于癌症的种类、处于早期还是晚期阶段、病人本身的体质等等。比如,对于身体相对虚弱的老人家,手术就不太适合,因为术后的恢复要求较强的个人体质,而放射疗法可能会好一些。(尽管每种疗法都在实际运用中取得了一定的成绩,可惜众口难调,始终有人要跳出来不满意——图片出自http://www.quackwatch.org/01QuackeryRelatedTopics/cancerscare.gif)

相应于癌症的巨大影响,关于它的机理研究和药物研发也一直没有停止过。最近一期Science上发表了Bert Vogelstein教授的一篇文章,报道了利用厌氧细菌Clostridium novyi-NT做为药物载体的新研究。Bert Vogelstein教授就职于Johns Hopkins University(约翰霍普金斯大学),同时兼任Howard Hughes Medical Institute(就是上次stones专门报道的牛人Howard Hughes捐建的)的Project Investigator。他对于Clostridium novyi-NT的研究始于2003年,就此课题目前已发表五篇文章和一篇专利。(p.s.其中专利发表的最早。老板都一样,先用专利保护,再发表文章。生怕自己的idea被别人偷走。)

这项抗癌研究划分在bacteriolytic therapies的范畴中。由于癌症组织的血液供应体系(血管的分布数量)比正常组织要少,氧气是通过血液中的血红蛋白传递的,因此癌症组织相对于正常组织是一个低氧环境,适合厌氧细菌的生存。理论上,厌氧细菌只会杀伤癌症组织,而不会影响到健康组织(厌氧嘛,碰到氧就挂了)。接下来的问题时,which bacterium?

2003年,Vogelstein的课题组发现一种叫做Clostridium novyi-NT的厌氧细菌,可以成功感染并部分破坏癌症组织。然而,它的不足在于,不能完全破坏癌症组织。由于癌症组织的重生能力惊人,单独使用Clostridium novyi-NT无法达到目的。Vogelstein进而设计将Clostridium novyi-NT和传统的化学药物治疗结合,加上脂质载体(liposome),在细胞试验和老鼠试验上得到很好的结果。

脂质被用于作为小分子药物的载体已经流行了一阵子,通常是用来包裹小分子药物以期提高药物的吸收。一方面,liposome具有同细胞膜相似的化学结构,更容易与细胞膜作用并进入细胞内部。另一方面,更重要的是,通过包裹大大增加了整个complex的分子量,利用高分子的EPR effect在癌症组织上有较正常组织更多的吸收。(EPR:enhanced permeabilization and retention effect。由于癌症组织的结构比较松散,大分子进入癌组织比进入正常组织要容易,这样就能降低对正常组织的伤害,减小副作用。)Clostridium novyi-NT还具有溶血作用(hemolytic),可以破坏liposome包裹,进而释放有效的小分子药物成分。

Vogelstein等设计了一系列平行试验来比较doxorubicin(一种抗癌的小分子药物)、Doxil(liposomal doxorubicin)、和C. novyi-NT与Doxil的组合,在携带癌症组织的老鼠身上试验。结果如下图所示(数据图出自原文章),数据显示C. novyi-NT辅助的Doxil能完全抑制癌组织的生长,而且没有造成老鼠的死亡,说明其针对癌症组织有很好的选择性。而选择性是癌症的药物疗法中一个非常重要的问题。

文章还做了一系列其他试验,证明C. novyi-NT+Doxil的组合比单独使用Doxil提供了更高的有效药物浓度,这样可以减少药物的使用,从而降低成本。还有一些机理方面的研究。对于机理这东西,fox一直不太感冒–实在是“事后诸葛亮”。实验数据是根本。paper文末免不了一番老王卖瓜,再次炫耀了一下这一高效,专一的疗法。而且相对于之前的其他bacteriolytic therapies,C. novyi-NT对于较小的癌症组织也非常有效。

话说回来,尽管癌症研究领域不断有fancy的文章出现,但是真正有实用价值的屈指可数。如果不能解决成本和活体适用性的问题,大概都只能止于骗取眼球的阶段了。

useful refs:
http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_cancer_chemotherapy
http://en.wikipedia.org/wiki/Cancer

http://en.wikipedia.org/wiki/Experimental_cancer_treatment

Comments 2

  1. lieber wrote:

    第一段的introduction怎么看得这么眼熟呢?

    Posted 28 Nov 2006 at 11:44 pm
  2. aries wrote:

    --对于机理这东西,fox一直不太感冒–实在是“事后诸葛亮”--
    同感~

    Posted 29 Nov 2006 at 10:19 pm

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