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食管癌的诊断和治疗纳米药物的发展与进展 [复制链接]

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题目:Thedevelopmentandprogressofnanomedicineforesophagealcancerdiagnosisandtreatment

发表时间:年1月21日

期刊:SeminarsinCancerBiology

影响因子:15.

作者及单位:医院袁勇课题组

主要结论:食道癌是一种高度恶性的疾病,5年生存率低。传统的治疗方案对食管癌的疗效有限,特别是对于晚期转移的食道癌。新设计的纳米制剂代表了改善食管癌中当前诊断和治疗选择的潜在策略。纳米粒子设计用于药物递送,具有改进的药代动力学特性,以实现对食道癌组织的主动和被动靶向并减少意外*性。纳米粒子可以增强药物对特定肿瘤组织的吸收,同时控制药物组织分布曲线;可以促进细胞内渗透并在细胞水平上充分控制药物反应。迄今为止,市场上有AbraxaneTM和DoxilTM可用于治疗食道癌。胶束和基于蛋白质的纳米粒子已在临床实践中用于食道癌治疗,并显示出显著增强的疗效。需要更多的临床前和临床研究来进一步评估这些纳米制剂对食道癌的功效和安全性。

关键词:食道癌、纳米粒子、纳米医学、成像、药物递送

撰稿

蒋澜

校对

朱小龙

审核

吕坤,徐阳

食管癌(esophagealcancer,EC)是一种常见的胃肠道恶性肿瘤,预后差,死亡率高,患者5年预后生存率不佳,现有的抗癌药物递送技术具有局限性。年1月21日,医院袁勇课题组在《SeminarsinCancerBiology》杂志发表题为"Thedevelopmentandprogressofnanomedicineforesophagealcancerdiagnosisandtreatment"的综述论文,总结了用于治疗食管癌的各种类型的纳米粒子,包括聚合物、胶束、脂质体、无机纳米粒子和有机纳米粒子,以期推动纳米医学临床转化。

一、背景介绍

食管癌是第六大全球死亡人数的癌症相关疾病和第二大致命的胃肠道癌症。食管癌包括两种具有不同临床病理学特征的主要组织学亚型特征,食管鳞状细胞癌和食管腺癌。食管癌通常在早期临床无症状阶段,但5年生存率很少超过40%。此外,食管癌通常在早期形成微转移阶段。因此,只有10%的食管癌患者符合直接手术的条件诊断。对于可切除的食管癌患者,主要治疗方法是基于手术联合/不联合新辅助和/或辅助化疗或放化疗。对于这些无法手术的患者,化疗、放疗、靶向治疗和免疫治疗可能是治疗的选择。

此外,引入如光热疗法和氧化疗法,用来治疗食管癌。然而,这些治疗策略允许复发并可能迅速杀死健康细胞。全身药物疗法可以在一定程度上限制肿瘤的生长,但大多数不能区分正常和恶性细胞,导致非特异性细胞*性和副作用。部分靶向肿瘤细胞的药物,因药物扩散效率不高,药物释放过程难以控制。因此,特异性治疗迫切需要能够主动和被动地靶向癌细胞。

纳米载体,可以轻松穿越生物屏障被动/主动来靶向肿瘤细胞。此外,负载的抗癌剂的释放可以根据生理变化进行调节,例如在肿瘤微环境中根据pH值和温度的变化来释放。这些纳米载体缀合或封装各种治疗剂形成治疗性的纳米粒子,可以选择性地杀死癌细胞,同时减少对健康细胞的附带*性,在降低发病率的同时增强疗效。基于现有证据,已证明纳米粒子在提供抗癌药物上具有许多优势,可防止药物过早降解。此外,纳米粒子可以增强将药物吸收到特定的肿瘤组织中,同时控制药物组织分布曲线和药代动力学,减少系统*性和增加抗肿瘤作用疗法。此外,它们增强细胞内渗透和在细胞水平上充分控制药物反应。最近,各种纳米粒子,例如脂质体、胶束、纳米乳液、树枝状聚合物和金属纳米粒子,已被用于递送抗癌药物,显示出抗癌功效的前景。

持续开展研究探索纳米药物在食管癌治疗中的应用,表明纳米医学平台系统具有潜在的食管癌治疗临床应用能力。然而,大多数研究使用纳米药物进行体内和体外实验,仅证实了其有效性和短期生物相容性。纳米粒子的长期生物相容性和肿瘤靶向的潜在机制仍不清楚。即使有一些的优势,纳米药物治疗食管癌与常规抗癌药相比,是否更有效,仍有争议。该综述第一次总结并讨论了各种纳米粒子与常规制剂相比,治疗食管癌的潜在临床应用及进展。

二、综述解析

对形状、大小、化学药物和PDT具有精确控制,并表现出强大的组织穿透性、优越的生物安全,疗效好。尽管如此,免费的IR可以在体内容易被肝脏代谢,导致在肿瘤部位蓄积减少,不适合癌症光疗。因此,本研究采用羧化碳纳米笼构建一个可以将IR运输到肿瘤部位。在这个纳米系统中,BSA-MnO2纳米酶可以催化内源性H2O2产生氧气以克服肿瘤缺氧并增强PDT,羧化碳纳米笼可以增强PDT的效率,从而产生更有效的治疗效果。此外,纳米载体在肿瘤部位可以解决药物积累低的问题。因此,H2O2活化、酸在肿瘤区域的增强和积累使这种纳米系统显著提高癌症光疗的疗效,可特异性靶向癌细胞并保护正常组织免受损伤。光疗和化学疗法相结合被提议作为一种具有前景的食管癌治疗方法。

1.食管癌当前治疗方案

食管癌的发病机制是多因素的。食管腺癌的主要危险因素是年龄增长、男性、肥胖和胃食管反流病。远端食管暴露于反流的胃酸和胆汁可引发慢性炎症随后发生肠化生(巴雷特食管),进而出现食管腺癌的前体病变。口腔健康不佳,热茶饮酒,新鲜水果和蔬菜摄入量低,社会经济状态已被证明与食管鳞状细胞癌更高的风险相关。在分子病理学方面,肿瘤相关分子如表皮生长因子受体、细胞周期调节蛋白、转化生长因子-/Smad蛋白质和错配修复基因均参与食管癌的发展。HER-2、PD-1/PD-L1、HPV与食管癌肿瘤发生相关。另一方面,肿瘤微环境也错综复杂地参与了食管癌各个阶段的肿瘤发生发展,从为初始发育创造一个生态位,到促进血管生成、调节免疫功能和诱导转移,都是抗癌药物潜在的研究目标。

目前,食管癌的治疗涉及多学科,包括内镜诊疗、手术、化疗和放疗。食管癌的治疗策略在概念上可以分为两种类型:全身治疗和局部治疗。每个病人应根据癌症类型、区域以及自身状态来确定适当的治疗方案。此外,治疗方式对于食管癌应根据临床分期进一步细分。内镜下黏膜切除术是一种很好的阶段治疗方法。对于I期食管癌患者,单纯食管切除术可达到局部区域控制并提供局部疾病治愈的最佳机会。食管癌临床II/III期(T4除外)的标准治疗是基于手术与新辅助和/或辅助的组合化疗或放化疗。对于无法手术的食管癌(III期(T4)和IV期)或拒绝手术者,放化疗被认为是标准疗法。

根据国际综合肿瘤网络指南,卡铂(carboplatin)和紫杉醇(paclitaxel)是最常见的术前治疗剂,同时术后应用卡培他滨(capecitabine)和氟尿嘧啶(fluorouracil)。对于具有特定遗传特征的肿瘤患者,靶向治疗或免疫治疗可能是有益的,例如神经营养原肌球蛋白受体激酶-基因融合,HER-2过表达、PD-L1过表达、微卫星不稳定性或错配的修复基因。最近,派姆单抗(pembrolizumabTM)靶向这些特定遗传特征,已被FDA批准用于治疗晚期食管癌。另一方面,微创食管切除术已逐渐成为可手术病人的常用手术手段,减少术后发病率。对于无法手术的食管癌患者,cebox和顺铂(cisplatin)联用,以期延长生存期。

尽管最近食管癌的总体生存率取得了相当大的进展,但对于晚期食管癌患者,复发仍然很常见,中位生存期8-12个月。食管癌的常规化疗受到水溶性低、循环时间有限等阻碍,对健康细胞有*性,癌细胞内浓度低,抑制正常细胞生长和耐药性,均降低了食管癌治疗的整体疗效并导致治疗失败。对新型治疗剂和药物组合的研究是开发食管癌治疗方法的基础。因此,开发在纳米尺度上运行的药物系统是可行的,被动和主动靶向癌细胞并克服现有联合疗法的不足。图1显示了应用于食管癌治疗的各种纳米粒子。

2.食管癌的抗癌纳米医学

纳米粒子为食管癌治疗的药物输送提供了一个有前景的平台,包括化学疗法、放射疗法、基因疗法、光动力疗法(PDT)、光热疗法(PTT)及其协同疗法。纳米医学提供的给药平台对癌症治疗具有显著优势,例如由于在转移到癌组织的过程中药物泄漏最小,减少了副作用,改善药物溶液稳定性,预防药物清除、生物降解性和生物相容性,体内循环时间延长和通过EPR效应优先积累肿瘤部位。

各种纳米药物,包括聚合物、脂质体、聚合物、已评估的抗体和分子,可以增强*性和疗效之间的平衡治疗方式。例如,年,临床引入了第一个经批准的靶向肿瘤细胞的化疗药物——calicheamicin(Mylotarg),与抗CD33抗体偶联,可靶向癌细胞。其他抗癌药,包括抗CD20抗体的Zevalin和Bexxar。由纳米载体组成的纳米药物和抗癌药物可以作为共轭系统,以增强治疗剂的生物分布和目标位点的积累。迄今为止,纳米粒子如Resovist?、Feridex?、AbraxaneTM和DoxilTM已经在临床中实践。一些纳米药物已获批临床应用。例如,紫杉醇(Abraxane?,AbraxisBioScienceInc.)是一种白蛋白结合的nm纳米药物,用于治疗转移性乳腺癌。Doxorubicin(Doxil)在III期临床中用于多发性骨髓瘤。纳米药物在食管癌中使用有限,大多数仅限于基础实验阶段。以下部分回顾用于治疗食管癌的纳米粒子。表1显示了纳米药物用于食管癌临床试验。图2所示基于纳米粒子的示意图成像、诊断和治疗。现有的纳米医学食管癌的治疗方法见表2。

3.挑战和未来展望

目前,纳米药物向临床的转变仍面临一些挑战。主要挑战之一是一些流通时间较长的纳米药物可能会导致药物在意想不到的部位泄漏。例如,聚乙二醇化脂质体多柔比星是一种常见的化疗药物,可能导致手足综合症。然而,这些*性反应可以通过改变给药剂量和时间安排来解决。因此,未来的研究不应只专注于食管癌的回归分析,也应

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