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从细胞到肿瘤：蛋白质纳米粒子如何巧妙穿梭于人体？
随着生物科技的迅速发展，蛋白质纳米技术正逐渐成为一个活跃的研究领域，这个领域融合了蛋白质的多样物理化学特性与纳米技术，促进了制药研究的进步。蛋白质（或蛋白质基）纳米粒子（PNPs）的出现，吸引了科学界和医疗界的广泛关注。这种新型纳米粒子因其优越的药物动力学特性，比如高度生物相容性、生物降解性及低毒性，展现了极大的潜力，可能让我们克服传统合成纳米粒子在药物递送策略中面临的挑战。
PNPs的特性能有效解决传统纳米粒子在药物治疗过程中存在的问题，例如低生物利用度、缓慢的排泄率以及高毒性等。
然而，这一领域的临床转化仍需进一步推进。截至2022年，仅有一款PNP制剂（Abraxane）和五款病毒样颗粒（Gardasil等）获得FDA的临床批准。 PNPs获得FDA批准的速度缓慢，主要原因在于在体内与生物环境的相互作用中，PNPs可能面临风险，如蛋白质构象变化、蛋白质冠形成、引发炎症等，这些都可能危及患者的健康。
合成方法
为了充分发挥PNPs的特性，在合成方法上的改进受到广泛探索。目前的合成技术包括超声化学、热分解、胶体/水热/微乳液等方法，这些方法不仅对系统毒性有影响，且局限于亲水性药物的应用。因此，最新的合成方法如电喷雾或除溶技术被认为是一种更具可持续性的选择。
PNPs可以在温和的条件下合成，且不需要使用有毒的化学物质或有机溶剂，这为其在生物医学中的应用提供了新的可能性。
目前的挑战是，尽管这些新型合成方法带来了许多优势，但其成本仍然高昂，且不易控制PNP的大小，这限制了它们在生物医学中的应用。常见的蛋白质来源包括动物和植物，其高生物相容性、可降解性以及药物装载效率使其成为理想的PNPs合成选择。
蛋白质纳米粒子的修饰
为了提高PNPs的稳定性和效果，化学修饰是一种常见的手段，这可以通过使用合成或天然交联剂来实现。这些修饰通常会影响PNPs的表面性质，如表面电荷、疏水性及其功能团。这些功能团可以专门结合特定的靶标组织配体，从而实现靶向药物递送。
通过修饰PNPs的表面，使其能够更精确地针对肿瘤细胞，降低全身毒性并提高治疗的有效性。
例如，结合抗人表皮生长因子受体2的配体，即可使PNPs精确靶向乳腺癌细胞。这一过程中，基因修饰技术也能帮助直接将修饰的蛋白质聚合物附着在PNP表面，进一步提高PNPs的功能性。
药物递送的临床应用
PNPs因其卓越的药物动力学特性，尤其在抗癌治疗中显示出极大的潜力。过去的疗法资助于肿瘤部位的被动积聚，导致更高的毒性反应，而针对肿瘤微环境的靶向技术则可以降低药物总需求量，进一步减少全身性副作用。
通过针对特定的细胞或组织，PNPs能够提高治疗效果同时减少不必要的毒性反应。
此外，PNPs还可以根据肿瘤微环境的条件进行调控，只有在特定环境下释放其药物载体。例如，利用光热治疗，PNPs能够在肿瘤微环境积聚后，运用特定波长的激光照射，进一步抑制肿瘤增长。这类技术的有效性依赖于所用蛋白质的热稳定性。
面临的挑战和规范
尽管PNPs在药物递送中拥有显著优势，临床转化仍然面临诸多挑战。迄今为止，仅有两款PNPs获得FDA批准，分别为用于乳腺癌及其他癌症的Abraxane和用于皮肤T细胞淋巴瘤的Ontak。这就引发了一个重要问题：如何加速PNPs的临床应用转化，以便让更多的患者受益？
PNPs的低批准率主要受限于药物封装的控制水平及PNP批次之间的药物动力学变异。
未来，要平衡这些特性、提高批次的稳定性及降低大规模生产的成本，仍是一项艰巨的任务。只有解决了这些问题，PNPs才能在临床应用中发挥更大的潜力，真正造福于每一位患者。这让我们不禁思考，未来的药物递送系统将会是什么样子？
