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蛋白质纳米技术的魔力：如何改变药物递送的游戏规则？
蛋白质纳米技术是一个蓬勃发展的研究领域，它将蛋白质的多样物理化学性质与纳米技术相结合。这一领域融入了药物研究，催生出了新型的纳米颗粒分类——蛋白质纳米颗粒（PNPs）。 PNPs因其良好的药物动力学特性（如高生物相容性、生物降解性和低毒性）而受到了广泛关注，这些特性有潜力克服合成纳米颗粒在药物递送策略中遭遇的挑战。
这些挑战包括低生物利用度、慢速排泄、高毒性，以及昂贵的制造过程，并且未来的发展将为肿瘤学、治疗诊断和临床转译研究带来重大的治疗进展。
截至2022年，仅有一种PNP剂型（Abraxane）和五种病毒样颗粒（VLPs，如Gardasil、Ceravix、Mosquirix、Sci-B-Vac及Gardasil9）获得了FDA的临床使用批准。 PNPs的FDA批准受到其与生物环境的体内相互作用所引发的 complications 的限制，这些相互作用可能危及PNPs的安全性或功能。例如，PNPs可能会经历蛋白质构象改变、形成蛋白质冠或引发炎症，从而对患者的健康造成风险。
合成方法
为了利用PNPs的有利特性，对PNP合成方法的改进正在广泛探索。虽然目前已有的合成方法（如声化学、热分解、胶体/热水法/微乳法）可能导致系统性毒性且限于亲水性药物，但新的PNP合成方法如电喷雾法或去溶解法则提供了一种更可持续的方法。 PNPs可以在温和条件下合成，且不需要使用有毒化学物质或有机溶剂，这让这种方法相较于传统的纳米颗粒合成更加环保。
然而，尽管拥有这些优势以及新合成方法的加入，但这些方法仍然相对昂贵，并且未能完全控制PNP的大小，从而大大限制了它们在生物医学中的应用。
蛋白质的类型
在PNP合成中使用了多种蛋白质，这些蛋白质通常来自动物和植物的自然来源。动物蛋白的一些普遍优势包括高生物相容性、生物降解性、非免疫原性、药物负载效率、细胞摄取能力和易于生产的特点。 PNPs利用了这些自然过程来提高它们的细胞摄取率。 PNPs的降解产生的氨基酸会被组织吸收，用于能量或蛋白质的生成。
蛋白质纳米颗粒的修饰
PNPs可以化学修饰以增加颗粒的稳定性、减少降解，并增强有利特性。交联是一种常见的修饰方法，可以利用合成的或自然的交联剂。自然交联剂的毒性远低于合成交联剂。 PNPs的修饰通常取决于其表面性质（如表面电荷、疏水性、功能性基团等）。功能性基团可以与组织特异性配体结合，以实现靶向药物递送。
治疗药物递送的应用
由于PNPs拥有高生物相容性、高生物降解性、高可修饰性、低毒性、高细胞摄取率及快速排泄率等诸多优势，PNPs成为抗癌疗法的理想候选者。传统抗癌疗法依赖于促进肿瘤内部的被动积累，这导致了更高的毒性，因为需要达到有效药物浓度的药物更为集中。随着针对肿瘤微环境的主动靶向PNPs的技术出现，PNPs能够有效降低所需的总药物浓度，从而减少全身副作用。
其中，光热疗法和光动力疗法是PNPs的另一应用，新技术允许PNPs在肿瘤微环境中选择性累积，并在接下来的治疗中提供是否发生疗效的最佳机会。
药物递送的挑战与规范
尽管PNPs具有许多药物动力学优势，但它们仍然面临多项临床转化中的关键挑战。截至2022年，仅有两种PNPs获得FDA批准，这与50多种PNP制剂相对应。对于未来的药物递送技术，PNPs的安全性、有效性和制造过程中的一致性仍然需要取得进一步的监管和创新。
综合各方观察，我们不禁要思考：在未来的药物递送策略中，蛋白质纳米颗粒能否完全改变现有的治疗模式，甚至重新定义药物的未来？
