在生物醫學研究領域中,蛋白質納米技術正以其獨特的特性吸引著越來越多的關注。這一新興研究領域將蛋白質的多樣物理化學特性與納米科技相結合,產生了被稱為蛋白質納米粒子(PNPs)的新類別。PNPs因其優良的藥物動力學特性,例如高生物相容性、生物可降解性及低毒性,引起了科學界的注意。
相較於傳統的合成納米粒子,PNPs在藥物傳遞策略中克服了許多難題,如低生物利用度、緩慢的排泄率及高毒性等問題,顯示出其在腫瘤學、治療診斷學及臨床轉化研究中的巨大潛力。然而,雖然這一領域仍在快速發展,截至2022年,只有一種PNP製劑(Abraxane)和五種病毒樣顆粒(VLPs)獲得美國FDA的臨床批准,這也彰顯了PNPs在臨床應用中的挑戰。
目前對PNPs的FDA批准受到多種因素的限制,包括PNPs與生物環境之間在體內的相互作用,這不僅影響了它們的安全性,也危害了其治療效果。
要充分發揮PNPs的優良特性,改善PNP的合成方法成為了研究者們的重要使命。現有的合成方法,如聲化學、熱分解和膠體/水熱/微乳液法,雖然實用,但也導致系統性毒性並且通常只能應用於親水性藥物。因此,更為高效的新合成方法,像電噴霧及脫溶技術,正在受到廣泛探索。
PNPs在合成過程中,能夠在無毒化學物質或有機溶劑的條件下進行,這不僅降低了環境負擔,同時也提高了安全性。
在PNP的合成中,研究者們經常利用來自動物和植物來源的多種蛋白質。動物蛋白質的共通優勢包括高生物相容性、生物可降解性、低免疫原性、良好的藥物裝載效率及細胞吸收能力。這些特性使PNPs能夠利用機體的天然吸收過程,加速其細胞內的使用。
為了提高PNPs的穩定性、降低降解速度及增進其生物學特性,化學修飾成為常見手段。交聯是最常見的修飾之一,可以使用天然或合成的交聯劑。根據PNPs的表面性質(如表面電荷、疏水性、功能基團等),可為表面連接不同的配體以實現靶向藥物傳遞。這些配體包括蛋白質受體、抗體及較小的肽鏈,它們能幫助PNPs更精準地定位至特定細胞,減少系統性毒性,提高組織的滯留時間。
PNPs因其高生物相容性、高生物可降解性、高可修飾性及低毒性而成為抗癌治療的理想選擇。透過配體的結合,PNPs能有效地針對腫瘤微環境,這符合當前主流的抗癌策略。在某些情況下,PNPs還能針對腫瘤微環境中的特定生理條件,實現有針對性的藥物釋放,這不僅提高了療效還降低了副作用。
儘管PNPs的藥物動力學優勢顯而易見,但在臨床呈現上仍存在多方面挑戰。由於目前只有少數的PNP製劑獲得FDA的批准,這反映了其在臨床應用中的困難。生產成本及大規模生產能力的不足,使得許多PNPs的可用性大打折扣。
在探索PNPs的奧秘中,我們不禁要思考:隨著技術的不斷進步,未來蛋白質納米粒子能否真正改變醫療領域的面貌,尤其在癌症治療與其他主要疾病管理中發揮更大的作用?