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“挑战杯”二等奖:用TPGS逆转肿瘤耐药性

来源:记者团 点击次数:265次 发布时间:2015-12-18 20:40:48 编辑:周珣 见习编辑 余晨

  ▇记者团 刘安琪


  天然水溶维生素E(简称TPGS)是美国FDA批准的药用辅料,当TPGS遇上了肿瘤化疗药物会产生怎样奇妙的化学反应呢?11月16日至20日,在第十四届“挑战杯”中航工业全国大学生课外学术科技作品竞赛中,来自同济医学院药学院的《一种高效逆转肿瘤耐药的新型TPGS纳米药物的制备》项目喜获二等奖。


  据该团队队长,同济医学院药学院2013级药剂学研究生鲍宇玲介绍,这个项目的灵感主要来源于她本科时代参加的抗肿瘤药物纳米新剂型的课题组研究。在本科课题组老师总的指导方向下,鲍宇玲和她的队友们开始接触并展开一系列相关实验和研究。从抗肿瘤耐药的大方向一步一步细化,直至选择了研究载体的耐药效果。


  众所周知,肿瘤患者在化疗的过程中一直面临着一个挑战——耐药性。而耐药性的“罪魁祸首”就是细胞表面附着的一种叫P-糖蛋白的物质。如果将癌细胞比作一个“蓄药池”的话,当药物浓度达到一定水平时,P-糖蛋白会如同一个排药水泵把药物排出体外。此时,患者所服用的药物远远没有到达应发挥的化疗有效水平。而随着给药次数和剂量逐步上升,药物产生的毒副作用越来越大。这时候中晚期病人就会出现脱发、消瘦、免疫力低状况。


  “我们在国内外首次利用天然水溶维生素E抑制癌细胞P-糖蛋白功能,作为肿瘤耐药的关键材料。”鲍宇玲在介绍前药体系设计时说到,“天然水溶维生素E的使用是这个作品的最大创新之一。”其次,该项目创新性使用化学敏感键——二硫键作为桥梁,进入癌细胞后同时释放TPGS与药物。同样团队成员之一,来自同济医学院药学院的大三学生彭书曼做了一个形象的比喻:可以将二硫键比作一根绳子,一端连着TPGS,一端连着肿瘤治疗药物,三者的组合实现了化疗药物定向攻击肿瘤细胞,并及时阻止了抗肿瘤药物的排出,从而使药物到达癌细胞内“爆破”释放,有效提高肿瘤细胞内的药物浓度,实现了对肿瘤耐药的逆转,大幅度改善相应化疗药物的治疗效果。


  鲍宇玲回忆项目的研究过程时提到,纯化药物的解决过程令她印象深刻,在这个过程中他们需要从药物复合体中分离出起着至关作用的纯净单体。”最初我们选择的方法是本专业研究中常用的透析,但是效果不甚理想。在一位博士后同学的建议下,我们改用了之前没有接触过的柱层析技术。”


  但是由于专业跨度大,鲍宇玲和她的队友尹明星几乎从零基础开始学习并实验这门从未接触过的技术。经历了无数次的辛苦实验,终于掌握了这门技术并成功提取出符合高纯度要求的单体药物,却发现药物的稳定性不够。”但这却折射出中我们不得不承认的一个事实:实验并非如能如想像一般顺利。”鲍宇玲在收获的同时也感叹道,“有时巨大的付出却不能换回最想要的结果。’一分耕耘,一分收获‘有时候也不能推及到科学研究的实验中。”


  “可以用四个成语来形容我们项目的创新点。”彭书曼解释道,一是旧物新用,即创新性的利用TPGS这种常用的增溶剂对P-gp的抑制功能,合成能够高效逆转肿瘤耐药的高分子前药;二是定向爆破,针对肿瘤细胞内特殊环境设计的敏感化学键能够提高药物释放效率,减少药物对正常组织的损伤;三是物尽其用,组成本纳米药物的每一部分都十分巧妙的发挥了各自的功能;最后一点是对症下药,该纳米药物可针对不同类型肿瘤甚至其他疾病症状灵活装载不同的药物,具有普适性。


  据世界卫生组织统计,2014年中国新增癌症病例307万,约有220万人死亡,而目前市场上真正有效的抗癌药物十分稀缺。该项目已经完成了体外细胞、体内动物水平药效学评价和探究逆转肿瘤耐药具体分子生物学机制的研究,未来的工作计划将会着重于完善该体系的多样性,验证药物的治疗效果和充实新药临床前研究数据方向。