卵巢癌诊断和治疗分析.docx

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1、卵巢癌诊断和治疗分析摘要：聚酰胺-胺树状大分子polyamidoaminedendrimer,PAMAMD因具有高度枝化、构造可控、单分散性等特点，已广泛应用于生物医学领域。靶向分子修饰后的PAMAMD可作为各种客体分子的靶向载体，显著提高客体分子的生物相容性、分散稳定性和靶向性，现已广泛应用于癌症成像诊断和靶向治疗研究。本文介绍了PAMAMD靶向系统特点，并综述了近年来该系统在卵巢癌诊断和治疗中的应用，包括在循环肿瘤细胞circulationtumorcells,CTCs捕获、卵巢癌成像诊断和靶向治疗中的应用，最后讨论了该系统在卵巢癌研究中所面临的挑战及应用前景。关键词：卵巢癌；聚酰胺-胺树

2、状大分子；靶向系统；诊断；治疗卵巢癌是最常见的妇科恶性肿瘤之一，由于缺乏特异性的临床症状和敏感的生物学标志物，60%卵巢癌患者被发现时已是晚期期，且大多数卵巢癌患者在治疗经过中可能出现化疗耐药，是目前病死率最高的妇科恶性肿瘤1-2。因而寻找更有效的卵巢癌筛查和早期诊断方法以及特异性治疗方案，对提高治愈率和降低死亡率尤为重要。靶向分子修饰后的聚酰胺-胺树状大分子polyamidoaminedendrimer,PAMAMD可作为各种靶向系统载体：当其作为磁分离载体，能快速捕获并分离CTCs，为卵巢癌早期诊断提供技术手段；作为造影剂载体，能提高各种成像技术的比照度和敏感度，利于卵巢肿瘤准确定位及定性

3、；作为药物或治疗基因载体，提高肿瘤细胞内药物或治疗基因浓度，实现卵巢癌靶向治疗。此外，PAMAMD为载体的靶向系统同时兼具良好的生物相容性、稳定性和低毒性等特点，现已广泛应用于卵巢癌基础研究。1PAMAMD靶向系统的特点PAMAMD是一类由中心向外对称发散而高度枝化的新型纳米大分子化合物，可通过迭代的Michael加成和酰胺化反响合成不同代数G0-G103-4。PAMAMD不仅可利用丰富的外表官能团连接多种具有特异性的靶向分子，而且可通过内部空腔的包裹作用或外表官能团的化学偶联作用结合磁性粒子5、小分子药物6、造影剂7-8或者治疗基因9-10等客体分子，通过增加客体分子的生物利用度及选择性作用

4、于肿瘤细胞可提高药物成效、增加图像分辨率和减少传统化学治疗的毒性。目前，有研究表明PAMAMD靶向系统可用于卵巢癌早期诊断5，也有学者发现该系统能增加化疗药物对耐药卵巢癌细胞的毒性，为耐药卵巢癌患者的治疗带来曙光6,11。2PAMAMD靶向系统在CTCs捕获中的应用外周血CTCs的检测有助于卵巢癌的早期诊断、判定预后、评估抗肿瘤药效及制定个体化治疗方案，是一种具有高度可行性和可重复性的非侵入性诊断手段12。免疫磁性分离技术是目前最常用的CTCs分离和富集技术，该方法可实现全血中高效率和高选择性捕获CTCs，然而，由于该方法需要长达1h的静态反响条件而经常受限于各个领域。Banerjee等5借助

5、超支化G4PAMAMD外表64个伯氨键能同时连接多个官能团的能力，以Cy5为显像剂分子、转铁蛋白transferring,Tf为靶向分子及磁珠MNPs为磁分离分子，构成MDNS复合物，该复合物能迅速捕获5min转铁蛋白受体表达阳性TfR+的肿瘤细胞，即便肿瘤细胞的浓度低至0.001%，其捕获效率仍可高达80%。PAMAMD因独特的分子构造和物理化学性质，使以其为载体的靶向系统具有良好的靶向性及分散性，可快速和特异性捕获CTCs，有望成为临床显著检测CTCs的一种新方法。3PAMAMD靶向系统在卵巢癌成像中的应用影像学检查，如经阴道超声、计算机X线断层扫描成像computedtomography

6、,CT、磁共振成像magneticresonanceimaging,MRI、正电子发射断层显像positronemissiontomography,PET等在卵巢肿瘤的定位及定性中发挥重要作用，成像比照度和敏感度的高低直接影响卵巢癌的早期诊断、分期及手术和化疗方案的选择13。随着医疗水平的不断提高，传统小分子造影剂开场暴露其缺乏之处，如半衰期短、特异性差、用处单一及肝肾毒性等。PAMAMD靶向系统适用于多种成像技术，如光学成像opticalimaging,OI、CT、MRI和双模态成像等，归因于其可同时结合靶向分子和大量造影剂，使造影剂特异性地在肿瘤部位富集，提高对肿瘤组织的成像比照度和灵敏度

7、，加快显像时间，并减少肝肾毒性。3.1光学成像光学成像在肿瘤研究中扮演重要角色，然而肿瘤靶向特异性光学探针的设计是当今该技术研究领域的难点。Modi等14用荧光素FITC标记的PAMAMD偶联卵泡刺激素肽FSH33合成靶向光学分子探针，对卵巢癌细胞及裸鼠移植瘤模型进行光学成像，发现该探针能够与卵巢癌细胞外表的卵泡刺激素受体FSHR特异性结合而用于卵巢癌的靶向诊断。Zhu等15将荧光标记的PEG化PAMAMD注射至荷卵巢癌裸鼠体内，由于PEG的修饰，该系统具有高效的肿瘤被动靶向能力，注射1h后肿瘤组织能从正常组织背景中区分出来，24h荧光信号到达高峰，48h后才有稍微衰减，且PEG化程度越高，荧

8、光信号越强。以PAMAMD为载体的靶向光学成像探针可在肿瘤部位聚集，具有很强的荧光信号，为实时动态监测细胞及肿瘤提供强有力的实验手段，有望用于手术实时成像。3.2计算机X线断层扫描成像利用PAMAMD独特的三维构造和其外表的易修饰性，能够制备多功能化的纳米颗粒，以知足特定的应用需求。国内彭琛等16以外表修饰叶酸fo-licacid,FA的PAMAMD为模板，参加金盐，利用PAMAMD内部空腔截留合成的金纳米粒子，制备得到多功能化的靶向CT造影剂。在此基础上该研究者17，将金纳米粒子AuNPs和含碘I造影剂泛影酸DTA同时与FA修饰的PAMAMD结合，合成双元素协同CT造影剂。相较于单一的含Au

9、或I造影剂，该造影剂具有更高的X-射线衰减系数和CT信号强度。该研究者制备的以上两种造影剂均显示出良好的体外癌细胞及体内肿瘤模型靶向性能和X-射线衰减性能，并且可作为探针，用于过表达叶酸受体folatereceptor,FR肿瘤的靶向CT成像。3.3磁共振成像磁共振成像是临床上常用的无侵入性肿瘤诊断技术，通常需要借助造影剂对肿瘤进行早期诊断。与小分子造影剂相比，大分子MRI造影剂具有成像比照度强、敏感度高和诊断成像时间长等优点，现已遭到研究者们的广泛关注。早在1997年，Wiener等18在靶向分子FA修饰的PAMAMD外表偶联T1MRI造影剂钆，合成大分子靶向MRI造影剂。该造影剂具有适宜的

10、r1弛豫率，且对过表达FR的卵巢癌细胞具有较好的靶向特异性。随后研究者7将该靶向MRI造影剂注入荷卵巢癌裸鼠体内，发现FR表达阳性的卵巢癌MRI信号显著加强，且与单用非特异性的钆特醇Gd-HP-DO3A造影剂相比，比照度加强33%。在此基础上，Ye等19将FA通过PEG共价偶联至PAMAMD，再修饰Gd-DTPA，合成可降解的、具有肿瘤靶向性的树枝状造影剂FA-PEG-G2-DTPA-Gd。与医用造影剂马根维显相比拟，该大分子造影剂具有较高的弛豫率r1=17.1mM1s1，聚乙二醇的引入进一步提高其生物相容性和血液循环时间，降低免疫原性和Gd3+滞留，且以FA为靶向分子后表现更好的肿瘤靶向性，

11、是一种潜在的肿瘤靶向成像用MRI造影剂，十分适用于肿瘤早期诊断。3.4双模态成像PAMAMD通过将两种不同的分子影像探针“合二为一，使其能同时用于两种分子影像技术成像，不仅克制了单一分子影像技术的应用局限，而且使不同分子影像技术的优势叠加，为卵巢癌的早期诊断和转移病灶的发现提供可能。光学成像分辨力低、穿透力弱，与PET连用能够评价肿瘤形态及微环境变化，为临床肿瘤的诊断与治疗提供重要根据。临床研究表明，HER2在卵巢癌中高表达，Wang等8将PAMAMD作一个平台，以anti-HER2亲和体分子ZHER2:342为靶向分子、近红外荧光NIRFCY5.5为光学成像分子、64Cu-DOTA为PET成

12、像分子组装靶向双模态成像探针简称64Cu-DPCZ，用该探针对SKOV3细胞进行荧光染色，在细胞膜和胞内区均观察到强荧光信号。随后将该探针经尾静脉注入荷卵巢癌的裸鼠体内，1h后，无论是NIRF成像还是PET成像都可对异体移植瘤明晰显影，且射线对组织的穿透能力强，基本不受组织深度的影响，可应用于盆腔深部卵巢癌的成像。鉴于CT对于实性组织比拟敏感，而MRI具有优良的软组织比照及功能成像特性，CT和MRI的联合应用能够提供病灶部位的高空间分辨率和时间分辨率。Chen等20以叶酸为靶向分子、树状大分子为载体合成纳米金颗粒，并螯合Gd3+构成CT/MR双模态成像造影剂，通过分析表明PAMAMD上螯合28

13、个Gd3+，包裹193个金原子。FR表达阳性的荷瘤裸鼠实验结果表明在每个时间点，不管是CT值还是MR信号强度，该靶向探针比无叶酸修饰的非靶向探针高得多，且在肿瘤组织中造影剂的保留时间更长。靶向探针显示出了作为MR成像方式的弛豫效能和作为CT成像方式的X射线衰减特性，能够用于FR表达阳性肿瘤的CT/MR靶向双模成像，且具有较长的血液循环时间，有望应用于卵巢癌靶向成像领域。4树状大分子靶向系统在卵巢癌治疗中的应用靶向分子修饰的PAMAMD作为药物或治疗基因的靶向给药载体，能够特异性地结合到肿瘤细胞外表，并能够被细胞内化，进而实现靶向治疗，提高肿瘤细胞内药物或治疗基因浓度，增加药效和降低毒副作用，现

14、已成为癌症治疗领域研究的重点课题。4.1化学治疗大多数卵巢癌患者原发性或治疗经过中出现化疗耐药，成为卵巢癌治疗失败和复发的最主要原因之一。目前以为任何能提高肿瘤细胞内化疗药物有效浓度的方法都是克制耐药的可行方法。Yellepeddi等6将生物素化的PAMAMD作为顺铂的靶向给药载体，体外研究发现，该靶向给药系统对四种卵巢癌细胞株的半数抑制浓度IC50显著低于游离顺铂，且即便是耐顺铂细胞株，经该靶向系统介导的顺铂摄取量，明显高于游离顺铂的摄取量。体内研究结果表明，该靶向系统与游离顺铂相比，可在使用低剂量顺铂时到达有效的抗肿瘤浓度，成功降低了顺铂的剂量依靠性毒性作用。Yabbarov等11将阿霉素

15、DOX用酸敏感的顺式乌头酸酐CA共价连接到重组甲胎蛋白D3构造域rAFP3D修饰的PAMAMD上，体外研究发现，DOX敏感的卵巢癌SKOV3细胞和DOX耐药的SKVLB细胞对经该靶向给药系统介导的DOX摄取量比游离DOX的摄取量高5倍。研究还发现该靶向给药系统对SKVLB细胞IC50为0.53，是游离DOX的1/24，且该复合物在中性条件下稳定，而酸性环境下释放出DOX进入细胞核，表现出较强的抗肿瘤活性，可应用于耐药卵巢癌的治疗，为耐药卵巢癌的治疗提供新思路。4.2基因治疗研究发现小干扰RNAsiRNA可在mRNA水平上敲除目的基因的表达，成为卵巢癌个体化基因治疗研究的新方向21。由于siRN

16、A容易被内源性RNA酶降解，且因带大量负电荷不能自由地穿过细胞膜及核膜，因而，寻找适宜的基因载体成为基因治疗能否能在临床上应用的关键所在。Patil等9将PAMAMD作为一种新型纳米级基因载体，通过外表正电荷与BCL-2siRNA主链上带负电荷的磷酸基团静电结合构成高度稳定的复合物，该复合物可保护siRNA避免RNA酶的降解，经靶向分子促黄体激素释放激素肽LHRH修饰后，将BCL-2siRNA输送到过表达促黄体激素释放激素受体LHRHR的卵巢癌A2780细胞内。RT-PCR结果显示靶向组显著抑制BCL-2基因表达，抑制率明显高于非靶向组。Kala等21利用PAMAMD这个基因载体，将PI3K/

17、AKT信号通路上AKTsiRNA转染至卵巢癌SKOV3细胞内，不管是在体外细胞实验，还是在体内卵巢癌模型中，该复合物表现出良好的肿瘤抑制作用，且第一次报道该复合物联合紫杉醇比单用紫杉醇或PAMAMD-AktsiRNA的肿瘤抑制作用更强，为卵巢癌基因治疗和化学治疗联合药物的开发提供参考。5结语与瞻望由于靶向分子修饰的PAMAMD具有出色的肿瘤细胞靶向性和多功能性，已在卵巢癌研究中展现出良好的应用前景。但目前绝大部分PAMAMD靶向系统仍处于实验室研究阶段，由于该系统还存在一些待解决的问题，如溶血效应、长期生物毒性、体内蓄积性和生产成本高等22。设计并制造出低毒、低成本且联合诊断、影像学和靶向治疗为一体的新型PAMAMD靶向系统，是最具挑战性的重要课题之一。除了PAMAMD本身合成技术需要不断完善，PAMAMD外表修饰的改良也是将来研究的重点。相信经过研究者们的不断努力，以PAMAMD为载体的靶向系统将为卵巢癌的早期诊断、个性化的治疗开拓新的思路，使得其早日安全有效地应用于临床。