光動力療法(Photodynamic Therapy,PDT)作為一種非侵入式的癌症治療手段,具有抗癌高效性、廣譜性、無耐藥性、高選擇性和可控性的優點。光動力治療藥物(PDA)卟吩姆鈉、他拉泊芬鈉和複美達等已經廣泛用於皮膚癌、頭頸部癌、膀胱癌、胰腺癌、乳腺癌、肺癌和食管癌等的治療。然而,臨床使用的PDT藥物都是卟啉類光敏劑,治療後都存在在病人的皮膚和其它正常組織中長期殘留的缺點。室內的燈光或者太陽光的照射可對病人的皮膚和其它淺錶組織造成氧化損傷,即使短時間的暴露也會導致紅疹、腫脹和水泡等嚴重的光敏反應。囙此,光動力治療後的病人在很長時間內(5-10周)不得不處於暗室避光,等待光敏劑慢慢代謝或排除體外,這給病人帶來極大的生活不便和心理壓力。囙此,發展降低光敏劑副作用的策略,在不影響光敏劑生物活性的前提下,實現對患者殘留光敏劑的快速清除,達到抑制光照下殘留光敏劑產生光敏作用的效果,應具有臨床應用前景。但臨床上一直沒有此類藥物。
針對以上問題,黎占亭團隊構築了孔徑大小為2.1 nm的三維超分子有機框架資料(SOF),並通過PDT後注射SOF的管道來清除殘餘的臨床上使用的三種卟啉類光敏劑卟吩姆鈉、海姆泊芬和他拉泊芬鈉。螢光滴定和動態光散射實驗證實SOF與PDA有很强的相互作用,而透析實驗表明SOF對PDA的吸附具有明顯的保留效應。細胞毒性、溶血實驗和大鼠耐受實驗(MTD)表明,SOFs具有很高的生物相容性,其中一種SOF的MTD高達77 mg/kg。健康裸鼠和大鼠模型、以及荷瘤裸鼠模型研究表明,當PDA以與臨床劑量相當的劑量給藥時,注射SOF可以有效的減輕殘餘PDA在類比太陽光照射下出現的光損傷(紅斑和水腫),同時對PDA的抗腫瘤活性沒有負面影響。這項工作採取PDT後直接注射SOF的策略,極大提高臨床使用PDA的安全性。構建的減輕PDT後殘餘PDA光敏作用的方法簡單,沒有改變PDA的存在形式,符合臨床治療過程,不會影響PDA的抗腫瘤效果,可操作性强。
圖1.(a)SOFs的結構和組裝示意圖。(b)SOF加速PDA清除和抑制其光敏作用的示意圖。
上述研究成果以“Supramolecular organic frameworks improve the safety of clinically used porphyrin photodynamic agents and maintain their antitumor efficacy”為題線上發表於《生物材料》(Biomaterials,2022,284,121467),博士後劉亞敏為論文第一作者,復旦大學化學系是第一單比特。該工作得到了國家基金委創新群體及重大專案,復旦大學和上海市分子催化與功能資料重點實驗室等經費資助。
全文連結:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961222001065