化學(xué)系黎占亭教授團(tuán)隊(duì)利用三維超分子有機(jī)框架抑制光動(dòng)力治療藥物的光敏副作用
光動(dòng)力療法（Photodynamic Therapy，PDT）作為一種非侵入式的癌癥治療手段，具有抗癌高效性、廣譜性、無(wú)耐藥性、高選擇性和可控性的優(yōu)點(diǎn)。光動(dòng)力治療藥物（PDA）卟吩姆鈉、他拉泊芬鈉和復(fù)美達(dá)等已經(jīng)廣泛用于皮膚癌、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(lèi)光敏劑，治療后都存在在病人的皮膚和其它正常組織中長(zhǎng)期殘留的缺點(diǎn)。室內(nèi)的燈光或者太陽(yáng)光的照射可對(duì)病人的皮膚和其它淺表組織造成氧化損傷，即使短時(shí)間的暴露也會(huì)導(dǎo)致紅疹、腫脹和水泡等嚴(yán)重的光敏反應(yīng)。因此，光動(dòng)力治療后的病人在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)（5-10周）不得不處于暗室避光，等待光敏劑慢慢代謝或排除體外，這給病人帶來(lái)極大的生活不便和心理壓力。因此，發(fā)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(shí)現(xiàn)對(duì)患者殘留光敏劑的快速清除，達(dá)到抑制光照下殘留光敏劑產(chǎn)生光敏作用的效果，應(yīng)具有臨床應(yīng)用前景。但臨床上一直沒(méi)有此類(lèi)藥物。
針對(duì)以上問(wèn)題，黎占亭團(tuán)隊(duì)構(gòu)筑了孔徑大小為2.1 nm的三維超分子有機(jī)框架材料（SOF），并通過(guò)PDT后注射SOF的方式來(lái)清除殘余的臨床上使用的三種卟啉類(lèi)光敏劑卟吩姆鈉、海姆泊芬和他拉泊芬鈉。熒光滴定和動(dòng)態(tài)光散射實(shí)驗(yàn)證實(shí) SOF與 PDA有很強(qiáng)的相互作用，而透析實(shí)驗(yàn)表明SOF對(duì)PDA的吸附具有明顯的保留效應(yīng)。細(xì)胞毒性、溶血實(shí)驗(yàn)和大鼠耐受實(shí)驗(yàn)（MTD）表明，SOFs 具有很高的生物相容性，其中一種SOF的MTD高達(dá)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(dāng) PDA 以與臨床劑量相當(dāng)?shù)膭┝拷o藥時(shí)，注射SOF可以有效的減輕殘余PDA在模擬太陽(yáng)光照射下出現(xiàn)的光損傷（紅斑和水腫），同時(shí)對(duì)PDA的抗腫瘤活性沒(méi)有負(fù)面影響。這項(xiàng)工作采取PDT后直接注射SOF的策略，極大提高臨床使用 PDA 的安全性。構(gòu)建的減輕PDT后殘余PDA光敏作用的方法簡(jiǎn)單，沒(méi)有改變PDA的存在形式，符合臨床治療過(guò)程，不會(huì)影響PDA的抗腫瘤效果，可操作性強(qiáng)。
圖1. （a）SOFs的結(jié)構(gòu)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”為題在線發(fā)表于《生物材料》（Biomaterials, 2022, 284, 121467），博士后劉亞敏為論文第一作者，復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系是第一單位。該工作得到了國(guó)家基金委創(chuàng)新群體及重大項(xiàng)目，復(fù)旦大學(xué)和上海市分子催化與功能材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等經(jīng)費(fèi)資助。
全文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961222001065
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