综述:纳米技术驱动的乳腺癌药物递送系统:综述

时间:2026年1月21日
来源:Biomaterials Advances

编辑推荐:

乳腺癌治疗面临系统毒性、药物生物利用度低及多药耐药性挑战,纳米技术通过微纳米载体(如脂质体、纳米颗粒、MOFs等)实现靶向递送、刺激响应释放及多药协同,有效逆转耐药并提高疗效,为精准医学开辟新路径。

广告
   X   

王涛|陈宇轩|张旭阳|窦月杰|陈颖|谢茂斌|安东内拉·莫塔|郑兆珠|王晓琴|匡霞英|韩志芬|李刚
中国江苏省苏州市苏州大学纺织与服装工程学院现代丝绸国家工程实验室,邮编215123

摘要

乳腺癌(BC)仍然是一个全球性的健康挑战,其治疗受到系统性毒性、药物生物利用度低和多药耐药性(MDR)的限制。纳米技术的最新进展彻底改变了药物输送系统(DDS),提供了靶向、可控和协同的治疗策略。本文综述了先进的微载体和纳米载体,包括脂质体(Lips)、纳米颗粒(NPs)、金属有机框架(MOFs)、外泌体和纳米纤维(NFs),这些载体旨在优化化疗药物的输送。文章重点分析了关键设计参数在优化药物包封、肿瘤特异性和生物相容性方面的作用。我们强调了能够实现生物调节的载体工程创新。此外,将化疗药物与siRNA、P-糖蛋白抑制剂或光热剂联合使用的共输送系统在体外和体内实验中显示出显著的抗MDR效果。尽管取得了进展,但仍存在肿瘤异质性、长期载体安全性和成本效益等挑战,需要进一步研究。本文强调了纳米技术驱动的DDS在精准肿瘤学中的变革潜力,为下一代乳腺癌治疗方法铺平了道路。

引言

癌症仍然是全球主要的公共卫生负担,而乳腺癌(BC)是女性中最常见的恶性肿瘤,占新诊断出的女性癌症病例的29%,也是全球癌症相关死亡的主要原因之一[1]。根据激素受体和人表皮生长因子受体2(HER2)的表达谱,乳腺癌被分为不同的分子亚型(Luminal A/B、HER2阳性和三阴性乳腺癌(TNBC)),这些亚型具有复杂的病理特征,因此需要精准的治疗方案[2]、[3]。然而,目前的标准治疗方法,包括化疗、放疗和生物疗法,都存在一些关键限制,影响了治疗效果和临床安全性。
化疗药物如多柔比星(DOX)、紫杉醇(PTX)和环磷酰胺(CTX)在临床实践中被广泛使用,但它们存在固有的缺点。较差的肿瘤选择性会导致严重的系统性毒性(例如,DOX引起的心脏毒性),而有限的生物利用度会降低肿瘤内的药物积累[4]、[5]、[6]。此外,主要由P-糖蛋白(P-gp)过度表达、癌干细胞(CSCs)的存在以及异常的肿瘤微环境引起的MDR,导致超过90%的晚期乳腺癌病例治疗失败[7]、[8]、[9]、[10]。此外,传统的药物输送系统无法克服多种生物学屏障,包括无法有效渗透转移性病变、无法充分清除CSCs,以及药物的不良理化性质阻碍细胞内化[11]。综上所述,这些挑战凸显了迫切需要创新输送策略来满足乳腺癌治疗的未满足医疗需求。
如图1所示,纳米技术已成为推进乳腺癌治疗的变革性方法。纳米载体,包括脂质体、MOFs和外泌体,具有独特的优势,可以缓解传统疗法的局限性[12]、[13]、[14]。受刺激响应的纳米载体设计(由pH值、氧化还原或酶刺激触发)能够在肿瘤部位实现时空可控的药物释放,从而提高药物生物利用度并减轻系统性毒性[15]。此外,基于纳米平台的共输送系统可以将化疗药物与MDR调节剂(例如P-gp抑制剂、siRNA)或协同治疗剂(例如光热材料)共同封装,有效逆转MDR并增强抗肿瘤效果[10]、[16]。天然生物聚合物(例如壳聚糖、丝素纤维)也被用来优化纳米载体,使其具有良好的生物降解性和生物相容性,从而解决了合成纳米材料的安全性问题[9]。本文重点介绍了最先进的纳米技术驱动的药物输送系统,并系统地分析了它们的设计原理、抗肿瘤机制以及在乳腺癌治疗中推进精准肿瘤学的变革潜力。

参考文献精选

文献选择

为了确保本文的全面性、时效性和相关性,我们使用了三个主要的学术数据库:Medline、Web of Science和SpringerLink进行了系统的文献搜索。搜索时间范围主要是2018年1月至2025年12月,涵盖了基础研究和该领域的最新进展。关键搜索词被逻辑组合以捕捉核心研究主题:(1)与乳腺癌相关的术语:“BC”、“TNBC”、“luminal breast”

乳腺癌中的多药耐药性机制及基于纳米技术的对策

多药耐药性(MDR)是化疗失败的主要原因,导致了大约90%的癌症相关死亡[17]。这种耐药性主要由细胞机制引起,例如P-糖蛋白(P-gp)外排泵的过度表达,这些泵会主动将多种药物(包括蒽环类药物和紫杉醇类)排出细胞外[18]、[19]。同时,肿瘤微环境(TME)通过形成保护性环境

多柔比星

多柔比星(DOX)是一种主要用于乳腺癌治疗的化疗药物[25],它通过抑制人类拓扑异构酶I和II发挥作用,导致DNA损伤和活性氧(ROS)的产生。这些机制通过p53介导的细胞凋亡和自噬诱导细胞死亡,影响健康细胞和癌细胞[26]、[27]。然而,DOX的非特异性细胞毒性常常会导致靶外组织的损伤,其中心脏毒性是一个主要限制因素

DDS的临床研究

用于乳腺癌治疗的药物输送系统中的载体技术已成为一个重要的研究领域,旨在提高抗癌药物的效果和安全性。本章重点介绍了研究各种基于载体的乳腺癌药物输送系统的临床研究,强调了它们的性能、优势和局限性。

结论

将纳米技术整合到乳腺癌治疗中显著推进了精准肿瘤学的发展。多种纳米载体,包括脂质体、聚合物纳米颗粒、MOFs、外泌体和混合系统,提高了药物生物利用度,减少了系统性毒性,并通过靶向输送、受刺激响应的释放和共输送策略帮助克服了多药耐药性(MDR)。例如,载有多柔比星的脂质体和与白蛋白结合的紫杉醇等制剂的临床成功

CRediT作者贡献声明

王涛:撰写——初稿、研究、数据分析、概念构建。陈宇轩:撰写——初稿、研究、数据分析、概念构建。张旭阳:撰写——审稿与编辑、方法学。窦月杰:可视化、验证。陈颖:可视化、验证。谢茂斌:可视化、验证。安东内拉·莫塔:撰写——审稿与编辑、研究、数据分析。郑兆珠:可视化、验证。王晓琴:可视化

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文报告工作的财务利益或个人关系。

致谢

本工作得到了国家自然科学基金(82374295)、江苏省中医药技术开发计划项目(MS2024080)、苏州市科技计划项目(SZM2024001)以及中国科学技术部科技合作计划(KY202201002)的财政支持。

生物通微信公众号
微信
新浪微博


生物通 版权所有