中大新聞網(wǎng)訊（通訊員鄭敏珊、趙現(xiàn)廷）近日，中山大學(xué)腫瘤防治中心楊江課題組聯(lián)合微創(chuàng)介入治療科范衛(wèi)君課題組在Advanced Materials期刊上在線(xiàn)發(fā)表了題為“器官靶向性二氧化鉿納米藥物通過(guò)多擬酶活性抑制輻射導(dǎo)致的組織損傷”的論文，報(bào)道了一種具有器官靶向選擇性、多種仿生酶催化活性的二氧化鉿納米藥物。研究發(fā)現(xiàn)依靠Hf(0)/Hf(IV) 氧化還原對(duì)，能有效清除放療中產(chǎn)生的活性氧 (ROS)，保護(hù)正常組織免受輻照所致的炎性損傷，具有“放療減毒”并降低炎性損傷風(fēng)險(xiǎn)的臨床轉(zhuǎn)化潛力。該研究首次揭示了二氧化鉿的輻射防護(hù)效應(yīng)，為放療保護(hù)提供了一種新的設(shè)計(jì)思路。
放射治療是最常規(guī)的腫瘤治療手段之一，但通常會(huì)對(duì)正常組織產(chǎn)生全身或局部的脫靶毒性，引起急性或慢性輻射綜合癥，造成器官損傷。因此，在保證放療對(duì)癌細(xì)胞的充分殺傷前提下，放療引發(fā)的正常組織損傷、毒副作用和后遺癥是限制放療效果的重要因素。盡管目前已有氨磷汀和帕利弗明等藥物被批準(zhǔn)用于輻射防護(hù)，但其有限的防護(hù)效果、短半衰期、較差的穩(wěn)定性和臨床副作用限制了相關(guān)藥物的廣泛臨床應(yīng)用。
由國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)（IUPAC）選出的2022年十大科技進(jìn)展之一為具仿生酶活性的納米酶。盡管其具有清除自由基、降低氧化應(yīng)激的特性，但缺乏靶向性的缺點(diǎn)使其不可避免地有脫靶藥理作用。為了解決這一難題，中山大學(xué)腫瘤防治中心楊江課題組聯(lián)合微創(chuàng)介入治療科范衛(wèi)君課題組進(jìn)行了相關(guān)研究。研究報(bào)道了一種具有器官靶向選擇性、多種仿生酶催化活性的二氧化鉿納米藥物，依靠Hf(0)/Hf(IV) 氧化還原對(duì)，能有效清除放療中產(chǎn)生的活性氧（ROS），保護(hù)正常組織免受輻照所致的炎性損傷，具有“放療減毒”并降低風(fēng)險(xiǎn)的臨床轉(zhuǎn)化潛力。該研究首次揭示了二氧化鉿的輻射防護(hù)效應(yīng)，顛覆了此前其僅能作為放療增敏劑的常規(guī)認(rèn)知。
目前，由法國(guó)上市公司Nanobiotix研發(fā)的first-in-class放療增敏的二氧化鉿（HfO2）納米藥物Hensify? (NBTXR3)，獲美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）授予快速通道資格，在歐洲和美國(guó)已獲批用于放療增敏治療頭頸部鱗狀細(xì)胞癌（HNSCC），同時(shí)在中國(guó)也已進(jìn)入三期臨床試驗(yàn)。
器官靶向性二氧化鉿納米顆粒（SORT HfO2 NPs）通過(guò)金屬前驅(qū)物在堿性環(huán)境下結(jié)合α-乳清蛋白（α-LA）反應(yīng)形成。能譜CT成像可見(jiàn)，不同大小的SORT HfO2 NPs能選擇性靶向駐留在特定的放射敏感性指數(shù)（RSI）較低的正常器官肺、肝臟和腎臟中。SORT HfO2 NPs具備多種擬酶活性，能清除包括O2?-、OOH? 、OH? 和 H2O2等多種ROS。其能通過(guò)催化清除放療所致的自由基，能有效防護(hù)放射敏感的組織器官免受輻照所致的放射損傷。
在小鼠及兔子全身輻照模型中，SORT HfO2 NPs能恢復(fù)機(jī)體內(nèi)受損的抗氧化防御系統(tǒng)，并延長(zhǎng)動(dòng)物的生存時(shí)間，特異性靶向降低組織內(nèi)的炎癥水平。通過(guò)RNA測(cè)序分析，SORT HfO2 NPs能抑制FoxO、Hippo及TGF-β通路來(lái)降低細(xì)胞內(nèi)放療所致的炎癥反應(yīng)。綜上所述，該研究首次揭示了二氧化鉿的輻射防護(hù)作用，為放療保護(hù)提供了一種新的設(shè)計(jì)思路，結(jié)合其器官靶向及CT造影的特性，使其有潛力成為一種縮短輻照持續(xù)時(shí)間或增加劑量的放療保護(hù)性藥物。
SORT HfO2 NPs對(duì)小鼠和兔子的器官靶向性放射防護(hù)及其作用機(jī)制
中山大學(xué)腫瘤防治中心、華南惡性腫瘤防治全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室楊江研究員與微創(chuàng)介入治療科范衛(wèi)君教授為論文的共同通訊作者。中山大學(xué)腫瘤防治中心劉鼎鑫博士、微創(chuàng)介入治療科曹飛博士后、佛山市第一人民醫(yī)院影像科徐志鋒主任醫(yī)師為本文共同第一作者。中山大學(xué)腫瘤防治中心劉澤先研究員、趙春花博士、劉澤坤博士后、龐家棟博士后、新西蘭奧塔哥大學(xué)Mahdieh Moghiseh博士、Anthony Butler教授及Perkin Elmer公司梁少霞參與了研究。該研究工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省自然科學(xué)基金、廣東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目的支持。
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202308098
