小分子胺抗癌藥物傳輸系統
司機,麻煩停靠腫瘤組織-抗癌藥物傳輸系統
創新科技專案 / 抗癌藥物傳輸系統研發癌症是每年造成超過四萬國人死亡的十大死因之首,也是國衛院生技與藥物研究所(簡稱生藥所)主要的研究項目。一般的癌症藥物在體內不僅攻擊癌細胞,也會傷害到毛髮黏膜細胞、造血細胞等或其他生理系統與組織,讓許多癌症病患在接受藥物治療的同時,也承受了落髮、嘔吐等副作用之苦。國衛院生藥所研發新的癌症藥物傳輸系統,可以讓癌症藥物較準確的攻擊癌細胞,降低正常細胞的傷害,增加腫瘤中抗癌藥物的濃度,提升抗腫瘤藥效並減少用藥劑量,也降低抗癌藥物的毒性副作用。
藥物上車 朝癌細胞出發
國衛院生藥所的團隊以新研發的官能基(linker)結合偵測腫瘤的小分子胺(Zn-DPA)和臨床用來治療大腸直腸癌的藥物SN-38,做成癌症藥物傳輸系統,像搭直達車一樣,讓藥物在腫瘤組織下車,可以減少藥物對健康細胞的傷害,比起其他藥物傳輸系統用的大分子化合物和標靶治療用的抗體,小分子藥物的體積較小,較容易深入腫瘤組織,化合物的穩定度較高,製作成本也較低。
為了將美國公司Molecular Target Technology Inc.(MTTI)所研發的小分子胺Zn-DPA結合抗癌藥物,國衛院生藥所研發團隊研發了扮演膠水角色的官能基(linker),讓Zn-DPA與抗癌藥物在血液中保持穩定的結合,到了腫瘤組織周圍後,linker因為癌細胞附近較低的pH值而分解、釋放抗癌藥物,藥效因此能集中在腫瘤周遭,可以降低抗癌藥物對健康細胞的傷害,減輕抗癌藥物治療的副作用,也能減少抗癌藥物使用的劑量,事半功倍地抑制腫瘤生長。
突發奇想的小分子胺藥物傳輸系統
Zn-DPA能辨識腫瘤組織,一般被用來結合螢光(Fluorescent)物質,在動物體內標定腫瘤位置。長期研究癌症藥物的國衛院生藥所團隊想出創新的點子,將Zn-DPA結合抗癌藥物,作出藥物傳輸系統,「過去沒有人想過能將小分子胺結合抗癌藥物。」國衛院生藥所陳炯東副所長說,「但我們覺得這是有潛力的做法,而且這幾年的研究成果也讓我們越來越有信心。」
Zn-DPA藉由偵測磷脂絲胺酸(Phosphatidylserine, PS)來辨識腫瘤,不僅可以提高腫瘤周圍的藥物濃度,還能不斷增加藥物集中的效果。PS是細胞膜內側的成分,細胞在凋亡時細胞膜會改變結構,讓內側的PS翻轉到細胞外側。癌細胞因快速生長而累積,擋住了血液供應而導致細胞凋亡,大量的死亡細胞讓腫瘤組織上呈現較多的PS,Zn-DPA辨識到PS而在此停留,linker因為腫瘤周遭的環境改變而分解,釋放抗癌藥物抑制癌細胞生長,癌細胞因為抗癌藥物的攻擊而死亡、累積了更多的PS,下次投藥時,藥物又能更加集中在腫瘤周圍,進而提昇藥效。
傳輸藥物 為新藥開路
在這個試驗中,研究團隊採用美國公司MTTI的小分子胺Zn-DPA跟大腸直腸癌臨床用藥SN-38,研發出會在腫瘤周圍分解、釋出抗癌藥物治療癌症的linker,組成藥物運輸系統,可以提昇腫瘤治療的藥效。在動物實驗中,藥物運輸系統治療大腸直腸癌的效果明顯高於一般用藥,在2014年七月部分成果發表後,團隊正在與廠商洽談技轉或合作,希望找到適合的產業夥伴一起進行下階段的試驗,攜手完成這項抗癌藥物傳輸系統的開發。
Zn-DPA偵測PS來辨識腫瘤的原理,可以應用在所有癌症藥物上,對於癌症標靶治療的研發有很大的幫助。除了癌症藥物之外,國衛院生藥所研發團隊希望能結合過去的經驗,以此研發技術延伸應用於更多種藥物運輸系統,例如針對傳染性疾病,製作抗生素的傳輸系統,解決葡萄球菌院內感染的問題。
抗癌藥物通常會分布到腫瘤組織及全身其他的位置,如毛髮黏膜細胞、造血細胞和生殖細胞,因而造成人體損害,本技術利用小分子胺化合物進行傳輸系統設計與研發,讓藥物集中作用在腫瘤組織,減少對健康細胞的危害,也能降低用藥劑量,提升抗腫瘤藥效並減少用藥劑量,也降低抗癌藥物的毒性副作用。本項技術除能有效應用於抗癌藥物,更能進一步應用於多種藥物連結,開闢了治療疾病的途徑,為藥物設計研發帶來新曙光。