一种用于膀胱癌靶向治疗的核酸适体药物

1. 痛点问题

膀胱尿路上皮癌是泌尿系统中常见的恶性肿瘤之一，目前临床的治疗手段主要为手术切除，继而辅助进行药物灌注化疗。但是化疗药物缺少靶向性，无法有效地区分肿瘤组织和正常组织，有明显的毒副作用。为了解决这个问题，研究者们将药物与抗体偶联，构建抗体药物偶联物(Antibody-drug conjugate，ADCs)，通过化学连接将具有生物活性的小分子药物连接到单抗上，特异结合细胞表面靶标蛋白，将小分子药物靶向运输到目标细胞中。这种偶联方式存在一些缺陷：1)引入的抗体多是基于癌细胞表面的标志物，目前这种标志物还比较少，可供选用的抗体种类也很少；2)抗体的制备过程繁琐，热稳定差，在后续过程中存在降解的风险；3)抗体的分子量比较大，药物分子量比较小，偶联后存在药物分子失效的可能；4)抗体药物偶联物进入细胞后，可能会产生免疫原性。

核酸适体(aptamer)是一种由几十个核苷酸组成的单链核酸分子，具有与抗体类似的特异结合靶标的性质，可通过体外筛选方式获得，又有“化学抗体”之称。与传统的抗体相比，核酸适体有诸多优势：1) 在序列确定后，可以直接通过化学合成制备，成本低，过程简单；2)分子量小，免疫原性低；3)可以引入非天然核苷酸，提高序列的生物学及热力学稳定性；抗核酸酶降解、耐高温的能力；4)容易进行化学修饰，可以做多种标记等。

2. 解决方案

研究团队首先筛选出了能特异性识别内化膀胱癌细胞但不识别正常膀胱上皮细胞的核酸适体。为了提高核酸适体的生物学稳定性，在筛选实验中使用了含2’-氟修饰的嘧啶碱基和2’-脱氧的嘌呤碱基核苷酸。经序列优化后的核酸适体B1具有特异性识别膀胱癌细胞的能力，且能够区分从膀胱癌患者的肿瘤组织与癌旁组织中分离获得的原代肿瘤细胞和正常上皮细胞。

临床常用的膀胱癌灌注化疗药物表阿霉素（Epirubicin, EPI），是一种蒽环霉素类药物，可自发嵌入双链DNA的GC碱基对中。考虑到核酸适体B1特异内化膀胱癌细胞的性质，团队巧妙设计，在核酸适体B1末端偶联一段长DNA双链，形成核酸适体B1为“车头”、长双链DNA为“车厢”的纳米火车结构。结果显示纳米火车依然具有良好的膀胱癌细胞选择性。

在体外中性条件下化疗药物可稳定内嵌于纳米火车的双链结构中，经内吞作用进入细胞溶酶体后双链DNA被破坏，化疗药物被释放发挥作用。进一步研究发现核酸适体B1介导的靶向递药体系对正常膀胱上皮细胞SV-huc-1的毒性作用明显降低。

小鼠膀胱癌原位模型拟临床灌注治疗实验显示，核酸适体B1介导的纳米火车载药体系明显抑制肿瘤的生长，治疗效果显著优于表阿霉素单药，并且显著降低了药物的毒副作用。

3. 竞争优势分析

（1）首次报道了膀胱癌特异性的核酸适体，并构建了基于核酸适体的纳米火车靶向递药体系，不仅为膀胱癌的临床治疗提供了新的策略，也为核酸适体药物拓展了一个独特的具有极大成药潜力的适应症。

（2）该核酸适体的特异性、内化力以及稳定性均好，可以用作检测及标记肿瘤细胞的分子工具，还可将该靶向性较强的核酸适体与具有治疗效果的药物结合应用，可定向作用于肿瘤细胞中，提高对肿瘤细胞的治疗效果，减少了目前抗肿瘤药物特异性不强而导致的毒副作用，综合应用前景佳。

核酸适体B1介导的纳米火车结构的构建