顺铂和卡铂在内的铂类抗癌药物可用于很多恶性
肿瘤的治疗，是使用非常广泛的化疗药物[1]，主要通过Pt原子与DNA链内相邻碱基间形成共价键联接，扰乱抑制DNA的复制，诱导细胞凋亡而杀死癌细胞[2]。但是，由于铂类药物对癌细胞没有特异的选择性，具有很大的毒副作用。因此提高铂类药物对肿瘤的靶向性可以有效降低毒副作用，提高疗效。
肿瘤靶向性药物输送体系的研究和应用一直是
癌症治疗研究领域中备受关注的部分。通过药物载体包裹、负载抗癌药物进行靶向性的药物输送，可以将抗癌药物选择性浓集在癌变部位，降低细胞毒性药物对正常细胞组织的伤害，提高治疗效果减小毒副作用。纳米粒子由于其独特的尺寸性质，成为很具潜力的理想的药物载体，例如，高分子纳米粒子、脂质体、树枝状大分子及很多有机、无机纳米粒子。使用肿瘤靶向性药物输送体系是提高药物靶向性的一个重要途径，其效果取决于能否找到或构建合适的靶向性输送载体。
Velinova et al[3]使用阴离子磷脂包裹顺铂形成纳米胶囊结构，在磷脂双层膜中掺入胆固醇等还可以进一步调节纳米胶囊的稳定性。体外细胞实验表明，这种顺铂纳米胶囊比单独顺铂具有更好的抗癌效果。Jun et al[4]制备了纳米级聚磷睛－铂纳米加合物，并且在体内表现很高的抗癌活性。Howell et al[5]利用PAMAM树枝状大分子成功负载铂类药物，构建纳米输送体系。Bontha et al[6]制备了聚氧化乙烯－甲基丙烯酸共聚物包裹顺铂的高分子纳米粒子。各种纳米粒子被尝试用作铂类药物的输送载体，以便提高药物对癌细胞的靶向性，降低毒副作用。很多纳米输送体系已经进入
临床试验。
由于已有研究使用的纳米粒子都是人工合成材料，不得不考虑纳米粒子本身的生物相容性，以及可能带来的一些副作用。例如，疏水性高分子纳米粒子在体内特别容易被迅速排出，生物相容性较差；不能在体内降解的纳米粒子有可能产生有害积累等等。另外，一般纳米粒子本身也不具备对肿瘤的靶向性，需要在纳米粒子表面修饰上导向配体。所以，要构建一个合适的靶向性药物输送体系还是非常复杂的。
我国南京大学配位化学国家重点实验室的郭子建教授所带领研究小组，首次利用去铁铁蛋白（Apoferrintin）作为纳米载体成功包裹了铂类药物，并实现向肿瘤细胞的靶向性药物输送[7]。他们的工作发表在英国皇家化学学会2007年5月份的Chemistry Communication刊物上。
去铁铁蛋白（Apoferritin）是铁蛋白（ferritin）不含铁的存在形式，它由24个蛋白质亚基构成，是天然的铁储存蛋白。已有研究表明，很多肿瘤细胞表面可以大量表达铁蛋白特异性受体，可以通过铁蛋白受体－铁蛋白的结合介导对铁蛋白（及去铁铁蛋白）的内吞作用[8]。铁蛋白的24个亚基自组装形成中空球状蛋白质笼，内外径分别为8和12nm[9]，可以包裹金属离子、小分子药物甚至纳米粒子[10-12]。而且铁蛋白本身可以在体内分解，无毒无免疫原性。因此，天然铁蛋白是很有应用前景的靶向性药物输送载体。
郭子建教授的研究小组设计了两种铂类药物－去铁铁蛋白复合物纳米粒子的制备途径，均成功得到了包裹顺铂或卡铂的去铁铁蛋白纳米粒子（参见下图）。一种途径是将去铁铁蛋白溶解于pH2缓冲，使其亚基分离结构解体，然后于存在卡铂或顺铂的生理条件（pH7.5）缓冲中使亚基重新组装形成蛋白质笼，将顺铂或卡铂包裹在笼里。另外一种途径是原位制备方法，在去铁铁蛋白溶液（pH8.5）中缓慢加入大量的K2PtCl4，使蛋白质笼中也分布了大量[PtCl4]2–离子，然后向其中加入NH4+–NH3使蛋白质笼中的[PtCl4]2–离子形成卡铂。通过原子发射光谱、核磁、紫外可见吸收光谱，还有透射电镜和聚丙烯酰胺凝胶电泳多种表征手段研究了所制备的铂类药物－去铁铁蛋白复合物纳米粒子的结构及稳定性。
由于在包裹药物后蛋白质笼的结构几乎没有受到影响，所以很好地保持了去铁铁蛋白的天然活性，保证纳米粒子能够和肿瘤细胞表面的铁蛋白受体特异性结合并被内吞。他们研究了顺铂、卡铂－去铁铁蛋白复合物纳米粒子对鼠嗜铬细胞瘤细胞系的作用效果，并与去铁铁蛋白本身作比较。实验结果的确证明了铂类药物－去铁铁蛋白复合物纳米粒子可以有效地抑制肿瘤细胞。第二种途径制备的铂类药物－去铁铁蛋白复合物纳米粒子对肿瘤细胞具有更好的抑制效果，这可能是因为两种制备方法的药物包裹效果不同造成的，第一种途径包裹的药物数量相对较少。该工作巧妙地利用了去铁铁蛋白本身可以形成中空笼状结构的特点，成功地将铂类药物包裹到去铁铁蛋白内，而又尽量避免了对蛋白质本身的修饰破坏，利用去铁铁蛋白与其受体的特异性结合介导药物－去铁铁蛋白复合物纳米粒子的内吞作用，达到对肿瘤细胞靶向性输送药物的效果。研究者认为这种去铁铁蛋白药物输送载体也可以适用于其它很多药物分子的肿瘤靶向性药物输送，非常具有应用潜力。
英国皇家化学学会的生物化学新闻专栏，对郭子键教授小组的工作作了题为“癌症治疗走向天然”（Cancer treatments go native）的报道[13]。报道中引用了美国里士满Virginia Commonwealth University 大学铂类抗癌药物化学专家Nicholas Farrell教授对该工作的高度评价：通过制定及包裹铂类药物，以提高抗癌活性降低毒副作用的研究吸引了非常多的关注。脂质体等许多纳米材料都被应用于此类研究，其中很多正在临床试验中。使用去铁铁蛋白这样的蛋白质作为药物载体，是对这个领域具有创新性的很有应用潜力的贡献。
参考文献
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[3] M. J. Velinova，Preparation and stability of lipid-coated nanocapsules of cisplatin: anionic phospholipid specificity，BBA-Biomembranes，2004，1663 (1－2): 135－142
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[5] B. A. Howell，Thermal decomposition of a generation 4.5 PAMAM dendrimer platinum drug conjugate，J. Therm. Anal. Calor.，2006，85 (1): 17－20
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[13]
http://rsc.org/Publishing/Journals/cb/Volume/2007/8/Cancer_native.asp
作者：
2007-7-21