综述:聚乙二醇化树枝状大分子用于精准癌症治疗:肿瘤靶向、药物递送与临床转化的进展

【字体: 时间:2025年09月18日 来源:Biomaterials Advances 6

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  本综述系统阐述了聚乙二醇化树枝状大分子(PEGylated dendrimers)作为新型纳米载体的前沿进展。文章重点探讨了其通过增强渗透滞留(EPR)效应实现被动靶向、通过配体修饰实现主动靶向的机制,并详述了其在化疗、基因治疗(siRNA)、免疫治疗等多模式肿瘤治疗中的应用潜力与临床转化挑战。

  

引言

癌症作为全球重大健康挑战,其治疗长期受限于传统化疗的全身毒性、耐药性及生物利用度低等问题。纳米技术的兴起为肿瘤精准治疗提供了新范式,其中,聚乙二醇化树枝状大分子(PEGylated dendrimers)凭借其精确可控的纳米结构、高载药能力及可功能化表面,成为最具前景的纳米载体之一。

结构优势与功能机制

树枝状大分子是一种高度支化的树状大分子,其结构包括聚酰胺-胺(PAMAM)、聚-L-赖氨酸(PLL)和聚丙烯亚胺(PPI)等类型。通过共价连接聚乙二醇(PEG)链进行PEGylation修饰,可显著改善其生物相容性、延长血液循环时间、减少免疫清除,并利用实体瘤特有的增强渗透与滞留(EPR)效应实现被动靶向。

PEGylation是一种生物偶联技术,通过PEG链上的活性基团(如NHS酯、马来酰亚胺)与树枝状大分子表面的氨基、巯基等发生反应形成稳定连接。该修饰提供“隐身”特性,减少蛋白质吸附和免疫识别,同时提高溶解度和稳定性。

此外,树枝状大分子表面可进一步功能化,连接肿瘤特异性配体(如抗体、肽类),实现主动靶向,增强肿瘤细胞摄取,降低脱靶毒性。

应用领域与临床前进展

结肠癌治疗

PEGylated dendrimers可局部递送细胞因子和免疫检查点抑制剂,提升结肠癌免疫治疗效果。其靶向配体修饰能精准作用于肿瘤微环境,增强疗效并减少系统暴露。

宫颈癌治疗

该类载体可负载化疗药物与免疫调节剂,通过PEG修饰延长循环时间,减少免疫原性,并利用配体介导的靶向递送增强宫颈癌细胞的药物摄取。

乳腺癌治疗

研究证实,负载来曲唑等化疗药物或免疫检查点抑制剂的PEGylated dendrimers能提高药物在乳腺癌组织中的富集,显著降低多柔比星等药物引起的心肌毒性。

肺癌治疗

通过递送小干扰RNA(siRNA)靶向致癌基因,PEGylated dendrimers在肺癌模型中成功抑制肿瘤增殖并诱导凋亡,展示出RNA干扰技术与纳米载体结合的巨大潜力。

脑癌治疗

该类纳米载体可穿越血脑屏障(BBB),实现脑肿瘤(如胶质母细胞瘤)的靶向给药。功能化修饰后的树枝状大分子能精准递送抗癌药物至脑癌细胞,提高治疗指数。

其他癌症应用

在卵巢癌等领域,通过叶酸受体等靶向配体修饰,PEGylated dendrimers表现出优异的肿瘤选择性积累能力,在减少毒副作用的同时提升治疗效果。

当前局限与未来方向

尽管前景广阔,PEGylated dendrimers的临床转化仍面临诸多挑战。包括肿瘤微环境异质性导致的穿透与分布不均、“PEG困境”(过度PEG化影响主动靶向效率)、长期毒性及免疫原性未知、大规模合成与批次一致性等问题。未来需借助多学科方法优化载体设计,结合先进成像技术实现治疗监测,并探索与免疫治疗、基因编辑等新技术的联用策略。

结论

PEGylated dendrimers作为一种多功能纳米平台,通过整合被动与主动靶向策略、多模式药物负载能力及良好的药代动力学特性,显著提升了抗癌药物的治疗指数并降低系统毒性。尽管仍需克服临床转化中的生物与技术壁垒,其推动肿瘤精准治疗与个性化医疗的潜力已日益彰显。

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