膀胱癌是泌尿系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤之一，依據(jù)其發(fā)展進(jìn)程，可分為非肌層浸潤(rùn)性與肌層浸潤(rùn)性膀胱癌兩大類，初診患者中非肌層浸潤(rùn)性膀胱癌約占75%。手術(shù)切除是非肌層浸潤(rùn)性膀胱癌的臨床主要治療手段，術(shù)后常輔以膀胱內(nèi)灌注化療以降低復(fù)發(fā)率和延緩疾病進(jìn)程。但是化療藥物可無選擇性地進(jìn)入正常膀胱上皮細(xì)胞而產(chǎn)生細(xì)胞毒性，同時(shí)降低藥物的有效作用劑量，減弱治療效果。為了解決化療藥物的特異性問題，研究者開發(fā)了多種基于抗體藥物偶聯(lián)物（ADC）的靶向遞送體系，但均為針對(duì)肌層浸潤(rùn)性膀胱癌的全身給藥治療，尚未見靶向非肌層浸潤(rùn)性膀胱癌的局部灌注治療方案。

核酸適體是一類具有結(jié)合配體功能的單鏈核酸分子，可通過體外篩選方式獲得。除了具有與抗體相媲美的特異性和親和力外，核酸適體的突出優(yōu)勢(shì)還包括易于合成、易于修飾、免疫原性低等，因而被認(rèn)為具有治療多種疾病的潛力。然而，從上世紀(jì)90年代核酸適體藥物的概念提出至今，全世界僅有一種核酸適體藥物獲批臨床使用：2004年，美國(guó)FDA批準(zhǔn)Pegaptanib，一種抗VEGF的核酸適體，用于治療老年性黃斑變性這一眼科疾病。和其它類型的核酸藥物類似，適體藥物成藥性的最大瓶頸在于其體內(nèi)遞送和PK/PD問題。而膀胱癌灌注治療這一特殊的臨床應(yīng)用場(chǎng)景，因其無需經(jīng)過體內(nèi)循環(huán)（尿路插管給藥），且無特殊的藥劑學(xué)要求（生理鹽水或水均可作為溶劑），可能是一個(gè)非常適合核酸適體藥物成藥的臨床適應(yīng)癥。

基于這一理念，我院閆超課題組與現(xiàn)工院于涵洋課題組合作，利用體外篩選方法分離鑒定到能夠特異性結(jié)合并內(nèi)化膀胱癌細(xì)胞的核酸適體B1，在此基礎(chǔ)上開發(fā)了核酸適體介導(dǎo)的化療藥物靶向遞送系統(tǒng)，并在小鼠膀胱癌原位模型的灌注治療實(shí)驗(yàn)中展現(xiàn)了良好的抗腫瘤效果和藥物安全性（圖1），給核酸適體藥物的成藥性帶來新曙光。

圖1. 基于核酸適體的膀胱癌靶向灌注藥物示意圖

研究團(tuán)隊(duì)首先采用基于細(xì)胞的SELEX (Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment) 技術(shù)，篩選出了能特異性識(shí)別內(nèi)化膀胱癌細(xì)胞但不識(shí)別正常膀胱上皮細(xì)胞的核酸適體。為了提高核酸適體的生物學(xué)穩(wěn)定性，在篩選實(shí)驗(yàn)中使用了含2’-氟修飾的嘧啶堿基和2’-脫氧的嘌呤堿基核苷酸。經(jīng)序列優(yōu)化后的核酸適體B1具有特異性識(shí)別膀胱癌細(xì)胞的能力，且能夠區(qū)分從膀胱癌患者的腫瘤組織與癌旁組織中分離獲得的原代腫瘤細(xì)胞和正常上皮細(xì)胞（圖2）。

圖2. 核酸適體B1特異性內(nèi)化膀胱癌細(xì)胞

臨床常用的膀胱癌灌注化療藥物表阿霉素（Epirubicin, EPI），是一種蒽環(huán)霉素類藥物，可自發(fā)嵌入雙鏈DNA的GC堿基對(duì)中?？紤]到核酸適體B1特異內(nèi)化膀胱癌細(xì)胞的性質(zhì)，作者設(shè)計(jì)在核酸適體B1末端偶聯(lián)一段長(zhǎng)DNA雙鏈，形成核酸適體B1為“車頭”、長(zhǎng)雙鏈DNA為“車廂”的納米火車結(jié)構(gòu)。結(jié)果顯示納米火車依然具有良好的膀胱癌細(xì)胞選擇性（圖3）。

在體外中性條件下化療藥物可穩(wěn)定內(nèi)嵌于納米火車的雙鏈結(jié)構(gòu)中，經(jīng)內(nèi)吞作用進(jìn)入細(xì)胞溶酶體后雙鏈DNA被破壞，化療藥物被釋放發(fā)揮作用。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)核酸適體B1介導(dǎo)的靶向遞藥體系對(duì)正常膀胱上皮細(xì)胞SV-huc-1的毒性作用明顯降低。

圖3. 核酸適體B1介導(dǎo)的納米火車結(jié)構(gòu)的構(gòu)建

最后，作者在小鼠膀胱癌原位模型中進(jìn)行擬臨床灌注治療實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)核酸適體B1介導(dǎo)的納米火車載藥體系明顯抑制腫瘤的生長(zhǎng)，治療效果顯著優(yōu)于表阿霉素單藥，并且顯著降低了藥物的毒副作用（圖4）。

圖4. 膀胱癌原位模型灌注治療效果

該工作首次報(bào)道了膀胱癌特異性的核酸適體，并構(gòu)建了基于核酸適體的納米火車靶向遞藥體系，不僅為膀胱癌的臨床治療提供了新的策略，也為核酸適體藥物拓展了一個(gè)獨(dú)特的具有極大成藥潛力的適應(yīng)癥。

這一成果以Development of novel aptamer-based targeted chemotherapy for bladder cancer為題，近期發(fā)表于南京大學(xué)學(xué)科卓越期刊Cancer Research雜志。現(xiàn)工院已畢業(yè)博士生王瑤、生科院博士生張楊、江蘇省人民醫(yī)院泌尿外科李鵬超副主任醫(yī)師為文章的共同第一作者，美國(guó)洛杉磯Cedars Sinai Cancer Center主任Dan Theodorescu教授、南京大學(xué)于涵洋教授和閆超教授為文章的共同通訊作者，南京大學(xué)郭佳杰、霍凡、楊錦滔、賈儒、王娟、黃琦菊對(duì)該工作亦有貢獻(xiàn)。

原文鏈接：https://aacrjournals.org/cancerres/article/doi/10.1158/0008-5472.CAN-21-2691/675675

來源：南京大學(xué)