一辆由dna链条组成的“卡车”纳米药物正在人体的血管中穿梭。这些经过设计、尺寸为纳米级别大小的“卡车”，可运载小分子药物、免疫药物、蛋白等各种功能活性物质。

“卡车”快速穿过正常的人体组织，一头扎进肿瘤特有的微环境地盘，随后开始卸下“货物”，实现对肿瘤微环境的有效调控，并针对性杀伤肿瘤细胞。

就如同大小各异、功能繁多的汽车一样，研究人员可根据不同肿瘤和不同药品“货物”，设计不同形状和功能的dna“卡车”，从而实现更有效的抗肿瘤功效。

近日，上海市肿瘤研究所

刘培峰研究员

接受了上海科技的采访，

畅谈了纳米药物的优势、

应用和未来研究方向。

纳米药物需兼容安全和功能

实体肿瘤如同一个坚固的堡垒，不仅内部防守严密，外围还有着与众不同的微环境构建起“护城河”。那么，如何才能实现对这种肿瘤的精准和高效杀伤？科研人员发现，那些大约为头发直径1/300大小的纳米材料有机会突破屏障，通过细胞间隙进入肿瘤组织内部。因此，纳米尺度的药物被视为攻破肿瘤城堡的特洛伊木马，也成为肿瘤治疗的热点研究领域。

“当药物或药物载体达到纳米级别，

在疾病治疗中会展现出明显的优势。”

刘培峰介绍说，纳米尺度的药物可有效进入肿瘤组织，并使药物在较长时间内保持较高的浓度，从而实现更好的治疗效果。为了让纳米药物更加准确地找到肿瘤组织，研究人员还会给它们安装上特异性亲和配体，如小分子修饰、抗体修饰等，实现主动靶向肿瘤组织，进一步增强疗效。

近年来，利用材料作为载体构建纳米药物研究如火如荼，如脂质体阿霉素、白蛋白紫杉醇等纳米药物已获批临床应用，而刘培峰将目光聚焦到dna纳米药物领域。

“设计一种纳米药物，安全性和功能性是考虑的重要因素。”刘培峰指出，纳米药物进入体内，需要突破多重生理病理屏障，降低体内的非特异性摄取或损耗，提升药物进入肿瘤的效率。

由不同碱基（a、t、c、g）单体构成的dna不仅是遗传物质载体，同时也是一种生物相容性极佳的材料。“dna材料的另一个显著优点是可编程性，通过设计碱基间的互补配对，可精准操控dna纳米材料的形状、结构和表面特性等理化性质，使得dna材料构建的纳米药物能高效通过生理和病理屏障，并递送药物到达肿瘤发挥作用。”dna材料的优异性能，使其在肿瘤治疗领域展现了巨大的应用潜力。

模块化策略“速配”纳米药物

纳米药物的体内运行需要跨越多重生理病理屏障才能到达靶点，这也相应需要纳米药物具备多样化功能，从而更好的实现疗效。

刘培峰团队利用dna分子的精准可操控性，通过“精巧设计”载体模块、功能模块、拓展模块来模块化构建dna纳米药物。其中，载体模块就是将dna作为载体材料；功能模块以杀伤肿瘤的药物或能直接发挥效应的纳米材料为主；拓展模块是指靶向配体修饰、酸响应或光响应的可控分子等。刘培峰说：“通过模块化设计，可以根据肿瘤的不同特性来便捷定制dna纳米药物，为肿瘤的个体化治疗提供新的技术手段。”

在最近发表在advanced materials的研究成果中，刘培峰将载体模块dna和功能模块核苷酸融合为一体构建了新型的dna纳米药物。具体地说，利用碱基互补配对原理，将一段具有功能的核苷酸片段（dna免疫刺激最小作用单位）精准地组装成一个y形结构dna，然后进一步组成了一个dna纳米簇。该组装结构能大大提升核甘酸荷载效率，并提升其抵抗核酸酶降解的能力。进入体内后，纳米簇可以通过逐步缓释来引发一个长效的免疫应答效应；并通过联合应用放疗诱导巨噬细胞聚集而进一步产生远端效应，诱导强大、持久的抗肿瘤免疫，从而显著抑制肿瘤的复发转移。

刘培峰团队目前已建立一个

智能化的dna纳米药物设计平台，

正针对临床肿瘤患者个体的特征，

将不同模块进行组合，

构建了个性化的dna纳米药物，

通过基础和临床的交叉融合，

不断推动实现肿瘤精准治疗的新突破。

共建联合中心，打造基础到应用的绿色通道

在《健康中国2030规划纲要》国家战略的推动下，微纳米药物受到了高度重视，也是“十四五”国家重点研发计划的重点支持内容。当前，刘培峰团队也正在与上海市生物医药科技发展中心开展合作，共建联合中心，致力于创新dna纳米药物的研发技术，推动其在疾病诊治中的应用。刘培峰期待从所在的国家重点实验室到联合中心，从基础研究到成果转化，不仅专注于“0到1”的创新研究，同时也加强后续的转化研究，构建产学研联动创新平台，打通基础研究到转化应用的衔接通道，推动更多创新纳米药物的产出。

“上海作为我国生物医药产业的高地，

在纳米药物方面

有很好的研究和转化基础，

我相信未来大有可为。”

刘培峰满怀信心地说道。

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上观号作者：上海科技