化學系黎占亭教授團隊利用三維超分子有機框架抑制光動力治療藥物的光敏副作用
光動力療法（Photodynamic Therapy，PDT）作為一種非侵入式的癌癥治療手段，具有抗癌高效性、廣譜性、無耐藥性、高選擇性和可控性的優(yōu)點。光動力治療藥物（PDA）卟吩姆鈉、他拉泊芬鈉和復美達等已經(jīng)廣泛用于皮膚癌、頭頸部癌、膀胱癌、胰腺癌、乳腺癌、肺癌和食管癌等的治療。然而，臨床使用的PDT藥物都是卟啉類光敏劑，治療后都存在在病人的皮膚和其它正常組織中長期殘留的缺點。室內(nèi)的燈光或者太陽光的照射可對病人的皮膚和其它淺表組織造成氧化損傷，即使短時間的暴露也會導致紅疹、腫脹和水泡等嚴重的光敏反應。因此，光動力治療后的病人在很長時間內(nèi)（5-10周）不得不處于暗室避光，等待光敏劑慢慢代謝或排除體外，這給病人帶來極大的生活不便和心理壓力。因此，發(fā)展降低光敏劑副作用的策略，在不影響光敏劑生物活性的前提下，實現(xiàn)對患者殘留光敏劑的快速清除，達到抑制光照下殘留光敏劑產(chǎn)生光敏作用的效果，應具有臨床應用前景。但臨床上一直沒有此類藥物。
針對以上問題，黎占亭團隊構(gòu)筑了孔徑大小為2.1 nm的三維超分子有機框架材料（SOF），并通過PDT后注射SOF的方式來清除殘余的臨床上使用的三種卟啉類光敏劑卟吩姆鈉、海姆泊芬和他拉泊芬鈉。熒光滴定和動態(tài)光散射實驗證實 SOF與 PDA有很強的相互作用，而透析實驗表明SOF對PDA的吸附具有明顯的保留效應。細胞毒性、溶血實驗和大鼠耐受實驗（MTD）表明，SOFs 具有很高的生物相容性，其中一種SOF的MTD高達77 mg/kg。健康裸鼠和大鼠模型、以及荷瘤裸鼠模型研究表明，當 PDA 以與臨床劑量相當?shù)膭┝拷o藥時，注射SOF可以有效的減輕殘余PDA在模擬太陽光照射下出現(xiàn)的光損傷（紅斑和水腫），同時對PDA的抗腫瘤活性沒有負面影響。這項工作采取PDT后直接注射SOF的策略，極大提高臨床使用 PDA 的安全性。構(gòu)建的減輕PDT后殘余PDA光敏作用的方法簡單，沒有改變PDA的存在形式，符合臨床治療過程，不會影響PDA的抗腫瘤效果，可操作性強。
圖1. （a）SOFs的結(jié)構(gòu)和組裝示意圖。（b）SOF加速PDA清除和抑制其光敏作用的示意圖。
上述研究成果以“Supramolecular organic frameworks improve the safety of clinically used porphyrin photodynamic agents and maintain their antitumor efficacy”為題在線發(fā)表于《生物材料》（Biomaterials, 2022, 284, 121467），博士后劉亞敏為論文第一作者，復旦大學化學系是第一單位。該工作得到了國家基金委創(chuàng)新群體及重大項目，復旦大學和上海市分子催化與功能材料重點實驗室等經(jīng)費資助。
全文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961222001065
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