抗癌投藥新利器：具靶向能力的二氧化矽微粒

美國研究人員最近利用介孔二氧化矽(mesoporous silica, mSiO₂)將抗癌藥物運送到小鼠體內的腫瘤位置。他們成功製作第一個結合TRC105的mSiO₂，並以放射性銅(⁶⁴Cu)作為標記物。TRC105是一種箝合單株抗體(chimeric monoclonal antibody)，會與人類和鼠類的endoglin蛋白質結合，endoglin又稱CD105，為內皮細胞(endothelial cell)表面的第一型膜糖蛋白(type I membrane glycoprotein)。

mSiO₂奈米微粒由於無毒且具有生物相容性，是頗具潛力的藥物運載工具。研究人員能輕易地修改mSiO₂的表面特性，且此微粒的介孔(約2-3 nm寬)能容納數量可觀的治療藥物分子。許多研究試圖將葉酸(folic acid)、運鐵蛋白(transferring)、適體(aptamer)及賀癌平(herceptin)等不同靶向配體(targeting ligand)與mSiO₂奈米微粒結合，以便在生物體外及體內進行腫瘤細胞靶向之用，但卻成效不彰。

最近，威斯康辛大學麥迪遜分校(Wisconsin-Madison)的Weibo Cai研究團隊在此領域跨出重大的一步。他們利用發展成熟的軟模板(soft-template)技術合成這些大小約80 nm的mSiO₂粒子，接著利用聚乙二醇連接分子(PEG linkers)把微粒與TRC105和NOTA結合，最後再加上放射性元素⁶⁴Cu作為化學標記物，形成⁶⁴Cu-NOTA-mSiO₂-PEG-TRC105複合物。⁶⁴Cu的半衰期為12.7小時，常使用於正子造影(positron emitting tomography)，而NOTA則是64Cu同位素標記法中常用的螯合劑。

在上述團隊的體內腫瘤靶向實驗中，結果清楚地顯示⁶⁴Cu-NOTA-mSiO₂-PEG-TRC105聚集在患有4T1乳癌腫瘤的小鼠癌細胞處，這是因為TRC105會導致與腫瘤血管中CD105的結合。為了證明此概念的可行性，他們亦將抗癌藥物doxorubicin裝填入⁶⁴Cu-NOTA-mSiO₂-PEG-TRC105，並經由注射成功地把藥物送至小鼠體內癌細胞。

此團隊目前正試圖增加此功能化mSiO₂藥物裝載量，並改善其體內靶向效率。他們的下一個目標是利用此奈米微粒進行體內造影以引導癌症治療。詳見ACS Nano DOI: 10.1021/nn403617j。