新化学使智能药物变得更加智能

佐治亚州立大学领导的一项研究已经开发出一种仅在选定的作用部位激活靶向药物或智能药物的方法，该方法可改善药物的治疗效果并将副作用减至最小。

开发用于改善药物输送问题的智能药物就像带有弹头的制导导弹。他们需要一个靶向分子来将药物分子引导到所需的作用部位，并需要一个触发器来“投下炸弹”或释放或激活药物。用化学术语来说，这类智能药物是靶向分子和药物分子之间的结合物或链接。

在大多数情况下，解决了将这类智能药物引导和丰富到所需作用部位的问题。一个例子是抗体-药物偶联物的使用，这是一类新兴的癌症治疗方法，旨在将药物输送到癌细胞。然而，何时以及如何触发药物释放的问题，特别是在足够高的浓度下，是一个具有挑战性的任务。

这项研究引入了新的化学方法和新概念，以在将智能药物传递至所需的作用部位后允许药物分子的“富集触发激活”。该研究使用这种递送方法对一种抗癌药阿霉素和一种抗炎药一氧化碳进行了测试，发现该靶向方法可有效治疗小鼠急性肝损伤和细胞培养癌等疾病。研究人员将活性药物与靶向分子联系起来，然后触发了药物在所需作用部位的释放。研究结果发表在“自然化学”杂志上。

“总体思路是，我们有一个与有效负载(药物分子)缀合的靶向分子，并且在两者之间存在一个连接子，”摄政化学教授兼诊断与医学研究中心主任王炳和博士说。佐治亚州立大学的治疗学，乔治亚州研究联盟杰出药物发现学者和乔治亚州癌症联盟杰出癌症学者。“这样做的全部目的是在作用部位增加药物浓度。这样可以使作用部位的药物浓度更高，但使其他位置的浓度最小。从本质上讲，它几乎就像是制导导弹。

“我们开发的是一种称为富集触发的前药激活的方法。大多数其他化学方法都依赖某种不够具体的接头化学，或者在一般循环中过早释放。我们所拥有的基本上是一种一旦药物浓度达到一定水平即可控制释放的方法。假设您有一个患有前列腺癌的人。如果前列腺上的药物浓度比血液中的浓度高一百倍，那么您很有可能可以杀死所有癌细胞而不会引起所有这些副作用。”

在这项研究中，研究人员使用这种靶向药物递送方法对小鼠施用一氧化碳并治疗急性肝损伤。王说，他们看到了非常有效的效果，也许是传统药物递送效果的10到30倍。他们还在细胞培养物中测试了抗癌药阿霉素。

他们发现有必要使用非常稳定的接头来连接目标分子和活性药物，以使接头在血液中循环时能够保持稳定。他们还需要触发一种机制，以在所需的作用部位释放药物。

Wang说：“接头化学设计非常棘手。”“需要付出很多努力。从某种意义上说，我们所设计的方法并非基于典型的化学方法，因此非常独特。当(药物)浓度达到一定水平时，它将自动开始迅速释放。”

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