武汉研究所发布肽基诊疗纳米材料研究进展

随着科技的不断发展，多肽产品的应用和研究也已经渗透到各行各业。目前，将疾病的诊断和治疗融合在一个纳米系统中已经成为了纳米医学研究的核心热点之一，在这其中，而功能肽就起到了至关重要的作用。

武汉大学化学系生物医用高分子教育部重点实验室一研究团队就肽基纳米材料的研究进展在《VIEW》杂志发布综述，描述了制造基于肽的治疗诊断纳米材料的总体思路，涉及设计和多样化的生物医学应用，并强调了它们在过去 5 年中的进展。

作为蛋白质的片段，肽本质上是可生物降解和生物相容的。此外，这种同质性还确保了肽的生物活性，包括特定位点结合、刺激反应和治疗。这些优点使肽成为生物医学材料的完美基石，具有广阔的临床应用前景。在过去的几十年中，合成方法和肽库筛选的改进确保肽被广泛用作靶向配体、生物响应部分和生物医学系统(包括治疗诊断纳米材料)中的治疗剂。而应用在纳米医学中的功能肽分为三类：靶向肽、环境响应肽和其他功能肽。

靶向肽

特定部位靶向是精准医学和现代纳米医学提供安全有效治疗的基本需求。与其他健康组织相比，肿瘤部位等病变显示出不同的特征。靶向肽种类繁多，主要通过肽库筛选技术发现。这种筛选过程确保了高亲和力和靶向能力。根据靶位点，靶向肽主要分为细胞靶向、病变微环境靶向和亚细胞器(细胞核、内质网、线粒体等)靶向三大类型。

环境响应肽

如上所述，癌细胞的不稳定基因组与炎症环境相结合，将肿瘤微环境与正常组织分开。除了过度表达的标志物和受体外，病理性肿瘤微环境还包括 pH 值、氧化还原梯度、酶浓度、氧分压和局部组织温度的变化。为了更好地利用这些偏差，开发了肽以响应 pH 值变化、高氧化还原梯度、上调酶和缺氧条件。这些智能组件可以通过键裂解或结构变化来响应某些刺激，从而使特定的诊断和控制药物释放成为可能。

其他功能肽

此外，细胞穿透肽也被用于促进纳米材料通过血脑屏障(BBB)。

治疗肽是从自然界中发现的一组肽，如动物、植物和微生物，或通过肽库筛选技术开发的肽。与靶向肽一样，治疗性肽的治疗效果是通过与受体结合并充当抑制剂、调节剂、激动剂或拮抗剂来实现的。治疗性肽与蛋白质或抗体相比具有多种优势，包括易于合成、靶标特异性和选择性高以及毒性低。然而，与稳定性和半衰期短相关的一些缺点限制了它们的广泛应用。

随着对肽的生物活性和病理微环境的更好理解，大量的肽序列被用作功能工具箱，赋予纳米材料特殊的特性，如主动靶向、刺激反应和跨膜传递。可以实现多功能治疗诊断纳米材料，以完成更复杂的生物医学任务，同时将不良副作用降至最低。

在过去的 5 年中，基于肽的治疗诊断纳米材料主要集中在利用具有特异性靶向和酶反应的病理微环境。尽管已经取得一些成果，但在许多情况下，治疗诊断纳米材料的功能成分无法在临床应用中实现其最佳功能。有两个主要原因：(1) 在病理区域按需积累治疗诊断纳米材料仍然具有挑战性;(2) 诊断和治疗成分之间的协调不容易平衡，因为它们针对不同的目的，具有不同的药代动力学和药效学特性。

对于按需治疗积累，除了延长循环时间和寻找更有效的靶向配体外，还应考虑与利用跨内皮转运相关的策略，因为大多数纳米颗粒通过内皮细胞进入肿瘤。同时，病理微环境触发细胞内自组装等技术为主动积累提供了新途径。至于诊断和治疗之间的平衡，可以针对需要频繁诊断的疾病状况开发治疗诊断纳米材料，并构建基于家庭的诊断技术，方便患者收集数据。或者，可以将治疗诊断纳米材料开发为研究工具，以了解纳米药物的生物医学过程。或许，肽库的丰富、肽修饰策略的优化、对靶向递送的更好理解，以及家庭诊断技术的发展，都可能为基于肽的治疗诊断纳米材料带来光明的前景。

参考文献：Lei Rong, Qi Lei, Xian-Zheng Zhang，Recent advances on peptide-based theranostic nanomaterial.