使用“自组装”药物在体外获得癌症治疗突破

诸平

Two different compounds were generated using zinc (left) and manganese (right). Whilst these two compounds "look" very similar, the zinc compound demonstrated excellent anti-cancer activity and selectivity towards a range of cancers in the laboratory, whereas the manganese compound was comparatively much more toxic, meaning there was more anti-cancer activity at a lower concentration, with similar selectivity compared to current drugs tested. Credit: The University of Huddersfield 

据英国哈德斯菲尔德大学（University of Huddersfield）2021年8月17日提供的消息，癌症治疗最具挑战性的一个方面是，各种不同的肿瘤可能会发生，每种肿瘤都可能需要不同的解决方案，因为不幸的是，一种药物不能适用于所有肿瘤。此外，目前许多药物的另一个主要问题是它们对癌症的低选择性导致了诸如正常组织毒性、严重副作用和耐药性的发展等问题。

现在，英国哈德斯菲尔德大学与英国利兹大学（University of Leeds）的一组科学家正在研究如何通过使用“自组装”药物来应对这些挑战（Team achieves cancer therapy breakthrough in vitro using 'self-assembled' drugs），尽管这项研究还处于非常早期的阶段，但他们已经取得了突破。相关研究结果已经在《自然通讯》（Nature Communications）杂志网站发表——Simon J. Allison, Jaroslaw Bryk, Christopher J. Clemett, Robert A. Faulkner, Michael Ginger, Hollie B. S. Griffiths, Jane Harmer, P. Jane Owen-Lynch, Emma Pinder, Heiko Wurdak, Roger M. Phillips, Craig R. Rice. Self-assembly of an anion receptor with metal-dependent kinase inhibition and potent in vitro anti-cancer properties. Nature Communications, 2021, 12: 3898. DOI: 10.1038/s41467-021-23983-3. https://doi.org/10.1038/s41467-021-23983-3

由上述哈德斯菲尔德大学提供的图片是用锌(Zn, 左)和锰(Mn, 右)生成了两种不同的化合物。虽然这两种化合物“看起来”非常相似，但锌化合物在实验室中显示出了出色的抗癌活性和对一系列癌症的选择性，而锰化合物的毒性相对更大，这意味着在较低浓度下有更多的抗癌活性，与目前测试的药物具有相似的选择性。

自我组装背后的科学(The science behind self-assembly)

自组装是一种用特定信息指导化学系统的能力，这样在正确的环境中它们就会自发地生成生物活性化合物(biologically active compounds)。利用这一过程，许多不同的化合物可以与具有不同化疗特性的不同自组装药物快速而容易地形成。

克雷格·赖斯教授（Professor Craig Rice）说:“在未来，通过这种方法，用正确的药物‘自组装’来选择性地治疗特定的癌症，可能会靶向许多癌症。”

在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上发表的文章中，哈德斯菲尔德大学的罗杰·菲利普斯（Roger Phillips）教授、西蒙·艾利森（Simon Allison）博士和克雷格·赖斯教授展示了自组装成分子胶囊的化学系统，这些分子胶囊对多种不同肿瘤类型的人类癌细胞具有高度毒性。

更重要的是，它们在实验室中显示出前所未有的癌症选择性，在某些情况下，它们对癌细胞的毒性是健康正常细胞的数千倍。

无严重副作用的癌症治疗（Cancer therapy without severe side effects）

最终，如果在包括患者在内的更复杂的测试系统中获得类似的结果，并且在仔细测试后被认为是安全的，那么它就有可能治疗癌症，而不会出现化疗药物（chemotherapy drugs）通常伴随的严重副作用（severe side effects）。

“抗癌药物的发现和开发可能是非常耗时和昂贵的，因为一种特定的药物只能对相对少量的具有特定共同特性的癌症有效，”克雷格·莱斯教授解释说，他是哈德斯菲尔德大学化学科学系的负责人，同时也是应用科学学院结构、分子和动态建模中心的主任（Director of the Structural, Molecular and Dynamic Modelling Centre within the School of Applied Sciences）。他说:“在未来，通过这种方法，用正确的药物‘自组装’来选择性地治疗特定的癌症，可能会靶向许多癌症。”

针对不易治愈的癌症（Targeting hard-to-treat cancers）

这项研究还可能为靶向治疗难以治疗的癌症铺平道路，因为通常使用的化疗药物对这些癌症几乎没有效果。

已发表的研究表明，这种新的潜在药物可以与锌、铜或锰组装，这三种金属离子通过不同的机制提供显著不同的化疗特性，这取决于使用的金属离子。克雷格·莱斯说:“正是这一点使得不同的化学系统（different chemical systems）得以产生，而每种化学系统对不同的癌症都有特异性。”

未来的研究将测试这是否对目前没有有效治疗方法的癌症有用。克雷格·莱斯教授补充说，这些研究代表了药物发现的早期阶段，虽然最初的结果非常有希望，但在这一新发现的全部临床潜力实现之前，还需要克服许多障碍，任重而道远。上述介绍，仅供参考。欲了解更多信息敬请注意浏览原文或者相关报道。

Bio-orthogonally catalyzed lethality strategy generates targeting drugs from within tumors

Abstract