邱 虎，洪坤巧，羅 曼，羅和生，余保平

武漢大學(xué)人民醫(yī)院消化內(nèi)科，湖北 武漢 430060

中國(guó)是食管鱗狀細(xì)胞癌(esophageal squamous cell carcinoma，ESCC)的高發(fā)地區(qū)，每年的新發(fā)病例及死亡病例約占全球的55%，其發(fā)病率和死亡率在中國(guó)分別排名第三位和第四位[1]，是我國(guó)及全球嚴(yán)重的公共衛(wèi)生負(fù)擔(dān)。全球大部分國(guó)家的食管癌5年生存率為10%～30%，其中我國(guó)的食管癌5年生存率為29.7%，自2000年以來(lái)提高了6%～10%[2]。目前手術(shù)為可切除ESCC的主要治療手段，但單純手術(shù)的療效不盡如人意，術(shù)后約80%的患者在2年內(nèi)發(fā)生復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移。雖然放化療能明顯提高療效，但化療單藥有效率只有10%～20%，聯(lián)合方案的有效率也僅有45%左右，且毒副作用比較大。因此，迫切需要探索出臨床有效的新型治療模式，改善食管癌患者的預(yù)后。

近年來(lái)，納米顆粒在抗腫瘤治療領(lǐng)域中的應(yīng)用飛速發(fā)展，為解決在放化療過(guò)程中對(duì)正常組織和細(xì)胞的殺傷帶來(lái)了新的機(jī)遇。納米顆粒在腫瘤治療中具有其自身的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，主要是自身可以作為治療藥物參與治療，以及作為藥物載體靶向作用于腫瘤[3]。正是基于納米顆粒結(jié)構(gòu)的特殊性，不僅可以增強(qiáng)放化療的治療效果，還可以通過(guò)納米顆粒載體將新型的藥物及新型的放射性粒子運(yùn)送到腫瘤部位達(dá)到抑制腫瘤細(xì)胞的增殖和促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的死亡。另外，在光熱療法、光動(dòng)力療法、基因療法等新興的治療手段中，納米顆粒的運(yùn)用也得到了進(jìn)一步發(fā)展[4-7]。本文概述了近年來(lái)納米顆粒在食管癌基礎(chǔ)和臨床中的研究進(jìn)展。

1 納米顆粒

納米顆粒是人工合成的，大小為1～100 nm的微型材料；其大小介于微觀與宏觀之間，具有獨(dú)一無(wú)二的理化性質(zhì)，包括量子尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)等。作為一項(xiàng)新興的技術(shù)，已經(jīng)逐漸在多個(gè)領(lǐng)域得到運(yùn)用，尤其近年來(lái)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用得到迅速發(fā)展[8-9]。手術(shù)及放化療是惡性腫瘤傳統(tǒng)的治療方式，雖然醫(yī)師手術(shù)水平和方式在不斷提高、精準(zhǔn)放療的進(jìn)步以及多種化療藥物的不斷改進(jìn)，但治療效果并不理想。因此，需要引入新的治療方式來(lái)打破這種局限。借鑒納米技術(shù)在物理及化學(xué)中的應(yīng)用，將其運(yùn)用在惡性腫瘤的治療中，讓臨床醫(yī)師和患者看到了新的希望。

1986年，日本學(xué)者首次發(fā)現(xiàn)納米顆粒具有“增強(qiáng)滲透和保留”效應(yīng)，即利用腫瘤自身的脈管系統(tǒng)有效地聚集在腫瘤原發(fā)灶周?chē)?，并保持長(zhǎng)時(shí)間的停留[10]。納米顆粒具有抑制原發(fā)腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移的能力，具體體現(xiàn)在以下4個(gè)方面：(1)通過(guò)“增強(qiáng)滲透和保留”效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤部位的富集；(2)通過(guò)修飾其表面特定的分子靶點(diǎn)，使其與特定腫瘤的受體相結(jié)合，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)特定腫瘤部位的富集；(3)通過(guò)對(duì)調(diào)控腫瘤細(xì)胞相關(guān)基因的增殖或凋亡，實(shí)現(xiàn)對(duì)原發(fā)腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移的抑制；(4)通過(guò)抑制腫瘤組織上皮細(xì)胞間充質(zhì)轉(zhuǎn)換，進(jìn)一步降低腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移的風(fēng)險(xiǎn)[11]?；谝陨显?，科研人員開(kāi)發(fā)出了如納米藥物、載藥投遞系統(tǒng)、納米探針示蹤等對(duì)腫瘤的診斷與治療技術(shù)，推動(dòng)了腫瘤早期診斷和治療方式的進(jìn)展[12-14]。

化療藥物帶來(lái)的毒副作用不僅給患者的機(jī)體帶來(lái)?yè)p傷，同時(shí)對(duì)心理也有創(chuàng)傷，導(dǎo)致患者治療無(wú)法按時(shí)完成。納米載體系統(tǒng)就是利用納米顆粒作為藥物和放射性粒子的載體，將小分子藥物、microRNA(miRNA)、放射性粒子、蛋白質(zhì)分子等轉(zhuǎn)運(yùn)至靶向器官[15]。新型的納米顆粒載體，可以實(shí)現(xiàn)腫瘤位點(diǎn)選擇性釋放藥物分子，進(jìn)而提高當(dāng)前藥物對(duì)腫瘤的的殺傷效果，提高藥物的作用效率；同時(shí)可降低藥物濃度，繼而降低藥物的不良反應(yīng)率。通過(guò)此種方式可以有效提高患者治療的耐受度，使得患者順利完成整個(gè)周期化療，有效地降低了復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移的風(fēng)險(xiǎn)。術(shù)后復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移是影響患者生存率的主要因素，因此手術(shù)是否能根治性切除腫瘤對(duì)于外科醫(yī)師來(lái)說(shuō)非常重要。惡性腫瘤患者術(shù)后出現(xiàn)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移在臨床中較為常見(jiàn)，究其原因還是淋巴結(jié)清除不夠徹底。納米探針示蹤淋巴結(jié)可以有效地顯示轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)，從而解決淋巴結(jié)清除不夠徹底的問(wèn)題，同時(shí)改善患者最終治療結(jié)局[16]。放療是晚期惡性腫瘤局部治療的主要治療手段，但它也是一把雙刃劍，其導(dǎo)致的放射性損傷對(duì)患者的生存時(shí)間和生活質(zhì)量都會(huì)造成影響。受限于正常器官組織的耐受劑量，放療的效果無(wú)法達(dá)到最佳，導(dǎo)致局部復(fù)發(fā)是其治療失敗的主要模式。隨著納米技術(shù)在放療中的運(yùn)用，通過(guò)主動(dòng)或被動(dòng)靶向作用，選擇性的作用于腫瘤內(nèi)部[17]，可以在避免不傷害正常器官組織的條件下增強(qiáng)放射治療的效果。

2 納米顆粒在食管癌中的應(yīng)用

2.1 在放化療、靶向治療中的應(yīng)用化療是食管癌全身治療的重要方式之一，目前常用的化療藥物主要是紫杉醇、鉑類、氟尿嘧啶類藥物。然而這些化療藥物在血漿中的濃度與腫瘤組織中的濃度相差不多，將會(huì)導(dǎo)致多種毒副反應(yīng)，使患者無(wú)法耐受長(zhǎng)周期化療。納米顆?？梢酝ㄟ^(guò)提高許可和保留效應(yīng)將抗腫瘤藥物聚集于腫瘤組織，同時(shí)可以延長(zhǎng)藥物的半衰期、提高疏水性藥物的溶解性和降低潛在的免疫原性[18]。Cyclin D1在多個(gè)瘤種中均有異常表達(dá)，在ESCC中高表達(dá)更為常見(jiàn)，且具有促進(jìn)腫瘤的發(fā)生和增長(zhǎng)的作用，在ESCC疾病的進(jìn)展過(guò)程中扮演著重要的角色[19]。姜黃素具有抗炎、抗氧化和抗腫瘤的作用，且被證實(shí)具有治療食管癌的作用，但在其自由形式下，具有較低的生物利用度；采用納米顆粒負(fù)載姜黃素的技術(shù)，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，納米姜黃素顯著降低了食管鱗癌KYSE-30細(xì)胞系的增殖，且不影響正常食管細(xì)胞系HET-1A，并能下調(diào)Cyclin D1的表達(dá)[20]。研究者還發(fā)現(xiàn)，在ESCC患者中PI3K的表達(dá)水平較正常患者高，且與預(yù)后關(guān)系密切；并在體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中使用納米顆粒負(fù)載的分子靶向抑制劑(AZD8186)和多西紫杉醇(DTX)作用于ESCC細(xì)胞，證實(shí)納米顆粒與藥物之間具有協(xié)同作用，并大大降低了血液學(xué)毒性[12]。國(guó)外學(xué)者通過(guò)體外、小鼠皮下移植瘤和人食管腺癌腹膜轉(zhuǎn)移瘤生存模型實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的紫杉醇相比，納米白蛋白結(jié)合紫杉醇無(wú)論是單藥還是聯(lián)合用藥，都能明顯提高體內(nèi)抗腫瘤療效和總生存率[13]。

分子靶向治療是近年來(lái)惡性腫瘤治療的一大突破，顯著延長(zhǎng)了患者的生存時(shí)間，尤其是肺癌、結(jié)直腸癌及肝癌。關(guān)于食管癌有效的小分子靶向藥物較少，主要原因在于食管腫瘤細(xì)胞異質(zhì)性太強(qiáng)，小分子藥物無(wú)法靶向作用于食管腫瘤細(xì)胞。相關(guān)研究顯示，miRNA是一種內(nèi)源性非編碼小分子RNA，一部分發(fā)揮著原癌基因的功能，通過(guò)下調(diào)抑癌基因的表達(dá)或調(diào)控細(xì)胞周期，導(dǎo)致惡性腫瘤形成；另一部分則發(fā)揮抑癌基因的功能[21]。miRNA在食管癌的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移過(guò)程中起著非常重要的作用，已逐漸成為食管癌診斷和治療的新型生物標(biāo)志物[22-24]。研究報(bào)道，在食管癌組織中近50種miRNA的表達(dá)水平異常，其中約有7種可以區(qū)分正常組織和惡性腫瘤組織；其中miR-203在食管癌中的表達(dá)出現(xiàn)顯著下調(diào)，說(shuō)明miR-203可能與食管癌的發(fā)生、發(fā)展有密切關(guān)系[25]。將硫酸魚(yú)精蛋白納米顆粒作為miR-203的載體，通過(guò)Ran和DNp63靶向作用于ESCC中，以此來(lái)修復(fù)腫瘤細(xì)胞[26]。納米顆粒作為載體可以高效地將miR-203遞送至ESCC細(xì)胞中，使其發(fā)揮抑制腫瘤細(xì)胞的增殖和遷移的功能，達(dá)到治療ESCC的效果[27]。由此可見(jiàn)，采用納米顆粒技術(shù)可以有效地將小分子靶向藥物作用于食管腫瘤細(xì)胞，提高局部腫瘤的藥物濃度，以此來(lái)高效抑制腫瘤的增殖及侵襲。此種治療方式在前列腺癌的治療中已得到證實(shí)，國(guó)外研究人員通過(guò)利用納米顆粒重新賦予像PTEN、p53等腫瘤抑制因子的功能進(jìn)而達(dá)到減緩前列腺癌進(jìn)展的作用[28]。長(zhǎng)鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)是長(zhǎng)度>200個(gè)核苷酸的非編碼RNA，其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物食管鱗狀細(xì)胞癌特異相關(guān)長(zhǎng)鏈非編碼RNA轉(zhuǎn)錄物1(esophageal squamous cell carcinoma specifically associated long non-coding RNA transcript 1,ESCCAL_1)在ESCC中呈高表達(dá)，參與腫瘤細(xì)胞的增殖、凋亡、侵襲、轉(zhuǎn)移等過(guò)程[29-30]。我國(guó)學(xué)者通過(guò)溶膠-凝膠法制備介孔二氧化硅納米微粒(mesoporous silica nanoparticle，MSNP)，采用體外實(shí)驗(yàn)方法證實(shí)載有小干擾RNA(small interfereing RNA，siRNA)的納米復(fù)合物能有效地被EC-9706腫瘤細(xì)胞攝取，同時(shí)能明顯抑制EC-9706腫瘤細(xì)胞的增殖[31]。綜上可見(jiàn)，不管是納米顆粒負(fù)載的小分子靶向藥物，還是納米顆粒負(fù)載的化療藥物，均可基于納米顆粒的特性，將藥物有效地靶向作用于腫瘤異質(zhì)性較強(qiáng)的食管腫瘤細(xì)胞，為食管癌的全身治療提供一種新的模式。

同步放化療是不可切除食管癌局部治療的重要手段，然而食管解剖學(xué)位置鄰近于肺、心臟、脊髓，存在并發(fā)放射性肺損傷、心機(jī)損傷等不良反應(yīng)，使局部照射劑量無(wú)法提高，導(dǎo)致局部控制率較差。同時(shí)絕大多數(shù)食管癌患者伴有發(fā)生營(yíng)養(yǎng)不良的風(fēng)險(xiǎn)，放療過(guò)程中患者容易出現(xiàn)致死性并發(fā)癥，如穿孔、出血、氣管食管瘺等。另外化療藥物作為放射增敏劑，與放療一起發(fā)揮協(xié)同作用，然而化療藥物在血漿和腫瘤組織的藥物濃度類似，導(dǎo)致無(wú)法發(fā)揮最佳的放化療作用。鑒于以上原因，亟需在食管癌放療領(lǐng)域?qū)で笮碌耐黄?。紫杉醇是一種廣泛用于多種腫瘤的放射增敏劑，但其效果有待提高。然而，通過(guò)重組蛋白抗表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)-內(nèi)化精氨酸甘氨酸天冬氨酸(IRGD)連接到紫杉醇負(fù)載的紅細(xì)胞膜納米顆粒(PRNPs)表面，構(gòu)建了一種新型的納米輻射增敏劑——抗EGFR-IRGD-IE-PRNPs；對(duì)EGFR高表達(dá)和低表達(dá)的食管癌細(xì)胞IE-PRNPs的增敏率分別是紫杉醇的1.32倍和1.25倍，有可能克服食管癌治療效果的瓶頸[32-33]。另外國(guó)內(nèi)學(xué)者同樣通過(guò)構(gòu)建融合蛋白anti-EGFR-iRGD修飾的負(fù)載紫杉醇的紅細(xì)胞膜納米粒子，在體外腫瘤研究顯示：負(fù)載紫杉醇的納米粒子可增強(qiáng)放射增敏作用，使更多的腫瘤細(xì)胞阻滯在放射敏感的G2/M期，產(chǎn)生更多的活性氧及形成更多的致死性DNA雙鏈斷裂[34]。然而受限于傳統(tǒng)的體內(nèi)照射技術(shù)導(dǎo)致射線在腫瘤組織內(nèi)滯留的時(shí)間較短，顯著降低了放療的效果。通過(guò)納米載藥技術(shù)，可以有效地增強(qiáng)放射性核素的靶向作用，并提高局部控制率，同時(shí)降低不良反應(yīng)率。國(guó)外學(xué)者在食管癌動(dòng)物模型中采用188Re納米脂質(zhì)體聯(lián)合體外照射的治療方法，結(jié)果顯示，188Re納米脂質(zhì)體聯(lián)合體外照射可以有效抑制腫瘤組織的增長(zhǎng)，且無(wú)明顯的不良反應(yīng)和生物學(xué)毒性[35]。

由此可見(jiàn)，納米顆粒載體在食管癌的治療中將會(huì)有較大的發(fā)展前景，其主要特點(diǎn)體現(xiàn)在以下4個(gè)方面：(1)增加化療藥物的溶解度，降低其藥物濃度，減輕不良反應(yīng)；(2)提高藥物的滲透性，保持藥物長(zhǎng)時(shí)間聚集于腫瘤組織部位；(3)增加藥物在消化道的穩(wěn)定性及消化道黏膜粘附性；(4)調(diào)控藥物在消化道的釋放。

2.2 在手術(shù)中的應(yīng)用進(jìn)食梗阻是大部分晚期食管癌患者的主要表現(xiàn)，此時(shí)患者往往失去了根治性手術(shù)治療的機(jī)會(huì)，食管支架植入術(shù)可改善部分患者的進(jìn)食情況；然而支架僅能改善患者進(jìn)食情況，腫瘤卻無(wú)法得到控制。國(guó)內(nèi)研究者將納米顆粒嵌入帶有纖維膜覆蓋的支架中，采用腔內(nèi)光動(dòng)力療法在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)動(dòng)物存活時(shí)間大大延長(zhǎng)，為晚期食管癌患者提供了一種新的治療方向[36]。局部復(fù)發(fā)和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移是影響食管癌患者生存率的重要因素，然而在食管癌根治術(shù)后復(fù)發(fā)的患者中，絕大多數(shù)是出現(xiàn)了淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，比例高達(dá)44.5%[37]。目前我國(guó)食管癌主要的手術(shù)入路方式為經(jīng)左胸和右胸兩種，然而研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)左胸入路手術(shù)后出現(xiàn)下頸和上縱隔淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移率高，為30%～40%。與左胸入路手術(shù)方式相比，經(jīng)右胸入路方式行胸腹二野或頸胸腹三野淋巴結(jié)完全清掃能顯著降低淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移復(fù)發(fā)率。雖然這種手術(shù)方式能完全清除淋巴結(jié)，但手術(shù)時(shí)間長(zhǎng)、創(chuàng)傷大，出現(xiàn)不可挽救和致死性并發(fā)癥的可能性較大，且并未給部分患者帶來(lái)生活質(zhì)量的提高和生存獲益。由此可見(jiàn)，有選擇性地切除可疑陽(yáng)性轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)，避免過(guò)度的淋巴結(jié)清除，對(duì)食管癌患者的臨床獲益非常重要。納米碳淋巴結(jié)示蹤劑是一種新型的淋巴組織活性染料，可以用于尋找前哨淋巴結(jié)、觀察淋巴結(jié)引流規(guī)律，并能指導(dǎo)根治性手術(shù)[38-39]。同時(shí)具有對(duì)淋巴結(jié)的高親和性和碳的吸附性能，將其吸附特定化療藥物后，術(shù)前或術(shù)中使用可作為淋巴靶向化療，為腫瘤患者帶來(lái)更好的生存質(zhì)量。國(guó)內(nèi)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，在腔鏡食管癌根治術(shù)中使用納米碳示蹤劑能提高術(shù)中淋巴結(jié)清掃數(shù)，并發(fā)現(xiàn)更多的轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)；且術(shù)后出血量、引流量及喉返神經(jīng)損傷均低于未使用納米碳示蹤劑的對(duì)照組[40]。由于化療藥物經(jīng)血液循環(huán)不易至淋巴結(jié)，導(dǎo)致全身性化療對(duì)轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)療效欠佳，部分患者生存率無(wú)法得到改善，因此針對(duì)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移灶的化療顯得尤為重要。淋巴靶向化療利用大分子物質(zhì)和微粒易被淋巴系統(tǒng)吞噬的特性，采用納米顆粒負(fù)載藥物的技術(shù)，提高藥物在局部淋巴結(jié)的濃度、延長(zhǎng)藥物作用時(shí)間，并降低藥物毒副作用?；谶@一原理，我國(guó)學(xué)者進(jìn)行了關(guān)于術(shù)中使用納米碳吸附淋巴結(jié)化療方案的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)淋巴靶向化療組患者的3年生存率和5年生存率明顯高于對(duì)照組，將5年生存率提高至46.3%[41]。雖然目前納米碳在食管癌手術(shù)中的應(yīng)用較少，但上述研究均顯示，納米碳提高了食管癌手術(shù)患者的生活質(zhì)量，延長(zhǎng)了生存時(shí)間，對(duì)食管癌根治性手術(shù)具有重要意義。

3 結(jié)論

晚期食管癌療效的提高一直是我國(guó)臨床醫(yī)師面臨的難題，雖然放化療及手術(shù)取得了很大進(jìn)步，但其療效仍未能得到明顯的改善。隨著納米技術(shù)的快速發(fā)展，腫瘤的放化療技術(shù)和手術(shù)方式得到巨大的提高，有可能突破現(xiàn)有治療效果的瓶頸。因此，納米顆粒在食管癌治療中的應(yīng)用將是今后研究的熱門(mén)。