《ACSNano》：传递癌症治疗药物的“双锁”病毒

　　目前，美国莱斯大学的科学家们设计了一种可调的病毒，它就像一个安全保险箱，需要两把“钥匙”才能被打开，释放其携带的治疗药物。

　　莱斯大学生物工程师Junghae Suh的实验室开发出一种腺相关病毒(adeno-associated virus，AAV)，只有存在两种入选的蛋白酶时才能开启这种病毒。因为某些蛋白酶在肿瘤部位是升高的，因此可以设计病毒来靶定和摧毁癌症细胞。相关研究结果本周在线发表于国际纳米科学技术领域权威刊物《ACS Nano》。

　　AAVs相当的温和，作为基因疗法的传递载体，已经成为众多研究的心仪对象。研究人员经常尝试将AAVs靶定到可能在病变细胞略微过度表达的细胞受体。

　　莱斯大学实验室采用了一种不同的方法。Suh称：“我们一直在寻找病变部位的细胞受体以外的其他类型的生物标志物。例如，我们知道，在乳腺癌中，肿瘤细胞过度分泌细胞外蛋白酶，但是更重要的是，迁移到肿瘤微环境中的免疫细胞的浸润，也开始排出大量的蛋白酶。”

　　她说：“因此这就是我们靶向传递所要设法达到的。我们的基本想法是，在锁定的结构中制备病毒，它们不做任何事，是惰性的。当程序化AAVs遇到病变位置的正确蛋白酶钥匙时，这些病毒被开启，与细胞结合，并且既能传递杀死细胞的癌症治疗药物，也能传递可以固定它们的基因用于其它疾病应用。”

　　Suh实验室通过遗传学手段将多肽类插入到自我组装的AAVs来锁定病毒衣壳，这层坚硬的外壳能够保护包含在其中的基因。靶蛋白酶可识别多肽类并咬开这些锁，有效地开启病毒并使其与病变细胞结合。

　　如果我们只是在寻找一种蛋白酶，它可能位于癌症部位，但是它也可能在你身体其他有炎症的部位。她说：“这可能会导致不良的副作用。通过要求两种不同的蛋白酶(让我们叫做蛋白酶A和B)来打开锁定的病毒，我们可以实现更高的传递特异性，因为在一个部位具有两种蛋白酶升高的机会更小。”

　　将来，可以采用分子成像方法来检测升高的蛋白酶的身份和浓度。Suh称：“有了这些信息，我们就能从我们的工程变种(具有靶定病变部位的正确属性)中挑选一种病毒装置。这就是我们想达到的目的。”

　　Suh认为，升高的蛋白酶发现于很多病变的组织周围。她建议，这些蛋白酶激活的病毒，不仅对于癌症，而且对于神经系统疾病(如中风、帕金森氏病、阿尔茨海默氏病)和心脏疾病(包括心肌梗塞和充血性心脏衰竭)的治疗都可能非常有用。

　　这种技术的终极愿望是，设计能实现步骤组合用于靶定的病毒。她说：“为了增加病毒解锁的特异性，你可以想象制备一些病毒，这些病毒需要更多钥匙才能够打开。例如，你可以需要蛋白酶A和B，也需要一个细胞受体来打开病毒。这项工作是朝这个目标迈出的很好的第一步。”