靶向蛋白-蛋白相互作用的抗腫瘤多肽藥物的開發(fā)與遞送

楊文光，高汝青，閆瑾，何旺驍**

（1.西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院人才高地，陜西 西安 710061；2.南昌大學(xué)醫(yī)學(xué)院，江西 南昌 330031；3.西安交通大學(xué)第二附屬醫(yī)院國(guó)家地方聯(lián)合生物診斷與治療中心，陜西 西安710004）

蛋白質(zhì)相互作用（protein-protein interaction，PPI）網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)基因產(chǎn)物彼此之間的物理相互作用，是理解細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，例如新陳代謝、細(xì)胞周期控制和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等[1]。目前已經(jīng)通過遺傳學(xué)、生化或生物物理方法（例如熒光共振能量轉(zhuǎn)移或X射線晶體學(xué)）鑒定許多蛋白質(zhì)之間的相互作用。盡管PPI網(wǎng)絡(luò)尚不完整且容易出錯(cuò)[2-3]，但是對(duì)該系統(tǒng)的研究已被證明對(duì)于破譯網(wǎng)絡(luò)中蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能之間的關(guān)系、發(fā)現(xiàn)新的蛋白質(zhì)功能、識(shí)別功能一致的模塊和揭示保守的分子相互作用模式至關(guān)重要[4-6]。此外，PPI網(wǎng)絡(luò)為聯(lián)系不同的疾病與蛋白質(zhì)[7]，研究藥物-靶點(diǎn)的藥理關(guān)系提供了強(qiáng)有力的工具[8-9]。

PPI是細(xì)胞進(jìn)行生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。反過來(lái)，這種相互作用的異常改變會(huì)擾亂細(xì)胞正常的生命活動(dòng)，并導(dǎo)致包括癌癥在內(nèi)的許多疾病[10]。PPI界面的突變通常與蛋白質(zhì)的功能喪失或獲得有關(guān)[11]。例如，復(fù)制蛋白A是一種參與DNA修復(fù)、復(fù)制和重組的蛋白質(zhì)。乳腺癌2號(hào)基因（breast cancer 2，BRCA2）發(fā)生癌癥易感性突變使其削弱其與復(fù)制蛋白A的相互作用[12]。缺乏這種相互作用可能會(huì)抑制對(duì)DNA修復(fù)蛋白的招募，并最終導(dǎo)致致癌DNA的積累。此外，腫瘤抑制蛋白P53在細(xì)胞受到內(nèi)/外刺激（例如DNA損傷、癌基因活化或氧化應(yīng)激）時(shí)被激活，通過啟動(dòng)細(xì)胞周期阻滯、細(xì)胞衰老、DNA修復(fù)和細(xì)胞凋亡等途徑抑制腫瘤細(xì)胞的產(chǎn)生[13]。反之，P53突變會(huì)破壞復(fù)雜的應(yīng)激反應(yīng)途徑網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致受損細(xì)胞失控增殖，并最終導(dǎo)致各種類型的腫瘤發(fā)生[14]。因此，PPI已成為生物化學(xué)和藥物化學(xué)中重要且具有挑戰(zhàn)性的目標(biāo)[15]。PPI調(diào)節(jié)劑的開發(fā)將有助于提高對(duì)PPI網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)識(shí)，促進(jìn)對(duì)疾病致病機(jī)制的理解，從而為開發(fā)新的診斷治療策略鋪平道路[9]。多肽由于其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在PPI調(diào)節(jié)藥物開發(fā)方面具有極大的應(yīng)用潛力。迄今為止，已經(jīng)報(bào)道大量成功的多肽類PPI調(diào)節(jié)劑，其中在克服多肽成藥瓶頸中付出的努力令人印象深刻。對(duì)此，本文綜述近幾年靶向PPI多肽在抗腫瘤藥物中的應(yīng)用、多肽藥物設(shè)計(jì)方法和基于納米工程化的多肽遞送手段等方面的研究進(jìn)展。

1 靶向胞內(nèi)蛋白-蛋白相互作用的多肽藥物抗 腫瘤機(jī)制

相比于小分子藥物，多肽類藥物具有龐大的表面積，與靶蛋白的結(jié)合界面更大[16]。因此多肽類PPI調(diào)節(jié)劑對(duì)靶點(diǎn)具有更高的親和力和專一性，可以發(fā)揮更大的藥效，同時(shí)有效降低相關(guān)治療副作用。此外，由于多肽抑制劑表面上具有多個(gè)相互作用位點(diǎn)，個(gè)別結(jié)合位點(diǎn)的缺失不會(huì)導(dǎo)致結(jié)合能力的完全喪失，這一特點(diǎn)使其對(duì)靶蛋白結(jié)構(gòu)的細(xì)微變化具有更高的容忍性。選擇合理的治療靶點(diǎn)是腫瘤靶向治療的關(guān)鍵問題之一，直接決定著腫瘤靶向治療的成敗，針對(duì)不同靶點(diǎn)的PPI其抗腫瘤機(jī)制也可能不同。本文將靶向PPI多肽藥物的抗腫瘤機(jī)制分為以下3種：直接靶向PPI抑制腫瘤細(xì)胞、抑制腫瘤免疫相關(guān)PPI靶點(diǎn)增敏腫瘤免疫治療以及調(diào)控腫瘤微環(huán)境相關(guān)PPI增敏腫瘤治療。下面將對(duì)近年來(lái)針對(duì)腫瘤治療的重要靶點(diǎn)進(jìn)行討論。

1.1 直接靶向PPI抑制腫瘤細(xì)胞

腫瘤的發(fā)生和發(fā)展通常與細(xì)胞中某些蛋白的異常表達(dá)與降解有關(guān)。通過多肽藥物的設(shè)計(jì)直接靶向抑制或激活腫瘤相關(guān)靶點(diǎn)蛋白的表達(dá)，是靶向PPI常見的抗腫瘤機(jī)制。下面對(duì)此類抗腫瘤靶點(diǎn)及相關(guān)的多肽藥物進(jìn)行詳細(xì)敘述。

1.1.1 P53激活肽及其衍生多肽 P53蛋白作為一種廣為人知的腫瘤抑制因子，可響應(yīng)DNA損傷或癌基因激活等細(xì)胞應(yīng)激而調(diào)節(jié)多種靶基因的表達(dá)，從而介導(dǎo)細(xì)胞周期停滯、DNA修復(fù)、衰老或凋亡等細(xì)胞活動(dòng)[17]。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，50%以上的惡性腫瘤細(xì)胞中P53基因發(fā)生異常，P53蛋白編碼基因TP53的變異或缺失在12種最常見的腫瘤類型中占比約為42%。突變的P53蛋白不能調(diào)節(jié)DNA損傷導(dǎo)致的細(xì)胞生長(zhǎng)停滯和細(xì)胞死亡，直接導(dǎo)致腫瘤的惡性進(jìn)展和不良預(yù)后。因此恢復(fù)內(nèi)源性P53蛋白活性可以誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、衰老和先天性炎癥反應(yīng)來(lái)阻止體內(nèi)惡性腫瘤的生長(zhǎng)。

在許多腫瘤中，P53基因以野生型形式存在。而野生型P53基因受到多種機(jī)制的負(fù)調(diào)控不能發(fā)揮正常功能。這些負(fù)調(diào)控機(jī)制的核心，是鼠雙微體基因2（murine doubleminute 2，MDM2）和鼠雙微體基因X（murine doubleminute X，MDMX）對(duì)抑癌蛋白P53的協(xié)同抑制[18-20]。因此，同時(shí)阻斷轉(zhuǎn)錄蛋白MDM2和MDMX對(duì)P53蛋白的負(fù)調(diào)控，從而激活腫瘤細(xì)胞中的P53蛋白是治療攜帶野生型P53基因癌癥患者的一個(gè)合理思路。Pazgier等[21]通過篩選隨機(jī)十二肽噬菌體文庫(kù)，鑒定幾種P53-MDM2/MDMX抑制肽，其中最有效的多肽抑制劑PMI（多肽序列：TSFAEYWNLLSP）以低濃度親和力與MDM2蛋白和MDMX蛋白結(jié)合，比相同長(zhǎng)度的野生型P53肽（多肽序列：ETFSDLWKLLPE）結(jié)合力強(qiáng)約2個(gè)數(shù)量級(jí)。該發(fā)現(xiàn)破譯P53-MDM2/MDMX高親和力抑制肽的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，為不同類別P53激活劑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供新的依據(jù)以及潛在的治療用途。

1.1.2 β-連鎖蛋白抑制肽及其衍生多肽 B細(xì)胞淋巴瘤因子9（b-cell lymphoma 9，Bcl9）是一種在人類腫瘤中過度表達(dá)的轉(zhuǎn)錄輔因子。Bcl9與β-連鎖蛋白（β-catenin）相互作用激活Wnt/β-catenin信號(hào)，促進(jìn)其核易位，從而促進(jìn)腫瘤進(jìn)展[22]。盡管Wnt/β-catenin途徑在腫瘤發(fā)生中起著關(guān)鍵作用，但它也是干細(xì)胞增殖和分化所必需的[23]，所以對(duì)該途徑進(jìn)行治療性干預(yù)仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。因此，靶向Wnt/β-catenin途徑并對(duì)腫瘤細(xì)胞具有高度特異性的藥物開發(fā)將具有重要的臨床意義。

短肽Bcl9中的3個(gè)疏水殘基和2個(gè)帶電殘基可與β-catenin中的疏水溝相互作用。因此，該螺旋線很有可能用來(lái)阻斷Wnt信號(hào)的活性。為此筆者課題組合成了β-catenin/Bcl9抑制肽（β-catenin/Bcl9 inhibitor，BBI）[24]。基于熒光偏振的競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合分析表明BBI與Bcl9顯著競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合β-catenin。通過與細(xì)胞穿透肽R8（多肽序列：RRRRRRRR）相連接，結(jié)合肽BBI-R8對(duì)Wnt信號(hào)超活化細(xì)胞系Hep3B的增殖表現(xiàn)出強(qiáng)大的抑制能力。這些結(jié)果表明，多肽BBI能通過阻斷Bcl9和β-catenin的相互作用來(lái)抑制癌細(xì)胞的增殖。筆者課題組進(jìn)一步設(shè)計(jì)pH和谷胱甘肽（glutathione，GSH）雙響應(yīng)的納米雜合物團(tuán)簇[24]。一系列體外和體內(nèi)測(cè)試表明，該納米雜合物通過阻斷Wnt/β-catenin通路，有力地抑制腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移，同時(shí)保持了高度有利的生物安全性。以上結(jié)果表明多肽BBI可以有效抑制Wnt信號(hào)通路的超活化，具有巨大的臨床應(yīng)用潛力。

多肽自組裝平臺(tái)以其獨(dú)特的生物相容性和生物降解性，在多靶點(diǎn)抗腫瘤藥物領(lǐng)域具有巨大的發(fā)展?jié)摿?，受到越?lái)越多的關(guān)注。通過表位嫁接和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，筆者課題組將以下2種抗癌肽引入絲瓜種子蛋白（一種天然蛋白質(zhì)）的拓?fù)涞刃恢茫?）PMI，P53-MDM2/MDMX十二肽抑制劑；2）Bcl9p，一種通過阻斷β-catenin-Bcl9相互作用來(lái)抑制Wnt/β-catenin信號(hào)的多肽。通過此多肽嫁接技術(shù)設(shè)計(jì)一種基于多肽的雜交納米平臺(tái)Lupbin（見圖1）[25]。它能夠自組裝成一個(gè)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，并同時(shí)靶向位于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核的多個(gè)PPI。結(jié)果表明，Lupbin通過同時(shí)阻斷Wnt/β-catenin信號(hào)通路和激活P53信號(hào)通路來(lái)阻斷腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移，具有良好的體內(nèi)生物安全性。

圖1 基于多肽的雜交納米平臺(tái)（Lupin）Figure 1 Lupbin — a hybrid peptide-based nanoplatform

1.1.3 其他靶點(diǎn) 除上述靶點(diǎn)之外，最近研究發(fā)現(xiàn)了許多新的腫瘤治療靶點(diǎn)。腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞（cancer-associated fibroblast，CAF）廣 泛 存 在 于多種腫瘤中，在腫瘤進(jìn)展和免疫抑制中起著關(guān)鍵作用[26]。成纖維細(xì)胞激活蛋白（fibroblastactivation protein，F(xiàn)AP）在CAF上過表達(dá)，被認(rèn)為是一個(gè)普遍的腫瘤靶點(diǎn)。然而，F(xiàn)AP的表達(dá)并不局限于腫瘤，針對(duì)FAP的全身治療往往會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的副作用[27]。為此，Zhou等[28]開發(fā)一種鐵蛋白納米顆粒介導(dǎo)的FAP靶向光動(dòng)力療法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該藥物系統(tǒng)中FAP特異性單鏈可變片段可以有效地靶向并根除腫瘤中的CAF。

近年來(lái)，腫瘤細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞核和重要的細(xì)胞器如線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等成為許多癌癥治療策略的重要靶點(diǎn)[29-31]。最新研究表明，線粒體在癌癥的耐藥性中起到關(guān)鍵作用。在此，He等[30]利用線粒體周圍酶的自組裝選擇性靶向肝癌細(xì)胞線粒體。包裹著氯霉素（chloramphenicol，CLRP）的肽-脂質(zhì)結(jié)合物最初被線粒體周圍腸激酶切割，隨后CLRP被選擇性地送入癌細(xì)胞線粒體，從而抑制線粒體蛋白質(zhì)合成，誘導(dǎo)細(xì)胞色素c釋放到胞漿中，最終導(dǎo)致癌細(xì)胞死亡。

1.2 通過抑制腫瘤免疫相關(guān)蛋白-蛋白相互作用靶點(diǎn)增 敏腫瘤免疫治療

人造血系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)或炎癥反應(yīng)中的活化細(xì)胞可以產(chǎn)生具有高活性和多功能的肽、蛋白質(zhì)和糖蛋白。它們?cè)跈C(jī)體的免疫活化和免疫抑制進(jìn)程中起著重要作用。腫瘤免疫療法通過激活體內(nèi)免疫細(xì)胞達(dá)到去除腫瘤細(xì)胞的目的。腫瘤免疫療法具有特異性強(qiáng)、作用時(shí)間久和副作用少等優(yōu)點(diǎn)[32]。通過肽庫(kù)篩選、序列比較或其他相關(guān)技術(shù)來(lái)獲得可以調(diào)節(jié)腫瘤患者免疫力的多肽，將在腫瘤治療中發(fā)揮積極作用[33]。

程序性細(xì)胞死亡蛋白-1（programmed cell death protein 1，PD-1）是一種眾所周知的免疫檢查點(diǎn)受體，它在腫瘤組織的T細(xì)胞中過度表達(dá)。Han等[34]報(bào)道一種靶向吲哚胺2，3-雙加氧酶（indoleamine-2，3-dioxygenase，IDO）的納米抑制劑，其可以選擇性地抑制腫瘤微環(huán)境中的IDO通路。該抑制劑是由親水性靶向分子、2個(gè)可質(zhì)子化的組氨酸和1個(gè)連接有酯鍵的疏水性IDO抑制劑組成，其具有pH響應(yīng)解聚和酯催化的藥物釋放性能。該抑制劑可以對(duì)腫瘤內(nèi)IDO活性進(jìn)行強(qiáng)力持久的抑制，從而極大地增強(qiáng)程序性細(xì)胞死亡配體1（programmed cell death ligand 1，PD-L1）在體內(nèi)的治療效果。Li等[35]報(bào)道一種近端使能反應(yīng)（proximity-enabled reactive therapeutics，PERx）的方法來(lái)產(chǎn)生共價(jià)蛋白藥物。通過遺傳密碼擴(kuò)展，潛在的生物反應(yīng)性氨基酸氟硫酸鹽-L-酪氨酸（fluorosulfate-L-tyrosine，F(xiàn)SY）被整合到PD-1。當(dāng)PD-1與PD-L1相互作用時(shí)，F(xiàn)SY才會(huì)選擇性地與PD-L1的近端組氨酸反應(yīng)，從而在體外和體內(nèi)都能使PD-1與PD-L1不可逆地結(jié)合。在免疫人源化小鼠模型中，與非共價(jià)野生型PD-1相比，共價(jià)PD-1-FSY表現(xiàn)出更強(qiáng)的抗腫瘤作用，并達(dá)到等效或優(yōu)于抗PD-L1抗體的治療功效。

腫瘤干細(xì)胞（cancer stem cell，CSC）是具有干細(xì)胞性質(zhì)的腫瘤細(xì)胞，并能驅(qū)動(dòng)腫瘤轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)。迄今為止，已經(jīng)在20多種腫瘤中發(fā)現(xiàn)CSC。Najafabadi等[36]從CSC中鑒定出乙醛脫氫酶（acetaldehyde dehydrogenase，ALDH）的A1和A3表位，并研制了用于預(yù)防ALDHhighCSC的合成高密度脂蛋白納米盤。納米盤增強(qiáng)了抗原向淋巴結(jié)的轉(zhuǎn)運(yùn)，并產(chǎn)生了強(qiáng)大的ALDH特異性T細(xì)胞反應(yīng)。該納米盤疫苗聯(lián)合抗PD-L1治療在多種小鼠模型上均顯示出較強(qiáng)的抗腫瘤效果，并可能為CSC的癌癥免疫治療開辟新的途徑。

1.3 調(diào)控腫瘤微環(huán)境相關(guān)蛋白-蛋白相互作用增敏腫瘤 治療

長(zhǎng)期以來(lái)，腫瘤微環(huán)境（tumor microenvironment，TME）在腫瘤研究中一直被忽略。受Paget“種子與土壤”假說(shuō)的啟發(fā)，越來(lái)越多關(guān)于TME的研究取得令人矚目的成就[37-39]。TME由腫瘤部位的所有非惡性宿主細(xì)胞和非細(xì)胞成分組成，包括腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞（tumor-associated fibroblasts，TAF）、細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM）、腫瘤相關(guān)免疫細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞。所有這些成分都引起強(qiáng)烈的促結(jié)締組織增生反應(yīng)，極大影響治療劑的輸送效率和治療效果。因此，已經(jīng)開發(fā)出許多靶向調(diào)節(jié)TME相關(guān)PPI的多肽藥物來(lái)阻止腫瘤的發(fā)展[40]。如促進(jìn)ECM相關(guān)成分(膠原蛋白和透明質(zhì)酸等)的降解，可以釋放腫瘤位點(diǎn)增加的組織間滲透壓，從而提高治療劑的效率。

炎癥反應(yīng)，特別是慢性炎癥，是引發(fā)腫瘤的重要原因，并在腫瘤的不同發(fā)展階段發(fā)揮不同的功能。減少炎癥的免疫調(diào)節(jié)以重塑TME可能是癌癥治療的重要策略。Ma等[41]開發(fā)一種pH和氧化還原雙重響應(yīng)性多肽-地塞米松結(jié)合物（L-SS-DEX），用于抗腫瘤治療和調(diào)節(jié)TME。該藥物不僅在體內(nèi)和體外均對(duì)腫瘤細(xì)胞具有顯著的抑制作用，而且顯著增加CD8+T細(xì)胞的浸潤(rùn)，降低腫瘤內(nèi)的髓系來(lái)源抑制性 細(xì) 胞（myeloid-derived suppressor cell，MDSC）和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的數(shù)量，成功逆轉(zhuǎn)腫瘤的免疫抑制微環(huán)境。

此外，抑制腫瘤血管的形成和發(fā)展也是調(diào)節(jié)TME治療有希望的策略之一。鑒于此，Li等[42]開發(fā)一種將凝血酶和化療藥物阿霉素（Dox）整合的共遞送納米系統(tǒng)。結(jié)果表明，該藥物在腫瘤部位表現(xiàn)出凝血酶的受控釋放，局部引發(fā)腫瘤內(nèi)血栓形成，從而剝奪腫瘤的營(yíng)養(yǎng)。同時(shí)Dox在腫瘤內(nèi)的積累和擴(kuò)散，對(duì)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生良好的殺傷效果。

2 靶向胞內(nèi)蛋白-蛋白相互作用的多肽開發(fā)

多肽由于具有良好的生物相容性和結(jié)構(gòu)多樣性，已經(jīng)成為靶向PPI調(diào)節(jié)最可能的候選藥物。然而多肽本身的固有缺陷（蛋白水解抵抗性差和不良細(xì)胞內(nèi)化等）限制治療性肽PPI調(diào)節(jié)劑的開發(fā)[43]。研究者為克服這些阻礙已經(jīng)付出巨大的努力，并取得一系列有價(jià)值的成果。以下對(duì)多肽藥物靶向PPI的優(yōu)勢(shì)與障礙進(jìn)行詳細(xì)敘述，并對(duì)多肽藥物的設(shè)計(jì)手段進(jìn)行歸納總結(jié)。

2.1 抗腫瘤仿生多肽靶向蛋白-蛋白相互作用的優(yōu)勢(shì)與 劣勢(shì)

2.1.1 優(yōu)勢(shì) PPI的調(diào)節(jié)已經(jīng)通過多種途徑實(shí)現(xiàn)，特別是來(lái)自天然化合物或通過有機(jī)合成的小分子方法近年來(lái)被廣泛研究[44]。目前有超過12個(gè)小分子PPI調(diào)節(jié)劑正在臨床開發(fā)中，預(yù)計(jì)這些分子的市場(chǎng)價(jià)值將在未來(lái)5年內(nèi)超過6億歐元[45]。盡管如此，小分子調(diào)節(jié)劑對(duì)絕大多數(shù)的PPI無(wú)明顯效果。目前，制藥行業(yè)開發(fā)特定PPI靶標(biāo)小分子抑制劑的進(jìn)展有如下困難：1）小分子藥物參與調(diào)節(jié)PPI靶點(diǎn)的作用面積有限；2）小分子在結(jié)合蛋白相互作用界面中遇到強(qiáng)大的熱力學(xué)障礙；3）難以在化學(xué)庫(kù)中找到能夠克服這些熱力學(xué)障礙的合適化合物。實(shí)驗(yàn)證明克服這些障礙非常具有挑戰(zhàn)性。通常對(duì)PPI起作用的小分子抑制劑，常規(guī)高通量篩選的命中率令人失望[46]。

近年來(lái)生物藥物（例如抗體、蛋白質(zhì)和肽）正在作為諸如蛋白質(zhì)相互作用的靶標(biāo)抑制劑而不斷出現(xiàn)。相比于小分子藥物，多肽具有以下優(yōu)勢(shì)：1）肽本身具備柔韌性，對(duì)PPI大的相互作用表面有較強(qiáng)適應(yīng)性；2）易于模塊化，具有結(jié)構(gòu)多樣性，從而具有更高的選擇性和效力；3）多肽的尺寸限制其在組織中的積累；4）良好的生物相容性[47]，如相比于小分子抑制劑Nutlins，p52-MDM2/MDMX靶向抑制肽PMI對(duì)MDM2/MDMX具有更高的親和力[21]。

2.1.2 劣勢(shì) 盡管多肽與小分子相比具有一些優(yōu)勢(shì)（如對(duì)靶點(diǎn)的親和力/特異性較高、毒性較低），但由于多肽的固有缺陷，其一直無(wú)法成為候選藥物的主要來(lái)源。首先，多肽藥物僅限于已知的生物活性肽靶點(diǎn)，并且表現(xiàn)出較低的效能。此外，由于人體內(nèi)腎臟的快速清除和血液、腎臟或肝臟的酶消化，肽的短半衰期一直是肽療法的主要問題之一。肽通常在給藥后幾分鐘到幾小時(shí)內(nèi)從血液中清除。因此，目標(biāo)組織可能缺乏足夠的暴露，使藥物難以產(chǎn)生體內(nèi)效應(yīng)。此外，多肽藥物開發(fā)也受到較低的細(xì)胞膜通透性和可能包含潛在的免疫原性序列的限制[48]。

針對(duì)這些藥理障礙已經(jīng)開發(fā)許多策略，如通過聚乙二醇（polyethylene glycol，PEG）對(duì)目標(biāo)肽進(jìn)行修飾還可以保護(hù)其免受外來(lái)的影響，從而提高其在體內(nèi)的整體穩(wěn)定性。另外，PEG修飾可以顯著降低某些肽（非普遍）的免疫原性[49]。利用血清白蛋白可以逃避腎臟清除的特性，將干擾素α肽融合到白蛋白C端，在保障藥物效力的同時(shí)可以有效延長(zhǎng)藥物半衰期。將肽共價(jià)連接到血清白蛋白氨基酸34位的游離半胱氨酸也能有效延長(zhǎng)治療肽的半衰期[50]。近年來(lái)，納米技術(shù)提供一種自下而上的方法，可將肽共價(jià)或非共價(jià)地轉(zhuǎn)化為具有蛋白水解抗性和細(xì)胞膜穿透性的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。一些肽衍生的納米藥物，包括脂質(zhì)體及大分子衍生的肽納米膠束，肽涂覆的納米顆粒和基于肽的自組裝納米結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出優(yōu)越的生物學(xué)優(yōu)勢(shì)，包括延長(zhǎng)體內(nèi)循環(huán)時(shí)間、增強(qiáng)疾病特異性、增強(qiáng)蛋白水解穩(wěn)定性和隨后優(yōu)化的治療功效[51]。

2.2 靶向蛋白-蛋白相互作用的多肽藥物開發(fā)手段

2.2.1 結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì) 許多PPI是由小段多肽介導(dǎo)的，它們具有特定的二級(jí)結(jié)構(gòu)以適應(yīng)相互作用的表面。然而蛋白質(zhì)片段作為PPI調(diào)節(jié)劑存在一些局限性，特別是當(dāng)從整體蛋白質(zhì)中分離出短序列多肽段時(shí)，往往會(huì)喪失其高度的靈活性和三維穩(wěn)定性。對(duì)蛋白質(zhì)片段或多肽進(jìn)行結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)以增強(qiáng)其作用效果，是多肽藥物開發(fā)的常用手段[46]，例如提高藥物蛋白水解抗性、靶點(diǎn)親和力以及增強(qiáng)細(xì)胞內(nèi)化等。

Schafmeister等[52]于2000年報(bào)道通過復(fù)分解反應(yīng)可以誘導(dǎo)短肽中的α-螺旋構(gòu)象。α-螺旋肽由于具有更好的親和力、更高的穩(wěn)定性和良好的細(xì)胞攝取能力，在調(diào)節(jié)PPI的多肽藥物開發(fā)中得到廣泛應(yīng)用。PPI成功被調(diào)節(jié)的例子有原癌基因B淋巴細(xì)胞瘤-2基因（B-cell lymphoma-2，BCL-2）轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物抗凋亡蛋白BCL-2家族、抗凋亡基因髓樣細(xì)胞白血病-1基因（myeloid cell leukemia-1，MCL-1）轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物MCL-1蛋白[53]、P53-MDM2相互作用[54-55]、Notch信號(hào)通路中形成的信號(hào)分子三元復(fù)合物[56]和Wnt信號(hào)通路中的β-catenin/T細(xì)胞因子[57]。訂書肽被用來(lái)抑制新的抗癌靶點(diǎn)，如通過阻止白血病細(xì)胞中Zeste同源物增強(qiáng)子2重組蛋白（enhancer of zeste homolog 2，EZH2）與胚胎外胚層發(fā)育蛋白（embryonic ectoderm development，EED）復(fù)合，并通過降低EZH2蛋白水平來(lái)抑制組蛋白H3第27個(gè)氨基酸的三甲基化[58]。

肽介導(dǎo)的蛋白質(zhì)相互作用還涉及另一種彌漫的二級(jí)結(jié)構(gòu)，即β-發(fā)夾結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)通常由2條反平行的β-鏈組成，并由1個(gè)環(huán)序列連接。許多策略都致力于提高這種發(fā)夾的穩(wěn)定性，以調(diào)節(jié)PPI[59]。β-發(fā)夾穩(wěn)定肽還可以模擬P53蛋白N端片段中的α-螺旋表位，并以納摩爾級(jí)親和力與MDM2結(jié)合[60]。受抗體結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，穩(wěn)定的β-發(fā)夾結(jié)構(gòu)被用于構(gòu)建一類新的高效結(jié)合肽，該結(jié)合肽對(duì)多個(gè)靶點(diǎn)顯示出納摩爾級(jí)親和力和較慢的解離速度。

2.2.2 計(jì)算機(jī)輔助蛋白設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)輔助蛋白設(shè)計(jì)（computer aided protein design，CAPD）是指應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)和改造方案進(jìn)行評(píng)估，并作出最佳選擇。目前常見的蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)軟件主要有PyMOL，PDB Viewer，Accelery Insight II和Discovery Studio等軟件。相較于人力，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)具有容量大、速度快和分析能力強(qiáng)等諸多優(yōu)勢(shì)。尤其是隨著計(jì)算機(jī)硬件和算法的快速升級(jí)，其分析能力和速度得到極大的提升。因此計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)具有極大的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景。Senior等[61]描述一種AlphaFold算法，通過引入機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，極大提高蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)的速度和精度。

此外，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)還可以對(duì)改造的蛋白質(zhì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。Sun等[62]基于成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子2（fibroblast growth factor 2，F(xiàn)GF2）與成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體（fibroblast growth factor receptor，F(xiàn)GFR）形成的復(fù)合物結(jié)構(gòu)，制備3種FGF2的變體，并基于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)揭示了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征。結(jié)果表明，對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行有效的修飾可以提高其活性和穩(wěn)定性。這種蛋白質(zhì)修飾策略（如結(jié)構(gòu)導(dǎo)向的聚乙二醇化）為蛋白質(zhì)改造提供了新的方法。

2.2.3 多肽庫(kù)篩選 1）噬菌體展示 將生物技術(shù)用于藥物探索已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。其中噬菌體展示是靶向PPI多肽藥物開發(fā)的常用工具，并廣泛用于為高通量篩選（high throughput screening，HTS）建立各種肽庫(kù)[46]。眾所周知，該方法具有高變異率以及“親和力選擇”的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)[63]。如Zhou等[64]發(fā)現(xiàn)一個(gè)新的免疫檢查點(diǎn)：含免疫球蛋白和 ITIM 結(jié)構(gòu)域蛋白的T細(xì)胞免疫受體（T cell immunoreceptor with Ig and ITIM domains，TIGIT），并使用鏡像噬菌體展示對(duì)TIGIT的D-對(duì)映體進(jìn)行生物淘洗。篩選出的D肽D-TBP-3可以占據(jù)PPI結(jié)合界面，并有效阻斷TIGIT與脊髓灰質(zhì)炎病毒受體（poliovirus receptor，PVR）的相互作用。尤其在抗PD-1耐藥腫瘤模型中，D-TBP-3可以抑制腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移，有望成為腫瘤免疫治療的潛在候選藥物。

Li等[65]對(duì)噬菌體進(jìn)行基因工程改造，使其側(cè)壁上顯示出許多已鑒定的血管生成素結(jié)合肽副本，并在其尖端上顯示出多個(gè)乳腺腫瘤歸巢肽副本。由于可以通過噬菌體展示發(fā)現(xiàn)歸巢肽，并且可以針對(duì)任何特定癌癥進(jìn)行定制，這種血管生成素結(jié)合噬菌體是通用的“即插即用”腫瘤歸巢肽治療藥物。Kong等[66]基于噬菌體的進(jìn)化和選擇開發(fā)一種生成目標(biāo)特異性肽（相對(duì)分子質(zhì)量小于1 600）的方法。通過該方法產(chǎn)生具有納摩爾級(jí)親和力的凝血因子抑制劑，并為白介素23受體開發(fā)了一種抗腸胃蛋白酶的肽拮抗劑。該方法可用于設(shè)計(jì)胃腸道穩(wěn)定且親和力高的靶向肽，有助于口服多肽藥物的開發(fā)。

2）核糖體和mRNA展示 體外技術(shù)的發(fā)展已解決在活細(xì)胞中建立隨機(jī)肽庫(kù)的局限性，如核糖體展示和mRNA展示等，這些技術(shù)不僅與噬菌體展示同樣具有高度多樣性，并且效率得到顯著提高[67]。

在核糖體上展示的隨機(jī)肽庫(kù)正在成為體外選擇生物學(xué)相關(guān)大分子（包括表位、拮抗劑、酶和細(xì)胞表面受體）的新工具。核糖體展示是一種無(wú)細(xì)胞的系統(tǒng)，通過形成穩(wěn)定的蛋白質(zhì)-核糖體-mRNA復(fù)合物，并通過淘選和反向的迭代循環(huán)選擇功能性的新型蛋白質(zhì)，從而將各個(gè)新型蛋白質(zhì)（表型）與其相應(yīng)的mRNA（基因型）偶聯(lián)[68]?；诖朔椒ǎ琘ang等[68]使用大腸埃希菌S30裂解物構(gòu)建了高復(fù)雜度的隨機(jī)肽庫(kù)（肽庫(kù)中多肽數(shù)目超過1014個(gè)）。此外，核糖體展示已用于篩選雌激素受體表面，并發(fā)現(xiàn)了新的富含脯氨酸的肽結(jié)合劑[69]。

通過生物技術(shù)制備肽庫(kù)的最重要進(jìn)展之一是遺傳密碼的合成重編程，它允許在肽序列中同時(shí)引入多個(gè)非蛋白質(zhì)氨基酸。該技術(shù)涉及將mRNA展示與突變的氨酰t-RNA合成酶結(jié)合使用，該酶可催化包含給定氨基酸反密碼子序列的RNA鏈的氨酰化[70]。Morimoto等[70]開發(fā)了更多用途的氨酰化催化劑，并與適當(dāng)?shù)姆g系統(tǒng)配合使用，使該系統(tǒng)完成蛋白質(zhì)和含非天然氨基酸肽的合成工作[71]。使用mRNA展示的實(shí)例是成功分離與凝血酶低親和力的非天然環(huán)狀肽[72]，以及發(fā)現(xiàn)拮抗活細(xì)胞中血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體2（vascular endothelial growth factor receptor 2，VEGFR2）的大環(huán)狀肽[73]。

3 靶向胞內(nèi)蛋白-蛋白相互作用的多肽成藥性 改造

多肽具有以下缺陷：1）抵抗消化系統(tǒng)蛋白水解酶并且血漿降解的穩(wěn)定性低；2）容易被肝臟和脾臟快速清除；3）穿越生理障礙的能力差；4）潛在的免疫原性等，極大地限制其作為PPI調(diào)節(jié)藥物的開發(fā)。為此，許多化學(xué)修飾和智能連接體已被引入PPI調(diào)節(jié)劑的開發(fā)[74]。這些化學(xué)修飾不僅使多肽藥物具有細(xì)胞和組織通透特性，還可以降低蛋白質(zhì)水解降解和提高生物利用度。

近年來(lái)，抗腫瘤納米系統(tǒng)作為藥物載體得到廣泛應(yīng)用。由于肽的生理功能的多樣性，將肽引入抗腫瘤納米系統(tǒng)是合理的。肽與納米材料的集成具有互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)，不僅避免體內(nèi)肽的快速降解，而且使納米系統(tǒng)更加智能化和功能多樣化[75-76]。下面對(duì)多肽藥物中常見的化學(xué)修飾，以及基于抗腫瘤納米系統(tǒng)的多肽遞送手段進(jìn)行介紹。

3.1 基于多肽修飾的化學(xué)手段

化學(xué)修飾是設(shè)計(jì)多肽的重要手段。其中，側(cè)鏈結(jié)合和主鏈環(huán)化等化學(xué)修飾方法被廣泛應(yīng)用。

3.1.1 主鏈環(huán)化 環(huán)肽可分為2種類型：均環(huán)肽和雜環(huán)肽。均環(huán)肽本質(zhì)上是形成分子內(nèi)肽鍵的過程。影響環(huán)肽形成的因素是環(huán)的大小，如具有7個(gè)以上氨基酸殘基的多肽可以順利成環(huán)。存在于雜環(huán)肽的氨基酸殘基之間的非酰胺鍵主要是酯鍵和二硫鍵。前者與酰胺鍵的形成過程相似，而后者實(shí)質(zhì)是將2個(gè)半胱氨酸的巰基氧化成二硫鍵。

較短的線性肽很容易被生物體內(nèi)的各種生物酶降解。由于環(huán)狀肽不具有C末端和N末端，因此可以消除或減弱肽酶的降解作用，從而提高多肽在體內(nèi)的穩(wěn)定性。Wang等[77]報(bào)道一種超分子管水凝膠（tubustecan，TT），通過組織穿透環(huán)肽iRGD與2個(gè)喜樹堿藥物單元的共價(jià)連接產(chǎn)生一種TT前藥兩親體，可結(jié)合成管狀超分子聚合物。其中iRGD序列既是腫瘤結(jié)合肽又是組織穿透肽。完整的環(huán)狀肽可與腫瘤相關(guān)內(nèi)皮細(xì)胞表面過度表達(dá)的αv整合素結(jié)合。iRGD切割后的RGDR序列可以通過與腫瘤細(xì)胞過度表達(dá)的血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）和神經(jīng)纖毛蛋白1（neuropilin-l，NRP-1）結(jié)合來(lái)刺激藥物在腫瘤中的穿透和促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)吞。結(jié)果表明，該藥物載體有長(zhǎng)期持續(xù)的藥物釋放時(shí)間。由于iRGD環(huán)肽的整合，藥物有效地滲透到實(shí)體腫瘤，并得到增強(qiáng)的治療效果。

同時(shí)由于環(huán)狀結(jié)構(gòu)對(duì)構(gòu)象的限制增加，有可能提高肽與受體的親和力和選擇性，從而增強(qiáng)多肽藥物活性并降低副作用。Shen等[78]進(jìn)行的研究表明，對(duì)于一系列實(shí)體瘤，用近紅外染料標(biāo)記的環(huán)狀八肽可選擇性結(jié)合磷酸化膜聯(lián)蛋白A2（annexin A2，ANXA2），且在高鈣水平下具有高親和力。該發(fā)現(xiàn)表明，大多數(shù)實(shí)體瘤的微環(huán)境中都存在高水平的ANXA2磷酸化與鈣含量升高。八肽可能廣泛用于選擇性腫瘤成像以及作為載體將藥物遞送至實(shí)體瘤部位。α-促黑素細(xì)胞激素環(huán)狀類似肽可以有效靶向腫瘤細(xì)胞表面過度表達(dá)的黑皮質(zhì)素受體。Zhang等[79]在二氧化硅納米顆粒上修飾α-促黑素細(xì)胞激素環(huán)狀類似肽，以提高對(duì)腫瘤細(xì)胞靶向能力。結(jié)果表明，該納米顆粒在同基因小鼠黑色素瘤細(xì)胞和人黑色素瘤細(xì)胞移植模型中具有選擇性的腫瘤攝取和良好的生物分布特性。

3.1.2 側(cè)鏈修飾 非標(biāo)準(zhǔn)氨基酸的加入不僅可以改善肽的理化性質(zhì)，而且可以增加肽的新功能[80]。多肽的組裝后修飾是獲得功能化多肽并用于生物學(xué)研究和藥物開發(fā)的有效途徑。大多數(shù)肽的修飾方法主要是基于氨基、羥基、羧基和硫醇等“活性”官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化[81]，對(duì)酪氨酸、色氨酸、苯丙氨酸和組氨酸的芳香C(sp2)-H功能化也進(jìn)行廣泛的研究。相比之下，由于肽鏈的脂族側(cè)鏈的惰性和控制區(qū)域選擇性的困難，對(duì)C(sp3)-H功能化的研究報(bào)道較少[82-83]。

近年來(lái)，已開發(fā)幾種用于N-或C-末端肽的C(sp3)-H功能化的定向策略。Rodríguez等[84]報(bào)道通過在N-末端安裝雙齒輔助劑來(lái)實(shí)現(xiàn)N-末端殘基Val、Ile和Tle的γ/δ-C(sp3)-H功 能 化，而Mondal等[85]利用C-連接的雙齒輔助劑作為導(dǎo)向基團(tuán)開發(fā)了C-末端Pro和Ala的β-C(sp3)-H芳基化。在沒有輔助劑的情況下，N-端和C-端的天然氨基和羧基也被用作導(dǎo)向基團(tuán)，其分別促進(jìn)短肽的N-端或C-端Tle的γ-C(sp3)-H芳基化。此外，Weng等[86]報(bào)道了由天冬酰胺的側(cè)鏈酰胺基促進(jìn)的N-末端Ala的β-C(sp3)-H芳基化。此外，Gong等[87]開發(fā)了一種主鏈導(dǎo)向策略，并實(shí)現(xiàn)了N-末端Ala的高效β-C(sp3)-H芳基化、乙酰氧基化和炔基化。使用該策略，Tang等[88]進(jìn)一步報(bào)道利用線性肽的分子內(nèi)β-C(sp3)-H芳基化合成環(huán)肽。同時(shí)Mondal等[85]也報(bào)道了β-C(sp3)-H功能化三唑類肽，并且這些方法被成功地應(yīng)用于修飾內(nèi)部Ala。

3.2 基于納米工程化的遞送策略

目前，已經(jīng)設(shè)計(jì)和利用各種納米粒子來(lái)增強(qiáng)多肽物理和生物穩(wěn)定性，以促進(jìn)細(xì)胞和組織滲透，并有效地促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)多肽遞送。包括脂質(zhì)體、聚合物、蛋白質(zhì)復(fù)合物、無(wú)機(jī)材料在內(nèi)的各種納米載體系統(tǒng)已被證明是有希望的遞送策略[51]。

3.2.1 基于囊泡的遞送策略 1964年，Bangham等[89]發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)體可以作為輸送囊泡，隨后這種載藥系統(tǒng)得到廣泛研究。截至目前，已經(jīng)有幾種基于小分子藥物的脂質(zhì)體產(chǎn)品被美國(guó)FDA批準(zhǔn)[90]。脂質(zhì)體是具有內(nèi)腔的雙層囊泡，由兩親性脂質(zhì)或磷脂組成。由于其特殊的結(jié)構(gòu)，可以將各種疏水性或親水性藥物填充到脂質(zhì)體中，然后通過內(nèi)吞作用或脂質(zhì)體-細(xì)胞融合作用傳遞到細(xì)胞中。例如，為提高治療效果，Jiang等[91]設(shè)計(jì)凝膠-脂質(zhì)體復(fù)合物共傳遞2種抗癌藥物，即腫瘤壞死因子相關(guān)的凋亡誘導(dǎo)配體（TNF related apoptosis inducing ligand，TRAIL）和Dox。在此，Dox首先被封裝到由細(xì)胞膜穿透肽修飾的脂質(zhì)體中。由酶降解的透明質(zhì)酸（hualuronic acid，HA）組成的交聯(lián)凝膠附著在脂質(zhì)體的表面。同時(shí)，抗癌劑TRAIL被包封在外殼中。透明質(zhì)酸酶在TME中高度過表達(dá)，這可能會(huì)降解HA外殼，從而促進(jìn)TRAIL與死亡受體結(jié)合并促進(jìn)腫瘤細(xì)胞對(duì)Dox的攝取。體內(nèi)試驗(yàn)表明，這種多功能凝膠-脂質(zhì)體系統(tǒng)對(duì)人乳腺癌細(xì)胞（MDA-MB-231）異種移植動(dòng)物模型的腫瘤生長(zhǎng)有明顯的抑制作用。

近年來(lái)，外泌體作為一種藥物遞送系統(tǒng)受到越來(lái)越多的關(guān)注[90]。作為一種內(nèi)源性囊泡，外泌體具有低免疫原性、低毒性和較長(zhǎng)的血液循環(huán)時(shí)間等優(yōu)勢(shì)。Li等[92]開發(fā)了一種巨噬細(xì)胞外泌體包被的納米平臺(tái)，并將其用于三陰性乳腺癌的靶向藥物遞送和化療。在外泌體膜表面修飾可以特異結(jié)合腫瘤細(xì)胞上過表達(dá)的間質(zhì)-上皮轉(zhuǎn)化因子的多肽，以提高對(duì)腫瘤的靶向效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該外泌體膜包被的納米顆粒可以顯著提高Dox的細(xì)胞攝取效率和抗腫瘤效果，并且該納米載體在體內(nèi)具有良好的腫瘤靶向效應(yīng)和抑制效果。

3.2.2 基于仿生納米顆粒的遞送策略 在不同的仿生策略中，利用細(xì)胞膜材料制備納米顆粒提供了一種獨(dú)特的自上而下的方法，該方法具有能夠完全復(fù)制源細(xì)胞表面抗原多樣性的優(yōu)勢(shì)，并且避開了蛋白質(zhì)組學(xué)方面的研究和多價(jià)納米顆粒功能化的工程障礙。使用這種新興方法，研究人員成功地創(chuàng)建了具有許多理想功能的納米顆粒。包括具有長(zhǎng)循環(huán)特性的紅細(xì)胞膜覆蓋的納米顆粒，具有癌癥靶向能力的干細(xì)胞膜來(lái)源的納米顆粒，和具有穿越內(nèi)皮細(xì)胞能力的白細(xì)胞膜涂層的納米顆粒。癌細(xì)胞膜覆蓋的納米粒子具備同源靶向能力和免疫逃逸能力，被廣泛用于抗腫瘤納米顆粒的設(shè)計(jì)[93]。Fang等[94]報(bào)道一種基于FePSe3的仿生2D納米片，其中抗PD-1肽作為納米片的內(nèi)部成分，而結(jié)腸癌CT26細(xì)胞膜作為納米外殼，形成具備核磁共振成像和光聲成像能力以及協(xié)同光熱和免疫療法的抗癌劑。試驗(yàn)結(jié)果表明，由于癌細(xì)胞膜的覆蓋，納米顆粒具有良好的同源腫瘤細(xì)胞內(nèi)化能力和免疫逃逸能力。此外，抗PD-1肽可阻斷PD-1/PD-L1通路并激活細(xì)胞毒性T細(xì)胞，從而產(chǎn)生強(qiáng)大的抗腫瘤免疫效果。

在自然界中，許多病原體，例如病毒和細(xì)菌，在納米級(jí)或微米級(jí)都具有柔軟的棒狀幾何形狀，它們具有高度滲透能力[95]。受這一現(xiàn)象的啟發(fā)，有研究報(bào)道與病原體類似的納米顆粒具有很強(qiáng)的腫瘤富集能力和細(xì)胞內(nèi)在化能力。為此，筆者課題組通過誘導(dǎo)硫醇自組裝構(gòu)建一種柔性鑭系元素-肽納米棒（lanthanide-peptide-derived nanorod，LProd）[96]。作為腫瘤診斷和肽衍生療法的治療平臺(tái)，LProd具有生物相容性好、穩(wěn)定性強(qiáng)和熒光強(qiáng)度高的特點(diǎn)。筆者課題組將P53-MDM2/MDMX抑制劑PMI（多肽序列：TSFAEYWNLLSP）引入LProd。為了增強(qiáng)腫瘤靶向，在LProd表面組裝了白細(xì)胞分化抗原13（CD13)特異性結(jié)合環(huán)肽iNGR（多肽序列：CRNGRGPDC）。實(shí)驗(yàn)表明，LProd具有比球形鑭系元素-肽納米顆粒更強(qiáng)的腫瘤特異性積累，并通過PMI激活腫瘤抑制蛋白P53，有力地抑制人結(jié)腸癌小鼠模型中的腫瘤生長(zhǎng)。

3.2.3 基于無(wú)機(jī)/有機(jī)顆粒的遞送策略 無(wú)機(jī)納米粒子具有尺寸可調(diào)、表面改性等優(yōu)點(diǎn)，能有效地進(jìn)入靶細(xì)胞，且毒性小、循環(huán)時(shí)間長(zhǎng)，是近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。無(wú)論是通過非共價(jià)相互作用還是共價(jià)連接，多肽藥物都可以被這些納米粒子包裹。目前廣泛使用的無(wú)機(jī)納米顆粒主要有硅納米顆粒、金屬納米顆粒（aurum nanoparticles，AuNP）、碳基納米材料等。硅基納米顆粒具有成本低、生物相容性好、理化穩(wěn)定性好、表面功能化程度高、臨床發(fā)展水平高等特點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于藥物遞送的載體[97]。如Nie等[98]開發(fā)了一種以介孔二氧化硅納米粒子為支撐的蛋黃殼結(jié)構(gòu)的納米顆粒載體。結(jié)果表明，該封裝有小劑量Dox和聚（ADP-核糖）聚合酶抑制劑的納米載體比一線化療藥物鹽酸阿霉素有更顯著的抗腫瘤作用。

金屬基納米顆粒由于其尺寸小、形狀不可變和種類多樣性等優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)為是一種很有前途的給藥系統(tǒng)。其中以AuNP為基礎(chǔ)的納米載體具有良好的理化穩(wěn)定性和生物相容性，因此，基于AuNP的療法已被廣泛應(yīng)用于臨床試驗(yàn)中。然而，肽的復(fù)雜化學(xué)性質(zhì)（疏水性、電荷和氧化還原）始終不利于結(jié)合后膠態(tài)AuNp的穩(wěn)態(tài)，隨后導(dǎo)致在離子濃度升高的生理?xiàng)l件下的聚集甚至沉淀[51]。對(duì)此，筆者課題組將HAuCl4和β-catenin-Bcl9相互作用的抑制肽BBI共聚，形成金-肽納米雜化物[24]。這種納米雜化物對(duì)多肽藥物有較高的裝載效率，而且具備低pH和GSH響應(yīng)特性。通過體外和體內(nèi)測(cè)試，證明該納米顆粒充分發(fā)揮抑制肽BBI對(duì)Wnt/β-catenin通路的損傷作用，有力地抑制腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移，同時(shí)保持高度有利的生物安全性（見圖2）。

圖2 自組裝抗腫瘤多肽膠束Figure 2 Self-assembly of therapeutic peptide into stimuli-responsive clustered nanohybrids for cancer-targeted therapy

與聚合物、脂質(zhì)、無(wú)機(jī)納米顆粒等運(yùn)輸載體相比，蛋白質(zhì)納米粒子具有生物相容性、生物功能性、生物環(huán)境中的分子識(shí)別性、分子多樣性和可生物降解成氨基酸等優(yōu)點(diǎn)。目前，蛋白質(zhì)載體已用于特定細(xì)胞靶向的藥物遞送。受絲瓜種子中的一種天然蛋白質(zhì)的啟發(fā)，筆者課題組設(shè)計(jì)了一種基于多肽的雜交納米平臺(tái)[25]，它能夠自我組裝成一個(gè)穩(wěn)定的上部結(jié)構(gòu)，并同時(shí)瞄準(zhǔn)位于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核的多個(gè)PPI。結(jié)果表明，該納米雜交平臺(tái)能有效地穿透細(xì)胞膜，擺脫內(nèi)質(zhì)體依賴性降解，進(jìn)而分解成游離單體，廣泛分布于胞漿和細(xì)胞核中。重要的是，這種納米平臺(tái)可以發(fā)揮多肽藥物的生物功能，且具有良好的體內(nèi)生物安全性。筆者課題組的策略擴(kuò)展自組裝納米藥物在靶向細(xì)胞間PPI的應(yīng)用，并可能為治療包括腫瘤在內(nèi)的各種人類疾病的肽治療方法的發(fā)展注入新的活力。

此外，筆者課題組還開發(fā)了一種新的納米工程大分子藥物的新策略，即通過一種多肽PSP（多肽序列：VVVVVHHRGDC）直接與藥物結(jié)合成為PSP藥物單體，最終趨向于自組裝成形狀和電荷量由TME觸發(fā)的納米殼[99]。作為概念證明，PSP與腫瘤抑制因子P53的D肽激活劑D-PMI（相對(duì)分子質(zhì)量約為1 492）結(jié)合生成直徑為80 nm的空心球PSP-DPMI。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于PSP的自組裝成功地賦予D-PMI延長(zhǎng)的體內(nèi)循環(huán)時(shí)間和高腫瘤細(xì)胞特異性的細(xì)胞內(nèi)積累。最終PSP-DPMI納米殼通過激活P53信號(hào)通路在體內(nèi)（外）有效地抑制腫瘤生長(zhǎng)，同時(shí)保持良好的體內(nèi)安全性。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

盡管傳統(tǒng)的腫瘤診斷和治療策略在臨床應(yīng)用中具有許多優(yōu)勢(shì)（如良好的腫瘤抑制作用、眾多的治療評(píng)價(jià)和豐富的臨床經(jīng)驗(yàn)），但同時(shí)也面臨著靶向性不理想、藥物生物利用度低、副作用嚴(yán)重等諸多挑戰(zhàn)。近幾十年來(lái)，由于各種生物活性肽的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，組合肽庫(kù)的迅速發(fā)展成為推動(dòng)針對(duì)腫瘤治療的靶向PPI多肽藥物開發(fā)的強(qiáng)大動(dòng)力。作為諸多抗腫瘤系統(tǒng)的組成部分，多肽藥物可以靶向腫瘤中的PPI并對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)。其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和特殊的生物活性，大大提高了治療效果。目前，靶向PPI多肽藥物有以下發(fā)展趨勢(shì)：

1）治療靶點(diǎn)的選擇方面。大多數(shù)傳統(tǒng)藥物設(shè)計(jì)策略旨在設(shè)計(jì)針對(duì)一個(gè)靶點(diǎn)的具有高度選擇性的化合物，以達(dá)到治療效果。多肽由于其結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，可同時(shí)作用于多個(gè)治療靶點(diǎn)。從治療目標(biāo)的疾病途徑和PPI網(wǎng)絡(luò)的角度出發(fā)，使多肽藥物在PPI網(wǎng)絡(luò)中表現(xiàn)出特殊的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從而達(dá)到更好的治療效果。

2）提高多肽藥物的穩(wěn)定性和生物可利用性方面。設(shè)計(jì)具有理想的生物活性、穩(wěn)定性和可生物利用性的多肽藥物仍然是一項(xiàng)極其艱巨的任務(wù)。解決諸如蛋白降解和不良細(xì)胞內(nèi)在化等問題是目前研究的主要目標(biāo)。目前研究人員已經(jīng)提出諸如肽修飾（如骨架循環(huán)、訂書肽和非天然氨基酸摻入）等許多解決方案。盡管還有許多問題亟需解決，該領(lǐng)域仍有著巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

3）多肽藥物的成藥性改造方面。近年來(lái)納米材料在抗腫瘤藥物開發(fā)中具有獨(dú)特的功能和各自的優(yōu)勢(shì)。靶向PPI多肽與各種納米系統(tǒng)結(jié)合展示出前所未有的優(yōu)越性和多功能性。多肽可以很容易地被整合到不同的納米材料中，從而開發(fā)出具有優(yōu)良腫瘤治療效果的抗腫瘤靶向給藥系統(tǒng)。

總之，靶向PPI多肽在腫瘤治療中具有巨大的潛力，相信其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)l(fā)揮更大的作用。