Aldoxorubicin Hydrochloride

药物递送系统（DDS）旨在将药物精准输送到特定靶点，以降低其毒性并提高在靶向运输过程中被清除的敏感性。肽类具有高亲和力、低免疫原性、氨基酸组成简单以及分子大小可调等优点，因此大多数肽可通过连接子与药物偶联形成肽-药物缀合物（PDC），作为活性前药发挥作用。鉴于PDC能够改善药物的生物相容性和生理稳定性，目前普遍认为其是极具前景的DDS。基于肽的DDS常用于递送抗癌药物和核酸类药物等治疗物质，不仅能减缓药物在体内的降解速率，还能确保药物在靶部位的有效浓度，并延长药物在体内的半衰期。本文综述了近年来国内外功能化肽基DDS的研究进展及未来发展方向，旨在实现结合功能肽的靶向药物递送，并充分发挥协同效应的优势。 2 靶向细胞的肽 DDSs通常靶向作用部位高表达的受体，将治疗药物递送至靶细胞或靶组织，从而提高药物的治疗效果，并降低药物对机体的毒性副作用。其中，靶向肽能够特异性地结合靶标。由3至14个氨基酸组成的细胞靶向肽（CTPs）常被用作靶向剂，对特定细胞或组织中高表达的受体表现出特异性的亲和力，有助于将靶向药物递送至治疗部位。其与药物偶联形成DDSs已引起广泛关注，因此在肿瘤疾病的治疗中应用日益增多。 肿瘤归巢肽（THPs）具有靶向肿瘤血管内皮细胞和肿瘤细胞的能力。将THPs与细胞毒性药物或超分子纳米载体共价偶联，可形成一种药物递送系统，实现对肿瘤组织的靶向渗透. 177Lu-多塔特（177Lu-dotatate）是一种目前用于治疗胃肠胰神经内分泌肿瘤（GEP-NETs）的PDC药物，由生长抑素类似物通过连接子与细胞毒性放射性治疗剂177Lu结合而成。该结构增强了对胃肠胰神经内分泌肿瘤细胞表面受体的亲和力，从而提高了靶向治疗能力。Arap等人首次利用肿瘤归巢肽（如RGD和NGR）递送阿霉素（DOX），结果显示THPs-DOX偶联物在荷瘤小鼠中表现出比单独使用DOX更强的抑制肿瘤生长效果。此外，将阿霉素包封于纳米脂质体后再与THPs偶联，也显示出更优的抗肿瘤活性。Hu等人首次通过马来酰亚胺-硫醇偶联反应制备了聚乙二醇-聚乳酸（PEG-PLA）纳米颗粒，并将其与THP F3（CKDEPQRRSARLSAKPAPPKPEPKPKKPKKAPAKKK）偶联。由于F3对胶质母细胞瘤细胞表面表达的核仁具有高亲和力，因此载有抗癌药物紫杉醇（PTX）的F3-PEG-PLA纳米颗粒在三维多细胞胶质瘤模型中的穿透深度高达139.26 μm，显著高于未偶联的PEG-PLA纳米颗粒（81.02 μm）。此外，Winer 等人开发了一种F3修饰的顺铂（DDP）-聚丙烯酰胺（PAA）偶联纳米颗粒，能够靶向卵巢癌中的血管生成通路。体内实验表明，该纳米颗粒几乎完全抑制了ID8-VEGF卵巢癌模型小鼠的肿瘤血管生成，使总肿瘤重量减少了2.5倍。体外实验显示，F3-Cis-NPs也能高度结合人卵巢癌细胞，表明经肿瘤归巢肽修饰的PAA纳米颗粒可精准将抗癌药物递送至目标部位，充分发挥药效，有望成为癌症患者精准治疗的一种生物工具。  2.1 靶向受体 CTPs通常通过与恶性细胞或肿瘤血管内皮细胞上的受体结合来实现药物递送。CTPs可识别整合素受体、氨基肽酶-N（APN）（CD13）和表皮生长因子受体（EGFR）等受体成分（图2），从而促进恶性细胞的增殖抑制与分化。例如，C16Y肽能够结合在肿瘤组织中高表达的整合素α5β1受体。Ding等人将3-二乙氨基丙基异硫氰酸酯（DEAP）偶联至抗肿瘤肽C16Y上（表1）。有趣的是，所制备的DEAP-C16Y肽可自组装形成球形纳米载体，通过失活黏附斑激酶、阻断PI3K-Akt信号通路以及抑制侵袭性伪足的形成，从而抑制肿瘤细胞的生长和侵袭。该DEAP-C16Y肽在酸性的肿瘤微环境中释放，与α5β1结合，并负载疏水性阿霉素（DOX），靶向4T1小鼠乳腺肿瘤血管，有效抑制肿瘤血管生成及内皮细胞转移。 2.1.1 整合素受体 整合素是一类由多种异二聚体细胞膜受体组成的膜表面受体家族，可促进肿瘤细胞转移和肿瘤血管生成，并调控肿瘤细胞的生长与分化。CTPs能够靶向表达过量整合素的肿瘤组织，抑制血管生成。三肽序列精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）是细胞膜纤连蛋白的组成部分，可作为肿瘤靶向肽用于递送抗肿瘤药物。它能激活内皮细胞和肿瘤细胞上的整合素受体αvβ3、αvβ5、αvβ6和α5β1，对αvβ3和αvβ5具有特异性亲和力，并控制药物释放以杀伤癌细胞。由于整合素可作为抗肿瘤血管生成的靶点，开发含有RGD基序的整合素配体可用于靶向阳性肿瘤细胞。在这方面，已有研究表明，通过RGD与CendR基序结合形成的肿瘤穿透性环状肽iRGD（CCRGDKGPDC）对αvβ3和αvβ5受体具有高亲和力。iRGD-DOX偶联修饰脂质体，使其能够穿透深度达90 μm的4T1肿瘤球体，相当于12层细胞厚度，从而增强对4T1乳腺癌细胞的杀伤作用。将丙氨酸-丙氨酸-天冬氨酸“尾部”残基共价结合到iRGD（CCRGDKGPDC）上，形成nRGD。将nRGD负载至含阿霉素（DOX）的脂质体中，在携带4T1乳腺癌的小鼠模型中表现出显著的抗肿瘤活性。值得注意的是，实验期间有44.4%的小鼠在超过90天内无疾病存活。这表明载有nRGD的DOX脂质体能有效抑制肿瘤细胞增殖和血管生成。 2.1.2 CD13受体 CD13 是一种在肿瘤细胞中高表达的具有催化活性的受体，可促进乳腺癌细胞的血管生成和转移。天冬酰胺-甘氨酸-精氨酸（Asn-Gly-Arg，NGR）是一种靶向肿瘤的肽，通过噬菌体文库筛选技术表现出对高表达 CD13 的肿瘤组织的高度特异性结合能力，能够抑制肿瘤血管生成并诱导肿瘤细胞凋亡，从而提高癌症治愈率。刘等人通过将抗纤维化的槲皮素（Que）和携带紫杉醇（PTX）的 RGD 微胶束（RPM）共同包封于脂质体中，并以 NGR 肽作为靶向部分修饰，构建了基质金属蛋白酶（MMP）触发的 αvβ3 和 APN 双靶向共组装胶束-脂质体纳米颗粒（RPM@NLQ）。本研究采用静脉注射方式将 RPM@NLQ 注入 4T1/CAF 肿瘤荷瘤 BALB/c 小鼠模型。结果显示，RPM 和 RPM@NLQ 的平均粒径分别为 18.2 nm 和 103.1 nm，有利于穿透肿瘤细胞。RPM@NLQ 在 NGR 引导及 MMP 酶解作用下实现了肿瘤部位的富集与药物释放。间质中奎的累积释放率达到91.87%，可减轻纤维化，而PTX的释放率达83.36%，能抑制乳腺癌细胞的血管活性，从而增强对乳腺肿瘤的治疗效果。iNGR是一种将NGR基序与CendR基序结合而成的肽，形成了一种新型肽序列，可特异性识别CD13高表达的胶质母细胞瘤细胞的内皮血管结构。iNGR通过CendR基序靶向神经纤毛蛋白-1（NRP-1）受体，具有更高的肿瘤穿透性和靶向性。周等人制备了粒径为100 nm的iNGR修饰的阿霉素脂质体纳米载体（iNGR-SSL/DOX），有助于实现肿瘤部位的靶向。在荷瘤小鼠的体内实验表明，iNGR-SSL/DOX能被胶质母细胞瘤U87MG细胞有效摄取，并靶向CD13受体，从而增加抗癌药物阿霉素的积累，提高肿瘤治疗的靶向性。 2.1.3 表皮生长因子受体 EGFR是一种跨膜蛋白受体，在多种恶性细胞中过度表达，可作为靶向递送的摄取系统。现有证据表明，GE11肽能够靶向高表达EGFR的癌细胞。Song等人通过细胞实验发现，GE11-DOX脂质体可特异性靶向EGFR过表达的人非小细胞肺癌细胞H1299和人肺腺癌细胞SPCA1。与游离DOX及非靶向DOX脂质体相比，GE11-DOX对癌细胞表现出更高的细胞毒性。此外，荧光标记的GE11-DOX在H1299荷瘤小鼠体内肿瘤部位显示出显著的富集信号。因此得出结论：GE11可增强DOX的靶向治疗能力。Chen等人利用纳米沉淀法和光点击化学，制备了粒径为165 nm的多功能氧化还原敏感性纳米凝胶（EGFR/CD44-NGs），该纳米凝胶由四唑、GE11和甲基丙烯酸半酰胺组成，并负载了具有胞内靶向作用的颗粒酶B（GrB）药物。在3.85 nmol GrB当量/kg的低剂量下，EGFR/CD44-NGs-GrB几乎完全抑制了人卵巢癌细胞SKOV-3的生长，且未产生任何毒性副作用。 2.1.4 细胞外基质 可通过靶向细胞外基质（ECM）受体的肽类将治疗剂递送至病变组织。Cuesta 等人基于靶向 Toll 样受体（TLRs）和 NOD 样受体（NLRs）的靶向肽 Angiopep-2（ANG），开发了一种星形交联聚谷氨酸（StCl）-丙炔胺（Pr）-双脱氧甲氧基姜黄素（BDMC）纳米偶联物（StClPr-BDMC-ANG）。该纳米偶联物能够穿透血脑屏障（BBB）。体内实验表明，StClPr-BDMC-ANG 可在小鼠慢性乙醇缺乏模型中保护前体胶质细胞的活性，并通过抑制乙醇诱导的关键炎症介质上调及微小RNA下调，减弱由 TLR4/NF-κB 等信号通路介导的炎症反应。这不仅缓解了酒精引起的神经炎症，还充分发挥了姜黄素的靶向治疗作用。Yu 等人制备了一种组装型协同肽-药物偶联物（asPDCs），该偶联物由选择性肽段 WMWVTNLRTD（WMW10）与 PTX-WMW10 偶联剂共组装而成，形成 asPDCs WMW10。该物质能够靶向 DLC1 蛋白，并通过释放 PLCδ1 蛋白水解 PIP2 蛋白，从而促进肌动蛋白丝解聚并抑制细胞迁移；同时释放的紫杉醇（PTX）可通过锚定微管内表面来稳定微管结构。体外实验表明，asPDCs WMW10 对 4T1 乳腺肿瘤细胞具有显著的毒性作用。体内实验显示，在荷载 4T1 乳腺癌的小鼠肿瘤部位，asPDCs WMW10 和 WMW10 所产生的荧光信号强度明显高于 PTX-WMW10，表明 asPDCs 具有肿瘤靶向性，可将抗癌药物 PTX 准确递送至肿瘤部位并抑制肿瘤细胞增殖。此外，asPDC 还能通过肌动蛋白丝解聚和微管稳定作用抑制肿瘤细胞的转移与侵袭，体现了其对肿瘤细胞的联合治疗效果。 2.1.5 其他受体 已知肿瘤细胞表面具有高水平的转铁蛋白受体（TfR）表达。Urbiola 等人利用 TfR 的特异性靶向肽 B6，与 2 kDa 聚乙二醇（PEG）和聚酰胺-胺（PAMAM）结合，构建了一种纳米偶联肽。该非病毒载体可将治疗性 siRNA 递送至 LS174T 人结肠癌细胞，增强基因沉默能力，并使荧光素酶的平均表达水平降低 20%，从而有效抑制癌细胞增殖和转移，展现出优异的基因递送性能，为治疗由基因突变引起的癌症提供了新方向。Liu 等人通过含 PEG 的桥接结构，将阿霉素（DOX）与 TfR 靶向肽类似物 BP9a（CAHLHNRS）连接，制备出 DOX-ami-PEG 5000-SS-BP9a。该化合物在人血清中的半衰期为 1.92 ± 0.13 小时；而另一类由 L-构型氨基酸 EphA2 受体靶向肽 YSA（YSAYPDSVPMMS）与紫杉醇（PTX）通过三唑酯类小分子连接臂偶联而成的 YSA-L1-PTX，在大鼠血浆中的半衰期仅为 23 分钟，表明 DOX-ami-PEG 5000-SS-BP9a 显著提高了药物的生物稳定性。此外，BP9a–SS–DOX对低表达转铁蛋白受体的人正常肝细胞L-02的毒性低于多柔比星（DOX），而对人肝癌细胞HepG2的细胞毒性则高于DOX，表明BP9a可增强多柔比星对HepG2细胞的选择性杀伤能力。 C-X-C趋化因子受体4（CXCR4）在急性髓系白血病（AML）细胞中表达。张等人通过将DSPE-mPEG2000水溶液、CXCR4拮抗肽E5和阿霉素（DOX）水溶液混合，并采用涡旋超声处理，制备了M-E5-DOX纳米胶束。研究发现，M-E5-DOX能特异性结合AML U937细胞及耐药性HL60/A细胞，在体外细胞实验中显著下调由CXCR4介导的信号通路。在0至4小时内，DOX的血浆浓度从0.9 μM上升至3.52 μM，呈上升趋势，并增强了DOX的内化作用。重要的是，M-E5-DOX利用拮抗肽的靶向性和DOX的毒性效应，可减少AML小鼠骨髓中的白血病淋巴细胞数量，为治疗难治性AML提供了更有效的新途径。 已证实E-选择素是肿瘤血管内皮细胞中高表达的受体。为抑制肿瘤血管生成，傅等人将聚乙二醇化的E-选择素结合肽（IELLQAR）与伊立替康的母体药物SN38结合，合成了两亲性前药复合物（PDCs），作为纳米前药，并在水环境中自组装形成纳米颗粒（NPs）。IELLQAR可主动靶向E-选择素受体，增强渗透和滞留（EPR）效应，使纳米颗粒在肿瘤部位富集并长时间滞留，从而抑制人结肠癌细胞（HCT116）的扩散与转移，并延长荷瘤小鼠的生存期。此外，TH19P01肽（Ac-GVRAKAGVRN-Nle-FKSESY）与多西他赛偶联形成的TH1902，在体外实验中表现出对三阴性乳腺癌（TNBC）高表达的sortilin 1（SORT1）受体的高度亲和力，能够靶向SORT1并释放抗癌药物多西他赛。细胞实验表明，TH1902能够靶向SORT1并释放抗癌药物多西他赛，在体外促进三阴性乳腺癌（TNBC）来源的MDA-MB-231淋巴细胞凋亡，并在小鼠异种移植模型中对TNBC来源的HCC-70淋巴细胞和4T1乳腺癌淋巴细胞产生显著的体内抗肿瘤效果，显示出对TNBC的高效治疗潜力，且具有良好的安全性。相比之下，另一种促黄体生成素释放激素（LH-RH）受体据报道在乳腺癌、卵巢癌、黑色素瘤和前列腺癌中过度表达。研究发现，将阿霉素（DOX）或2-吡咯啉-DOX与靶向LH-RH受体的肽AN-207偶联，可增强DOX对癌细胞的靶向作用。 2.2 基于CTP的药物递送系统的应用 含有靶向肽的DDS可克服药物在病变组织中运输的障碍，实现对目标组织的精准有效递送。纳米药物递送系统（NDDs）通过多种辅料组装成纳米颗粒，包裹治疗药物，并通过被动或主动方式将药物递送至靶细胞。NDDs不仅通过增强药物在肿瘤中的渗透与滞留效应发挥抗癌作用，还能通过延长体内循环时间减少药物在正常器官中的积累，从而降低毒性。利用含细胞靶向肽的纳米载体，可促进疏水性和亲水性生物活性分子的结合，实现治疗剂对特定部位的特异性靶向。Cheng等人将铱(III)配合物、钆(III)和RGD偶联到二氧化硅纳米颗粒（SiNPs）上，制备了一种多功能纳米探针Ir@SiO₂-Gd-RGD NPs，用于光致发光（PL）和磁共振双模态成像。与Ir@SiO₂-Gd纳米颗粒相比，Ir@SiO₂-Gd-RGD纳米颗粒在HeLa细胞和CT-26荷瘤小鼠中表现出更好的生物相容性以及光致发光/磁共振双模态成像能力，表明Ir@SiO₂-Gd-RGD纳米颗粒在未来的癌症诊断与治疗领域具有重要价值。 功能肽包括四类肽：靶向肽、微环境响应肽、细胞穿透肽和治疗肽，其特点是半衰期短、稳定性差，易被蛋白酶水解，并通过肝脏和肾脏清除。肽的多功能性体现在功能单元可在连接子作用下与药物共价偶联，形成PDCs系统。PDCs具有较强的药物递送能力并可增强药物活性；然而，由于药物在全身给药后容易在正常细胞中引发毒性反应，因此需采用局部给药以克服这些局限性。水凝胶具有独特的三维交联网络结构和可注射性，有利于实现病灶部位的局部给药，而PDCs可在酸性刺激下自组装成超分子水凝胶体系（图2）。通过功能肽对水凝胶进行功能化修饰，可显著提升其生物相容性和药物递送效率。肽类可通过氢键、静电作用、疏水作用和π-π堆积等非共价相互作用形成水凝胶，并实现功能化修饰；将水凝胶制备成超分子纳米微球，可提高药物负载能力并实现控释。刘等人研究了一种自组装肽RADA16溶液，将其负载紫杉醇（PTX）后具有控释效果，两者结合后能自组装形成超分子水凝胶，有利于抗癌药物的递送，并有效抑制乳腺癌细胞系MDA-MB-435S的增殖。Parkins等人[59]开发了一种肽功能化的透明质酸（HA）水凝胶药物递送系统（DDS），用于治疗异种移植胶质母细胞瘤，首先以HA聚合物主链为基础，对半胱氨酸-苯丙氨酸肽残基进行功能化修饰，再通过与葫芦脲（CB）物理交联形成水凝胶，从而提高药物利用效率。Gallo 等人采用“溶剂交换”法合成了 N-氟甲氧羰基二苯丙氨酸（Fmoc–FF）–(FY)₃ 和 Fmoc–FF–PEG₈-(FY)₃ 偶联的多肽水凝胶（HGs）体系，其中 (FY)₃ 作为六肽骨架，由三个酪氨酸（Y）和三个苯丙氨酸（F）残基交替组成。此外，通过自上而下的方法将 HGs 进一步微细化，制备出偶联肽纳米水凝胶（NGs）体系。该偶联肽水凝胶和纳米水凝胶对抗癌药物阿霉素（DOX）具有更好的负载能力，且偶联肽纳米水凝胶释放 DOX 的速率比纯纳米水凝胶提高了 20%。载药后的水凝胶和纳米水凝胶处理 MDA-MB-231 乳腺癌细胞系后，其存活率仅为 49%～57%，显著低于未载药水凝胶和纳米水凝胶处理的细胞，表明基于肽的水凝胶和纳米水凝胶体系能够有效将毒性药物递送至肿瘤细胞或组织。这一新型肽基超分子水凝胶系统有望取代传统的脂质体超分子系统，实现临床疾病中精准的靶向药物递送。Mari 等人通过将磁性纳米颗粒（MNP）掺入由芴甲氧羰基（Fmoc）-二苯丙氨酸（Fmoc-FF）和 Fmoc-RGD 短肽制备的水凝胶中，成功制备了磁性水凝胶。在体外实验中，该磁性短肽水凝胶表现出良好的生物相容性和无毒性。此外，在小鼠皮下注射后，外部磁场可诱导磁性水凝胶产生各向异性，从而调控短肽水凝胶的物理性能和三维结构等特性。综上所述，MNP 增强了短肽水凝胶的结构稳定性和可注射性，为微创注射手术提供了优异的肽类载体，并拓展了短肽水凝胶在生物医学领域的应用前景。 脂质体（Lips）是由磷脂双分子层构成的纳米颗粒，可保护肽分子的化学结构免受损伤。有趣的是，已有报道指出，经脂质体修饰的NGR和RGD肽能够增强对肿瘤细胞靶点的识别，从而提高药物的靶向效果。Arap等人首次利用纳米脂质体修饰的RGD-DOX复合物靶向肿瘤血管细胞，用于治疗横纹肌肉瘤小鼠模型。Chen等人则通过将pH敏感性TH肽与cRGD肽串联，开发出一种多功能肽TH-RGD（TR），该肽可靶向高表达αvβ3受体的胰腺癌细胞。他们还构建了一种名为TR-Lip的药物递送平台，该平台经脂质体修饰，能够同时包裹自噬抑制剂羟氯喹（HCQ）和抗癌药物，实现靶向递送。在小鼠模型中，人胰腺癌细胞BxPC-3对TR-Lip的摄取量比PEG-Lip高出11.54倍，并能在酸性肿瘤微环境中进一步抑制胰腺癌细胞及周围肿瘤相关成纤维细胞（CAFs）的自噬活性。TR-Lip 穿透肿瘤球体约 120 nm，增强了对致密间质性胰腺癌的治疗效果。Kulhari 等人制备了表面带有聚合物药物递送系统（DDS）的脂质体，该系统由靶向性环状五肽 cRGDfK 与抗癌药物吉西他滨（GEM）偶联而成，可特异性靶向 SKOV-3 人卵巢癌细胞中的 αvβ3 受体。即使在低剂量 0.01 μg/mL 的条件下，细胞内药物浓度仍较高，导致癌细胞存活率仅为 56.9%。这一发现证实了 DDS 能显著增强药物的抗增殖能力。 PEG是一种简单的水溶性聚合物，可修饰肽-药物偶联物，并增强药物对靶细胞的抑制作用。已知AXT050是一种靶向肿瘤细胞的肽，可特异性结合αvβ3整合素受体，发挥抗肿瘤和抗血管生成作用。Bressler等人将该肽连接到聚乳酸-羟基乙酸共聚物-聚乙二醇（PLGA-PEG）纳米颗粒表面，发现其肿瘤靶向效果与表面结合的AXT050肽密度相关。表面包覆10%肽的PLGA-PEG-AXT050纳米颗粒在三阴性乳腺癌细胞（MB-MDA-231）中使半衰期延长了103分钟，并累积了14%的AXT050剂量，从而有效杀伤癌细胞和内皮细胞。为提高恶性细胞对药物的吸收率并控制药物在细胞内的释放，叶等人制备了一种智能纳米颗粒，其由PEG化脂质单层外壳和pH敏感的疏水性聚-L-组氨酸（pHis）核心组成。载有阿霉素（DOX）的纳米颗粒与iNGR偶联形成iNGR-LPNs，该复合物在肿瘤微环境（pHe：7.0–6.5）中膨胀，从而增强4T1小鼠乳腺癌细胞对DOX的摄取。在酸性内溶酶体环境中（pHendo：6.5–4.5），纳米颗粒解离并实现内溶酶体逃逸，使DOX可控地释放至细胞质中。Han等人将两种载体——低分子量精蛋白-脱氧胆酸（LMWP-DCA）和聚唾液酸-PEG-甘氨胆酸（PSA-PEG-GCA）组装成一种新型双胆汁酸功能化的小型纳米颗粒（GNP），粒径为140 nm，可靶向递送GLP-1类似物艾塞那肽至2型糖尿病患者的胰腺α细胞和β细胞，延长其体内降低血糖的效果。 目前认为，肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）在肿瘤微环境（TME）中通常表现出促肿瘤的M2表型，通过刺激肿瘤炎症并破坏抗肿瘤免疫，促进恶性细胞的增殖和扩散，常导致不良预后。李等人开发了一种修饰有靶向肽M2pep的自组装纳米微球，构建出一种可同时封装并递送TAM集落刺激因子-1受体（CSF-1R）siRNA和PI3K-γ抑制剂NVP-BEZ 235的药物递送系统（DDS），用于靶向M2型TAMs。该双药负载纳米系统可通过阻断PI3K-γ并下调CSF-1R来激活抗肿瘤免疫反应，有助于“净化”肿瘤免疫微环境，从而抑制小鼠胰腺癌细胞系PAN02的生长，并增强抗胰腺癌疗效。 磁共振成像（MRI）是一种用于疾病诊断和治疗的无创临床影像技术。李等人开发了一种基于肽修饰磁共振调制（MRET）探针（MPD-1）的原位高灵敏度MRI技术，该探针由钆离子（Gd³⁺）修饰的基质金属蛋白酶2（MMP-2）可切割自组装肽（P1）和靶向细菌的肽（P）组成的磁性纳米颗粒（MNP）构成。当MPD-1靶向细菌感染部位时，P1被MMP-2酶切，导致MPD-1组装体解离为单个MNP单元，并进一步使Gd³⁺从MNP上分离。这种MNP单体结构以及Gd³⁺与MNP分离（即MRET关闭）的现象，使得T1 MRI信号得以恢复并显著增强。该肽基MPD-1探针实现了对肌炎部位金黄色葡萄球菌的高灵敏度（10⁴ CFU）MRI检测，并能准确区分无菌性炎症与细菌感染。这表明该探针在临床环境中用于早期细菌感染诊断具有巨大潜力。李等人制备了聚乙二醇-血管内皮生长因子（VEGF）模拟肽QK修饰的钆掺杂碳点纳米探针（GCD-PEG-QK），其中VEGF受体在心肌梗死的心脏中高表达，并能特异性结合VEGF模拟肽QK。在小鼠心肌缺血/再灌注（I/R）模型中，注射GCD-PEG-QK的小鼠在心肌梗死区域显示出显著的信号增强，并实现了对心肌梗死的准确MRI成像。此外，体内研究表明，GCD-PEG-QK通过靶向梗死心肌递送QK肽，进一步增强了QK肽对血管生成的修复作用，从而提高了QK肽对I/R诱导的心肌损伤的保护效果。本研究首次采用QK肽偶联纳米探针作为心脏MRI造影剂，用于心肌梗死的诊断，并建立了一种无创且高效的急性心肌梗死MRI诊疗方法。 化学交换饱和转移成像（CEST）是一种MRI的对比机制，能够以MRI的灵敏度提供丰富的分子水平信息。当内源性或外源性分子中可交换的自旋通过适当的射频脉冲被选择性饱和时，CEST可检测大量水的磁化状态；这种饱和在发生化学交换时会转移到大体积自旋上，导致MRI可探测的水信号减弱，从而实现对低浓度化学物质的间接成像。Gregorio等人制备了负载碘帕醇造影剂的阳离子六肽Ac-K1和Ac-K2水凝胶，该水凝胶不仅对肿瘤细胞系GL261、TS/A和3T3-NIH以及接种乳腺癌细胞TS/A的Balb/c小鼠无毒性，并且具有可注射性；体外CEST-MRI实验表明，碘帕醇的CEST对比率超过50%，说明该肽基水凝胶具备在体外有效保留成像探针的能力。含有碘帕醇的Ac-K1和Ac-K2水凝胶作为高效的CEST-MRI探针，首次展示了基于肽类水凝胶系统在CEST-MRI检测新型生物医学成像技术中的应用。CEST-MRI成像因其在肿瘤学中的特性分析而备受关注，被视为分子成像和定量生物标志物库的重要扩展。CEST的一个子类——酰胺质子转移加权（APTw）MRI，利用主要位于3.5 ppm处的酰胺化学基团的可饱和交换。Meng等人比较了扩散峰度成像（DKI）与酰胺质子转移加权（APTw）成像在133名乳腺病变患者中对良性乳腺病变与乳腺癌进行鉴别诊断的效果。结果显示，用于衡量CEST效应的平均标准化磁化转移率不对称值（MTRasym）在良性乳腺病变中更高，表明CEST-MRI在良性病变中的预测性诊断效果比在恶性病变中更为显著。此外，相较于低级别癌症，高级别癌症表现出更高的MTRasym值以及更明显的分子成像特征。 基于肽的靶向正电子发射断层扫描（PET）探针对特定靶细胞具有高亲和力和特异性，并可被修饰为多种不同的PET探针。放射性核素是用于医学成像和癌症治疗的元素同位素。放射性核素（如18F、11C）可通过共价键与肽结合，形成放射性标记的肽类探针；或者通过多个配体键将另一种与放射性同位素（如64Cu、68Ga）强络合的配体化学偶联至肽递送部分。张等人在DMSO中合成了18F标记的Ac-TC14012放射性偶联探针——4-硝基苯基2-[18F]氟丙酸（[18F]NFP）-Ac-TC14012和N-琥珀酰亚胺基-4-[18F]氟苯甲酸（[18F]SFB）-Ac-TC14012。其中，Ac-TC14012是一种对肿瘤细胞中高度表达的C-X-C趋化因子受体4（CXCR4）具有高亲和力的肽。两种探针的放射化学产率（RCY）分别为38.1 ± 10.5%和31.6 ± 7.0%，其放射化学纯度（RCP）均≥95%。[18F]NFP标记肽的比活度为13.6–17.6 GBq μmol⁻¹（测量时），而另一者的比活度为18.7–31.6 GBq μmol⁻¹。与[18F]SFB标记肽相比，[18F]NFP标记肽具有更高的肿瘤摄取率和更好的特异性结合能力，并对肿瘤细胞表现出显著的成像效果。刘等人将含羧酸基团的BaBaSar螯合剂与RGD肽偶联，形成BaBaSar-RGD偶联物，并通过高效液相色谱法（HPLC）以78%的产率分离纯化得到BaBaSar-RGD2。进一步研究表明，64Cu标记的BaBaSar-RGD2的放射化学产率为90.7 ± 5.1%（n = 4），比活度为200–500 μCi μmol⁻¹（5.4–13.5 GBq μmol⁻¹），且64Cu-BaBaSar-RGD2在体外和体内均表现出良好的稳定性和肿瘤摄取特性。此外，64Cu-BaBaSar-RGD2作为整合素示踪剂，在PET成像的猴子模型中显示出良好的生物分布和安全性，具有广阔的应用前景。 荧光成像（FI）技术广泛应用于癌症的检测、诊断和治疗，是一种低成本、高特异性和高灵敏度的早期癌症诊断技术，可替代需要昂贵设备且具有放射性的磁共振成像（MRI）、正电子发射计算机断层扫描（PET）等其他成像技术。刘等人通过固相合成分别合成了五肽酪氨酸-异亮氨酸-甘氨酸-丝氨酸-精氨酸（YIGSR）-罗丹明B衍生物（YIGSR-RhB）和三肽精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）-罗丹明B衍生物（RGD-RhB），这两种新型肽类荧光成像探针能够准确靶向肿瘤组织细胞外基质中过表达的层粘连蛋白和纤连蛋白受体。体内实验表明，YIGSR-RhB和RGD-RhB能被黑色素瘤细胞B16F10和4T1乳腺癌细胞高度摄取，在体外及小鼠模型体内均表现出明显的红色荧光成像信号，说明YIGSR-RhB和RGD-RhB可用作肿瘤靶向成像探针，并能有效提高肿瘤靶向性。该技术有望成为特异性靶向肿瘤细胞以及在临床上用于癌症诊断和检测的有力工具。自组装肽类纳米探针可对肿瘤组织微酸性环境产生响应，是一种高灵敏度的成像探针，能够靶向肿瘤微环境。由寡肽自组装形成的纳米探针可在肿瘤微环境pH值发生微小变化时解离，并转化为具有荧光特性的纳米结构，实现对肿瘤细胞的特异性诊断和肿瘤内部成像，同时作为优异的pH响应型药物递送系统，在靶部位实现药物富集与释放。赵等人研究了一种基于肽自组装的新型仿生纳米探针，该探针在肿瘤组织低酸性环境中发生微小变化时即可响应并被激活，用于肿瘤内部的成像与诊断，并可携带治疗药物精准递送至肿瘤组织。针对肿瘤细胞的异质性和高突变率，纪等人设计了自组装肽-抗体免疫偶联物，将抗体药物与pH响应性插入肽（pHLIP）共价连接，并利用pHLIP肽在肿瘤微酸性环境中的结构变化，将抗体药物递送至肿瘤细胞表面，从而激活抗体药物依赖的杀伤细胞介导的毒性效应，有效杀灭多种乳腺癌细胞，并能在早期抑制肿瘤细胞的生长和转移。 诱导肽分子自组装的相互作用力主要包括静电作用、氢键、离子键、π-π堆积以及其他非共价相互作用，这些作用对于分子稳定自组装结构的形成至关重要。刘等人通过阳离子壳聚糖、藻蓝蛋白和3-羧基硼苯甲酸修饰的酵母β-葡聚糖之间的静电相互作用，采用层层自组装法制备了可特异性结合dectin-1受体的口服叶黄素纳米颗粒。该纳米颗粒靶向肠道派伊尔集合淋巴结，在干眼症（DED）模型小鼠中减轻了角膜损伤，并使Balb/c小鼠血浆和眼部的叶黄素生物利用度分别提高了2.63倍和1.81倍。综上所述，自组装叶黄素纳米颗粒优化了叶黄素在干眼症干预中的口服递送策略。NGR可特异性靶向肿瘤内皮细胞的CD13受体，但不具备靶向肿瘤细胞核仁的能力。Jing 等人证明，源自肝细胞癌（HCC）靶向肽 P47 的 RS 肽具有分子成像功能，RS 探针在原位模型小鼠及患者活检的非癌组织中对 HCC 微转移灶的成像对比度最高可达 21 倍。此外，RS 可靶向多种癌细胞，如非小细胞肺癌（NSCLC）和 HCC，并定位于细胞核的核仁核心区域；因此，RS 与奥沙利铂（RS-OXA）偶联可诱导核仁核心应激反应，在 HCC 小鼠模型中充分实现肿瘤阻断效应，而荧光标记的 RS 还可在 RS-OXA 治疗下动态观察 HCC 小鼠皮下肿瘤的生长情况。综上所述，RS 具有高特异性和高敏感性，可靶向多种肿瘤。因此，RS 能够将奥沙利铂精准递送至 HCC 小鼠的肿瘤部位，为肿瘤的影像学检测和靶向治疗提供了多功能手段。Pandit 等人[87]报道，四肽 Boc-Trp-Leu-Trp-Leu-OMe 在低浓度下可自组装形成离散的纳米球，随着肽浓度增加，这些纳米球逐渐融合并聚集形成微球。该肽类纳米微球通过外表面色氨酸残基侧链之间的芳香相互作用，包载疏水性染料羧基荧光素和抗癌药物姜黄素；当肽自组装结构受到钾离子或酸性条件刺激而解体时，药物得以释放。这类具有双重药物包载与递送功能的短肽自组装结构，是一种极具前景的药物递送载体。基于肽的自组装纳米结构通常由天然氨基酸组成，具有良好的生物相容性。Sivagnanam 等人制备了由 Boc 组成的酪氨酸-色氨酸（Tyr-Trp）二肽基纳米颗粒（DPNPs），其结构通过 Zn(II) 进行交联加固，从而改变了肽基纳米颗粒的固有光学性质，使该类二肽荧光纳米结构有望开发为新型成像探针。此外，Boc-Tyr-Trp 二肽基 DPNPs PS1（Boc-Tyr-Trp-OMe）和 PS2（Boc-Tyr-Trp-OH）能够负载化疗药物 DOX，并促进药物在细胞内的递送。PS1 和 PS2 经 EPCAM 基因适配体化学修饰后，可增强 DOX 对 A549 肺癌细胞的靶向递送，且不会递送至心肌细胞，从而确保了药物临床使用的安全性。这表明，短肽基荧光纳米结构在开发新型靶向药物递送载体方面具有巨大潜力。这些光稳定性良好的 DPNPs 有望在未来实现对药物释放及细胞摄取过程的实时监测。Tang 等人设计了一种系统，通过“别吃我们”的策略克服网状内皮系统（RES）的阻滞作用。首先，通过静脉注射一种D-自肽标记的脂质体（DSL）修饰的小鼠CD47蛋白衍生的酶抗性肽配体后，DSL包裹在肝脏吞噬细胞膜表面，减少了其相互作用。与空白脂质体相比，DSL显著延长了所注入的纳米载体的半衰期。在隐球菌性脑膜炎模型小鼠的脑靶向给药实验中，该策略表明DSL可促进两性霉素B的脑靶向治疗效果及其在脑内的累积。这表明，通过掩蔽吞噬表面来阻断网状内皮系统（RES）的策略，有助于提高纳米颗粒的递送效率。Sivagnanam等人成功合成了阳离子三肽Boc-Arg-Trp-Phe-OMe（PA1），该三肽在水溶液中可自组装形成纳米球结构，并发生可见荧光性质转变。此外，这些三肽球形结构（TPSS）不仅能捕获并递送抗癌药物阿霉素（DOX）进入癌细胞，诱导其凋亡，还能实时检测药物释放情况。此类基于肽的纳米药物递送系统（NDDs）具有蛋白酶稳定性及良好的生物相容性。PA1与上皮细胞特异性上皮细胞黏附分子（EPCAM）适配体（PA1-Apt）偶联后，显著改善了阿霉素（DOX）在乳腺癌上皮细胞系MCF7中的递送和杀伤效果；同样，PA1-Apt-DOX处理显著增加了DOX进入MCF7细胞的量。总之，基于肽的纳米药物递送系统为荧光成像和药物递送等生物医学应用提供了优越的平台，在癌症治疗中具有深远意义。 3 细胞穿透肽 细胞膜作为一种天然的生理屏障，不仅阻碍了蛋白质和核酸等分子进入细胞，也限制了药物的渗透。细胞穿透肽（CPPs）是一类由约8至30个氨基酸残基组成的小分子肽，具有穿透细胞膜的能力，可在不破坏细胞膜完整性的前提下穿过细胞。因此，CPPs可作为载体，将核酸、蛋白质及小分子药物等治疗物质递送至目标部位[96]。例如，TAT肽是一种源自蛋白质的CPP，含有逆转录转录激活因子，据报道可携带阿霉素（DOX）和紫杉醇（PTX），抑制人口腔鳞状细胞癌KB细胞的增殖；此外，TAT-siRNA复合物还可用于人慢性髓性白血病K562细胞的基因治疗. 3.1 摄入途径 CPPs进入细胞主要有两条途径（图3）：直接途径依赖于带正电荷的CPPs的极性，通过破坏膜的稳定性形成孔道，使CPPs无需消耗能量即可穿过细胞膜。这包括（1）CPPs直接插入细胞膜的间隙；（2）地毯模型：带正电的CPPs平铺在带负电的膜表面，通过静电相互作用增加膜的流动性，从而提高CPPs的渗透性；以及（3）反向胶束模型：磷脂双分子层内陷形成包裹CPPs的胶束，进入细胞后胶束反转并释放出CPPs。Li等人对牛乳铁蛋白衍生的L6（HL6；CHHHHRRWQWRHHHHHC）进行修饰，使其能够直接穿透人支气管肺泡癌A549细胞。此外，已有报道指出，胞质定位的内化肽6（CLIP6）可通过直接跨膜转运途径穿过细胞膜，并将模型抗原卵清蛋白（OVA）直接递送至细胞质中。 内吞作用是一种依赖能量的过程，细胞膜的磷脂双分子层向内凹陷，包裹细胞内的穿膜肽（CPPs）。例如，Li 等人证明，从牛乳铁蛋白衍生的 L6 CPP（RRWQWR）可被内化进入肺癌细胞，且 L6/量子点（QD）复合物可通过内吞作用进入细胞。CPPs 的穿透能力依赖于内吞作用，并主要通过三种方式消耗能量：巨胞饮、 caveolin 介导的内吞（CvME）和 clathrin 介导的内吞（CME）。巨胞饮过程需要胆固醇、肌动蛋白和 GTP 酶的参与。Nakase 等人发现，一种名为 caveolin 的单次跨膜蛋白可启动巨胞饮。当肽与细胞膜相互作用时，可形成共聚集体，诱导肌动蛋白聚合，从而将大分子物质转运至细胞内。神经纤毛蛋白-1（NRP1）和肝素硫酸蛋白多糖（HSPG）受体参与了 CPPs 的跨膜摄取过程。已有研究报道，NRP1 和 HSPGs 可协同诱导巨胞饮，促进 CPPs 的跨膜转运。有趣的是，它们在同一个囊泡中与不同的肽类纳米颗粒相互作用，从而促进了药物向相应靶点的递送。囊泡是细胞膜脂筏区域向内凹陷形成的结构，其内部包裹着与脂质链结合的受体，如HSPGs和清道夫受体（SCARA），这些受体可结合多种蛋白质配体（如CPPs），有助于促进细胞膜穿透并增强药物递送能力。CME通路涉及在富含磷脂酰肌醇4,5-二磷酸的质膜区域形成由格子蛋白包被的囊泡，该过程由肽与细胞表面特异性受体的相互作用启动。此通路参与了CPPs的细胞内递送，并依赖于GTP的水解以及包被囊泡的释放。已有研究报道，细胞穿透肽——激肽释放酶B1拮抗剂穿透肽（CP-B1RA）可通过调控在三阴性乳腺癌细胞中高表达的激肽B1（B1R）受体，抑制肿瘤增殖，从而加速细胞凋亡。CPPs通过内吞作用被细胞摄取，并从核内体逃逸至细胞质，以避免溶酶体降解；例如，前溶酶体药物氯喹（CQ）可增强searyl-（CPPs转运蛋白10）TP10的内体逃逸能力，并提高其在靶标部位的药效。然而，关于CPPs的摄取与吸收机制尚未达成共识，仍需深入研究以阐明CPPs的细胞摄取机制。 3.2 基于CPP的药物递送系统的应用 由细胞穿透肽（CPPs）组成的纳米载体能够增强化疗药物的递送效果，并为无法穿过细胞膜的药物提供高效的药物递送系统。通过优化序列、融合新型肽段或构建纳米结构，CPPs可增强主动屏障穿透能力，从而提高药物的治疗杀伤效果。 CPPs 可作为非病毒载体用于基因递送，降低机体的毒性反应，而阳离子 CPP 纳米胶束载体可形成药物递送系统（DDS）。其微小尺寸有助于深入渗透肿瘤细胞，实现基因治疗与诊断。例如，由3个精氨酸和6个缬氨酸组成的阳离子肽R3V6纳米胶束可负载siRNA和卡莫司汀（BCNU），形成siRNA/R3V6–BCNU复合物，通过电荷相互作用使粒径减小至400 nm（表2），并能穿透C6胶质母细胞瘤的细胞膜，将siRNA和卡莫司汀联合递送至治疗靶点。研究发现，经CPP修饰的纳米载体可将纳米颗粒和基因递送至皮肤活性层，在经皮给药和局部给药中发挥重要作用。此外，两亲性肽MGPE9（CRRLRHLRHHYRRRWHRFRC）被用于将质粒DNA以纳米复合物形式递送至人永生化角质形成细胞系HaCaT，以治疗皮肤病。MGPE9 被高效地转染至皮肤，所负载的质粒 DNA 在皮肤中持续表达达 48 小时。外泌体是膜包裹的纳米囊泡，肽分子可协助外泌体作为药物递送载体，克服基因治疗中药物细胞摄取率低的问题。Mangesh 等人将细胞穿透肽 YARA 与哺乳动物微小 RNA（miR-21-5p）偶联，形成 YARA-miR-21-5p 偶联物，并将其装载至外泌体中，结果显示与单独的 miR-21-5p 相比，YARA-miR-21-5p 的外泌体装载效率提高了 18.6 倍。在外泌体被细胞高效摄取后，可迅速将治疗性物质 miR-21-5p 递送至哺乳动物细胞内。与游离形式的 miRNA 相比，YARA-miR-21-5p 装载于外泌体后显著促进了成纤维细胞的增殖，体现了细胞穿透肽（CPPs）在装载和递送方面的优越能力。此外，肽偶联反应还促进了肽与金属配合物的结合，使 CPPs 可作为金属配合物胞内递送的有效载体。例如，锇（Os）（II）-双（四精氨酸）偶联物可在二维单层细胞系中实现大量摄取和积累，并能深入穿透胰腺癌细胞三维多细胞肿瘤球体模型的细胞膜。Obitz 等人首次通过将 Ru（II）联吡啶吩嗪配合物与非聚精氨酸CPP Xentry肽（LCLRPVG）偶联，制备出Ru（II）联吡啶吩嗪生物偶联物，并随后在树脂上合成了富含精氨酸的TAT-9肽修饰的生物偶联物，可用于细胞核和DNA的细胞内靶向成像。Gamba 等人利用固相肽合成法成功合成了单核、双核和三核多吡啶铱（Ir）（III）-八精氨酸多肽偶联物（Ir-R8、Ir2-R8 和 Ir3-R8），其中Ir3-R8由于其多肽部分具有高DNA结合亲和力，成为目前已知DNA亲和力最高的金属配合物-多肽偶联物之一。此外，Ir2-R8 对 NCI-H460（肺癌）、MCF-7（乳腺癌）和 A2780 cis（卵巢癌）肿瘤细胞系的细胞毒性显著高于 Ir2。Ir(III)-R8 有机金属多肽偶联物对模型阿霉素耐药性卵巢癌细胞系 NCI/ADR-RES 的细胞存活抑制率高达90%。这些 Ir(III)-R8 衍生物的 IC50 值与顺铂相当，并表现出与顺铂相似的活性，表明 Ir(III)-R8 衍生物在癌症治疗方面具有良好的临床应用前景。 现有证据表明，细胞穿透肽（CPPs）可将治疗性肽类配体和蛋白质递送至癌细胞的特定靶标部位，并与肿瘤细胞内的特异性受体相互作用，从而提高对肿瘤细胞的选择性。例如，由细胞穿透肽R9和胆固醇分子构建的肽类纳米载体可携带阿霉素（DOX）；经表面修饰上FAP-α抗体后，这些纳米载体能结合癌相关成纤维细胞（CAF）表面的抗原并释放抗体，从而实现药物的有效渗透。血管内皮生长因子受体-1（VEGFR-1）被广泛认为是促进肿瘤细胞生长的重要蛋白。Fang等人从噬菌体库中筛选出一种对VEGFR-1具有高亲和力的肿瘤靶向肽A1（WFLLTM），将其与TAT肽结合形成TAT-A1复合型CPP。与游离TAT相比，TAT-A1在细胞中的内化率显著提高，对人肝细胞癌细胞HepG2的内化率提升了超过50%。该研究证实，TAT-A1可增强对HepG2细胞的穿透能力，并抑制VEGFR-1的表达，从而有效治疗肝细胞癌。Gautam 等人利用新型细胞穿透肽（IMT-P8）和促凋亡肽（KLA）制备了 IMT-P8-KLA 结合肽。经荧光标记的 IMT-P8-KLA 处理后，在 HeLa 人宫颈癌细胞的线粒体中观察到强烈的荧光信号，表明 KLA 能够靶向递送至线粒体，并在癌细胞中实现更高的内化效率。此外，采用 MTT 法检测发现，当 IMT-P8-KLA 浓度为 20 μM 时，细胞活力显著下降，说明 IMT-P8-KLA 可通过靶向线粒体诱导癌细胞发生凋亡。 由携带化疗药物的CPPs组成的DDS可提高药物向肿瘤细胞的渗透能力。Yang等人报道了一种具有序列RLWMRWYSPRTRAYGC的选择性CPP功能化多聚体（SCPP-PS）。由于CPPs尺寸较小（63–65 nm），能够深入穿透A549细胞。SCPP-PS实现了抗癌药物甲氨蝶呤（MTX）19.4 wt%的载药量，完全抑制了癌细胞的存活活性。在注射SCPP-PS-MTX 8小时后，A549肺癌小鼠模型中肿瘤部位的药物累积显著增加，达到5.3% 注射剂量/克（ID/g）。ANG-2是一种可穿透血脑屏障并可激活的细胞穿透肽（ACPP），其靶向低密度脂蛋白受体相关蛋白1（LRP1），而该蛋白在脑肿瘤中过度表达。Li等人制备了ANG-TAT-PTX，借助TAT的帮助可穿越血脑屏障。脑部摄取实验表明，ANG-TAT在U87胶质母细胞瘤细胞中的摄取量比ANG高1.8倍，比游离PTX高5.8倍，从而显著提高了ANG和药物向实体瘤的渗透能力。此外，ANG-TAT-PTX治疗相比紫杉醇（PTX）化疗，可使U87纯合子小鼠的生存期延长15天，并显著降低U87细胞的存活率，为肿瘤治疗提供了一种新型且高效的药物递送系统（DDS）。另外，Kumthekar等人开发了一种新型DDS（ANG1005），该系统由三个共价连接至ANG-2的PTX分子组成（即ANG-PTX）。在一项针对复发性乳腺癌脑转移（BCBM）成年患者开展的临床试验中，ANG1005显示出良好的治疗效果。ANG1005的设计原理是利用LRP1介导的内吞作用，切断酶解连接子并释放PTX。研究发现，接受ANG1005治疗的患者中，颅内病灶稳定控制率达77%，颅外病灶达86%，对BCBM具有显著疗效。在该试验的亚组分析中，79%患有轻度脑膜癌的颅内患者实现了疾病控制，平均总生存期达8个月，凸显了其对脑膜癌患者中枢神经系统的保护作用。这些研究策略优化了基于细胞穿透肽（CPPs）的DDS治疗效果，并提高了化疗药物在靶部位的浓度。为了有效将治疗药物递送至活细胞，Yang 等人将一对互补的胆固醇和PEG修饰的卷曲螺旋脂肽“E4”[(EIAALEK)4]和“K4”[(KIAALKE)4]分别插入到脂质体中以及靶向细胞膜的磷脂双分子层中。通过体外细胞实验和体内斑马鱼胚胎实验表明，CPE4/CPK4可促进脂质体与靶向膜的融合，并快速释放脂质体包裹的荧光染料及细胞毒性药物阿霉素（DOX）。该策略显著提高了药物穿透细胞的能力和胞内递送效率，为临床实现药物的快速给药以及体内脂质药物的快速释放创造了条件，有效解决了因核内体逃逸或溶酶体降解导致的药物胞内递送效率低的问题。 4 响应多种环境刺激的肽类药物递送系统 肿瘤微环境是指促进肿瘤生长和转移的内部与外部环境，它不仅受周围组织结构的影响，也受到癌细胞内部环境的影响。刺激响应型药物递送系统（DDS）能够响应多种内源性TME刺激（如pH值、酶和氧化还原电位）或外源性刺激（如温度、光和热），从而发生电荷变化或尺寸减小等改变，导致癌细胞对其摄取和内吞作用增强（图2）。这有助于提高药物对恶性细胞的靶向性和穿透性递送效率，并改善药物的可控释放。 4.1 酶响应性肽类药物递送系统 疾病组织中过表达的不同类型酶可刺激肽类物质的诱导。当肿瘤组织中外泌酶（如基质金属蛋白酶MMPs和蛋白水解酶）浓度升高时，会触发基于肽的药物递送系统（DDS）响应，从而控制抗癌药物的释放。例如，组蛋白蛋白酶B（组织蛋白酶B，CTSB）在膀胱癌细胞的细胞质中高表达，能特异性识别GFLG肽，并在其F与L位点之间切割该肽序列。Zeng等人基于膀胱肿瘤特异性转化肽构建了一种CTSB响应型前药递送系统（HCPT–FF–GFLG-EEYSA）。自组装肽FF有助于前药形成纳米胶束。YSA（YSAYPDSVPMMS）肽（表3）可靶向人T24膀胱癌细胞膜外高表达的EphA2蛋白，并进入小鼠肿瘤组织。当暴露于CTSB时，HCPT–FF–GFLG-EEYSA发生裂解并转化为纤维状结构。液相色谱-质谱（LC-MS）分析表明，CTS B诱导形成的纤维结构可减缓羟基喜树碱（HCPT）的释放，延长其药效，并展现出术后预防膀胱肿瘤复发的能力。基于前列腺癌相关成纤维细胞（CAF）中蛋白水解酶（FAP-α）活性较高这一特点，Ji等人设计了基于两亲性底物肽CAP的FAP-α酶响应型纳米颗粒（NPs）。透射电镜（TEM）显示，CAP可自组装形成有序纳米纤维，并在负载阿霉素（DOX）后形成球形纳米颗粒。在移植人前列腺癌细胞PC-3和CAF的小鼠肿瘤微环境中，CAP-DOX NPs被FAP-α降解为无序结构，并在3小时内快速释放DOX，从而显著增强抗肿瘤效果。 从酶解底物中提取的肽序列可作为药物递送系统（DDS）中的酶响应基序，从而提高药物响应的敏感性。Wang 等人将磷脂与MRP共组装，其中MRP是胰腺癌组织中MMP-2的一种两亲性底物，构建了一种MMP-2酶激活响应型肽-脂质体杂化纳米载体（MRPL），该载体可负载抗纤维化药物吡非尼酮（PFD）和抗癌药物吉西他滨。本研究发现，在植入胰腺星状纤维细胞（PSCs）和人胰腺腺瘤细胞系Mia-paca-2的小鼠模型中，MMP-2表达显著上调。此外，MRPL-PFD在模型药物罗丹明（Rhd）刺激下可实现对MMP-2的响应性释放。纳米胶束体系中的MRPL组分能够靶向将PFD递送至PSCs，并下调细胞外基质（ECM）的表达。因此，MRPL-PFD显著增强了Rhd在胰腺肿瘤中的渗透深度，达到972.2 ± 28.3 μm，比游离MRPL高出9.2倍，克服了吉西他滨的递送障碍，并通过抑制ECM分泌提高了胰腺癌治疗效果。吴等人采用标准的固相肽合成法合成了克伦特罗（LND）-GFFpY肽偶联物（序列：LND-Gly-Phe-Phe-pTyr），该分子在酪氨酸磷酸化（pY）后可作为碱性磷酸酶（ALP）的裂解底物。在体外实验中，LND-GFFpY在过表达ALP的HepG2肝癌细胞中被去磷酸化，并自组装形成纤维网络状水凝胶LND-GFFY，表明LND-GFFpY在癌细胞中具有凝胶化作用。LND-GFFpY在缓冲液中72小时内释放的LND少于5%，说明共价键具有良好的稳定性；而在蛋白酶作用下，LND的释放量达到28%，且与酶含量成正比，证实药物能从该自递送系统中完全释放。LND-GFFpY对HepG2细胞的IC50值为146.8 μM，低于游离LND组，表明其在体外对癌细胞具有更强的抑制作用。与HepG2细胞相比，LND-GFFpY对正常细胞的IC50值增加了3.1倍，显示出其选择性抑制癌细胞的效果。在HeLa癌细胞移植瘤的小鼠模型中，LND-GFFpY降低了肿瘤细胞的密度并导致肿瘤退缩。总体而言，该系统可通过磷酸酶催化，选择性地将药物自发递送至癌细胞内。 4.2 pH响应型肽类药物递送系统 pH响应肽是一种对酸性环境敏感的载体分子，肿瘤细胞因糖酵解作用产生大量乳酸，同时代谢产生二氧化碳，导致肿瘤微环境（TCM）的pH值介于6.5至7.2之间。这使得由pH响应肽构成的药物递送系统（DDS）能够在肿瘤微酸性环境中高效递送并精确释放药物，从而提高靶部位的药物浓度。例如，聚(L（PLL）可形成具有不同结构的pH响应肽纳米载体。在此方面，Nguyen等人制备了一种经琥珀酰化ε-PLL（SPL）包覆的3-氨基丙基功能化介孔二氧化硅（MCM-NH₂）纳米颗粒，首次证实SPL可在低pH（pH 5.5–7.4）条件下，在结肠上皮癌细胞（LS174T和Caco-2）中释放大量泼尼松龙，载药量约为34%（w/w），用于结肠癌的诊断与治疗。Huo 等人通过将 P-糖蛋白（P-gp）抑制剂双硫仑（DSF）包封在聚乙二醇-嵌段-聚L-赖氨酸（PEG-b-PLL）胶束的疏水核心中，并在L-赖氨酸侧链上连接pH响应性交联剂马来酸二甲酯（DMMA）和紫杉醇（PTX），制备了一种电荷反转型胶束（DA-NP）。实验表明，在pH = 7.4时，DA-NPs的Zeta电位在1小时内保持在−1.5 ± 0.5 mV；而在pH = 6.6时，Zeta电位在1.15小时内从−13.3 mV上升至10.5 mV。共载DSF和PTX的胶束表面电荷由负变正，从而增强了肿瘤细胞的摄取效率。这种表面电荷的变化促进了两种药物在肿瘤微环境中的顺序释放。结果表明，该体系对阿霉素耐药的人乳腺癌细胞（MCF-7/ADR）中紫杉醇的失活效果得到增强。DSF通过抑制P-gp的转运活性，在克服耐药性方面显著提升了紫杉醇的治疗效果。张等人以生长抑制剂类似物兰瑞肽（Lan）作为内部模板，合成了钯（Pd）纳米颗粒（Lan-PdNPs），并在其表面组装了谷胱甘肽（GSH）。带负电的Lan-PdNPs@GSH在静电引力作用下吸附带正电的阿霉素（DOX），形成pH/光热双敏感的Lan-PdNPs@GSH/DOX纳米系统。在pH值为5.0且用808 nm近红外激光照射时，由于低酸环境破坏了静电相互作用，并结合光热效应促进药物释放，Lan-PdNPs@GSH/DOX中DOX的释放率高达85.4%。此外，体外实验显示其对HeLa癌细胞的活性仅为19.89%。体内研究表明，在U14荷瘤小鼠中，Lan-PdNPs@GSH/DOX联合激光照射组对移植的宫颈癌细胞的抑制率高达90.33%。综上所述，Lan-PdNPs@GSH/DOX具有良好的抗癌效果，且其治疗效率远高于单独使用化疗或光热疗法。该双刺激响应系统显著提高了药物在靶部位的浓度和治疗强度。在郑等人的一项研究中，首先将肿瘤溶解肽PTP-7通过足蛋白酶的肽底物与PEG结合，形成mPEG-PTP-7（PP），然后利用酸响应酰胺键（2-丙酸-3-甲基马来酰亚胺，CDM）将紫杉醇（PTX）偶联至PTP-7侧链上，生成PTP-7-PTX，并进一步组装成PPP纳米颗粒，使其对双刺激——低pH值和足蛋白酶（legumain）——产生顺序响应。体外实验表明，在pH 6.5的环境中，PPP释放PTX的速度更快，96小时内累积释放量达72.5%，说明其可将PTX递送至靶向微酸性肿瘤组织；同时，PP经酶解后可释放出PTP-7，从而抑制癌细胞生长。与游离PTX相比，PPP在体外对人乳腺癌MCF-7球状肿瘤的抑制率提高了4.8%。体内实验显示，由于酸性环境可断裂CDM键并释放PTX，PPP在携带过表达足蛋白酶的4T1乳腺癌细胞的小鼠模型中，使肿瘤体积减少超过一半。癌细胞上PTP-7的酶促活化增强了治疗效果，为抗癌药物和活性肽在肿瘤部位的同步递送提供了平台。 肽类自组装形成水凝胶在抗肿瘤治疗和再生医学领域具有广阔前景。Lolita 等人利用纳米技术将基于缬沙坦的肽类两亲分子自组装成纤维状丝状水凝胶结构，经局部给药后可加速糖尿病大鼠伤口的愈合速度，并对糖尿病伤口具有一定治疗效果。Liu 等人采用微波合成仪（CEM）制备了一种pH响应型OE（VKVKVOVK-VDPPT-KVEVKVKV-NH₂）肽类水凝胶载体。在特定浓度及生理pH条件下，OE可自组装形成纳米纤维结构，随后进一步聚集并交联为三维网络结构。在此过程中，OE同时包封了吉西他滨（GEM）和紫杉醇（PTX）。在体外pH 5.8的酸性环境中，由于酸性条件破坏了三维网络结构，OE水凝胶中PTX和GEM的总释放率分别在7天内达到96.90%，3天内达到99.99%，表明OE水凝胶在酸性环境下具有持续释药特性。在携带4T1肿瘤的小鼠体内实验中，经OE水凝胶负载紫杉醇（PTX）和吉西他滨（GEM）处理的组别，在第7天时肿瘤抑制率高达90.84%，且肿瘤重量减轻至0.19克。此外，皮下注射OE水凝胶后，小鼠未出现任何损伤或病变迹象。综上所述，OE水凝胶可将GEM在小鼠乳腺肿瘤部位集中释放，随后缓慢释放PTX，从而延长了药物作用时间并增强了疗效，同时表现出良好的生物相容性，表明其在多种药物联合递送方面具有广阔的应用前景。Zhang等人采用经典的固相肽合成法（SPPS），合成了可注射、pH响应型原位自组装的肽-MTX水凝胶系统。MTX通过pH响应性的酰胺键与KKFKFEFEF肽偶联，形成MTX-KKFKFEFEF(DA)。在体外研究中，作者用异硫氰酸荧光素（FITC）标记KKFKFEFEF，并进行6小时追踪。DA（pH = 6.5）能被三种肿瘤细胞有效摄取，并通过内吞作用进入溶酶体，在低pH刺激下释放MTX，发挥治疗作用。在携带4T1肿瘤的小鼠体内实验中，结果显示DA对肿瘤的抑制率高达80±0.78%。此外，经H&E、TUNEL和Ki67免疫荧光染色分析肿瘤组织切片后，发现DA处理组中的坏死肿瘤细胞数量更多，表明该系统在低pH刺激下对癌细胞具有较高的抑制效果，并提升了药物在癌症治疗中的疗效。 4.3 温度刺激响应型肽类药物递送系统 外部温度刺激会影响肽类载体控制抗癌药物释放的能力。目前研究发现，弹性蛋白样多肽（ELP）具有温度响应反转特性。在相变温度（Tt）时，ELP呈不规则卷曲的螺旋结构；当温度高于Tt时，ELP会发生相变，形成规则的β-螺旋结构，并可在肿瘤血管内聚集形成大的疏水性聚合物。当温度低于Tt时，ELP发生可逆的结构转变，溶解于血浆中，在血管内外形成浓度梯度，促进其扩散并富集于肿瘤组织。因此，具有温度响应性、生物降解性和精确控释特性的ELP基药物递送系统（DDS）在癌症治疗和药物输送领域具有广泛应用前景。Sonja等人设计了一种热响应型生物聚合物系统SynB1 ELP-DOXO，该系统由细胞穿透肽SynB1、ELP以及一种与马来酰亚胺基团偶联的阿霉素（DOX）腙衍生物（DOXO-EMCH）组成，其中包含pH敏感的腙键连接子，可在肿瘤酸性溶酶体环境中释放DOX。SynB1 ELP 1-DOXO 的转变温度（Tt）为38°C。作者将SynB1 ELP 1-DOXO注射到接受41°C温和热疗2小时的三阴性人乳腺癌细胞MDA-MB-231异种移植小鼠体内。与游离DOX注射组相比，癌细胞对DOX的摄取量提高了2倍，心脏中DOX的累积量降低了5倍，ELP1-DOXO在肿瘤/心脏中的累积比例提高了6倍。综上所述，本研究展示了基于ELP的药物递送系统（DDS）具有热选择性靶向能力，在外部温度刺激下可主动靶向肿瘤组织、提高DOX在肿瘤部位的积累，并减少DOX对心肌组织的损伤，为乳腺癌的临床治疗提供了新思路。此外，已有报道表明，经SynB1修饰的ELP-Notch共激活因子MasterMind-Like1（dnMAML）肽偶联物可形成热响应肽载体SynB1-ELP1-dnMAML。Notch信号通路促进肿瘤干细胞（CSCs）的增殖与分化，因此阻断肿瘤中的Notch信号通路是防止癌症复发的关键。Robinson 等人观察到，将 SynB1-ELP1-dnMAML 静脉注射后，在体外温度为 40–41°C 的局部热疗作用下，该物质在 MDA-MB-231 肿瘤荷鼠的肿瘤部位持续积累达 42 小时，从而延长了 dnMAML 肽的半衰期。此外，SynB1-ELP1-dnMAML 与紫杉醇（PTX）联合治疗在第 26 天抑制了肿瘤生长 72%，并降低了癌细胞的耐药性。综上所述，ELP 与局部热疗相结合可主动靶向肿瘤组织，并通过阻断 Notch 信号通路增强 PTX 的疗效，这种联合疗法有望预防乳腺癌复发。这表明 ELP 可促进药物被肿瘤细胞内化，延缓药物释放，延长药物作用时间。 Vallejo 等人利用超临界流体（SCF）技术和超临界反溶剂（SAS）技术，开发出一种新型纳米药物递送系统（nano-DDS），将化疗药物 DTX 封装于经 RGD 修饰的基因工程弹性蛋白重组体（ELRs）中。ELRs 具有温度响应性，可在特定条件下分解为粒径约 40 nm 的稳定纳米颗粒，从而显著提高 DTX 的水溶性。实验表明，ELRs-DTX 纳米颗粒在肿瘤细胞中的释放速率在 10 小时后逐渐减缓，并在 96 小时实现完全释放。1 mM 浓度的 ELRs-DTX 纳米颗粒可完全抑制 MDA-MB-231 细胞的增殖。结合肿瘤靶向肽 RGD 后，该系统对乳腺癌细胞表现出更强的抑制作用，为开发新型控释系统奠定了基础。 4.4 响应氧化还原刺激的肽类药物递送系统 氧化还原响应肽被设计为对肿瘤微环境（TME）中的氧化还原电位产生响应，该电位由活性氧（ROS）水平和谷胱甘肽二硫键浓度决定。这些肽可被用于构建纳米药物递送系统，通过ROS与GSH差异的变化触发药物释放，并在特定部位实现聚集，同时保持显著的胶体稳定性。 4.4.1 氧化刺激 ROS 主要包含过氧化氢（H₂O₂）、超氧阴离子（O₂•‾）和羟基自由基（•OH）。当含硫醚的肽类与ROS发生氧化还原反应时，疏水性的硫醚基团被氧化为疏水性亚砜基团，从而导致基于硫醚肽的药物递送系统（DDS）断裂并释放治疗药物。张等人通过1,4-二硫代氨基谷氨酸氨基羧甲基单体（DTG-NCA）的开环聚合（ROP）制备了两亲性多肽嵌段共聚物mPEG-b-PDTG，这是一种新型的ROS响应型DDS。实验表明，mPEG-b-PDTG在溶液中可自组装形成纳米胶束；经100 mmol/L H₂O₂处理后，胶束尺寸逐渐减小至40 nm，且尺寸减小速率与H₂O₂浓度成正比，证实了mPEG-b-PDTG具有ROS诱导响应特性。随后，作者将模型药物尼罗红（NR）负载到mPEG-b-PDTG上，发现NR的释放速率与H₂O₂浓度成正比，动态光散射（DLS）和浊度测量结果证实了这一点，这是由于H₂O₂可裂解胶束所致。综上所述，mPEG-b-PDTG为ROS响应型药物递送系统（DDS）提供了一个平台。此外，Xu等人合成了一种基于硫醚键的肽类聚合物Met-PEA-PEG，该聚合物对ROS具有响应性。Met-PEA-PEG是一种两亲性聚合物，由亲水性的PEG外壳与疏水性的L-蛋氨酸聚酯酰胺（Met-PEA）结合而成，能够自组装形成胶束状纳米颗粒。研究表明，Met-PEA-PEG的释放依赖于尼罗红染料的H₂O₂浓度，并对PC3前列腺癌细胞中的高浓度ROS表现出敏感性。此外，携带喜树碱酸（GA）的Met-PEA-PEG纳米颗粒对HeLa癌细胞表现出显著的细胞毒性，从而提高了GA的治疗效果。因此，该体系在靶向抗癌药物递送方面展现出良好的应用前景。 4.4.2 刺激的减弱 在肿瘤微环境中，谷胱甘肽（GSH）是主要的还原物质，可与侧链上的二硫键结合，进而与肽类纳米载体结合形成交联的纳米颗粒。在强还原条件下，二硫键被还原为巯基并断裂，从而释放出负载治疗物质的含二硫键肽类载体。例如，Li 等人合成了一种新型多肽二硫键交联的甲氧基聚乙二醇-聚天冬氨酸-酪氨酸（CPPT），将姜黄素（Cur）负载于疏水核心中，将盐酸多柔比星（DOX）负载于亲水段，并以磷酸钙（CaP）外壳包裹，形成pH/氧化还原双敏感的CPPT@CaP-CD纳米颗粒。体外细胞实验表明，在低氧、高浓度GSH的肿瘤酸性环境下，CaP外壳迅速溶解，二硫键断裂，药物得以释放，并对人肺癌细胞A549产生显著毒性作用。这种有机-无机复合载体有助于联合药物的研发。Song 等人制备了一种基于还原敏感性聚乙二醇-b-聚(L-酪氨酸)-硫辛酸（PEG-b-PTyr-LA）的共聚物胶束（cRGD-rPTM），并用靶向肽 cRGD 进行修饰。体外实验表明，在抗氧化剂 LA 存在下，cRGD-rPTM 对阿霉素（DOX）的载药能力超过 90%，提高了药物负载效率并增强了对癌细胞的靶向性。将 cRGD-rPTM 静脉注射至携带 MDA-MB-231 肿瘤的小鼠体内后，小鼠体内 DOX 显著富集。体系内的胶束二硫键易被细胞内谷胱甘肽（GSH）裂解，从而实现 DOX 的可控释放。该机制显著抑制了乳腺肿瘤生长，肿瘤体积最大缩小达 84.2%。综上所述，cRGD-rPTM 是一种高效的靶向化疗纳米平台。 5 结论与未来展望 本文综述了国内外基于功能肽的药物递送系统（DDS）的研究进展，重点介绍了细胞穿透肽（CPPs）的靶向受体、其摄取途径，以及肿瘤微环境（TME）内源性条件对不同刺激响应肽的诱导机制，并探讨了由这些肽组成的DDS在肿瘤等疾病治疗中的应用前景。上述章节所述肽类构成的DDS已在体外和体内得到广泛研究，但临床实践研究仍相对不足。此外，目前基于肽的临床治疗仅发挥肽类药物本身的治疗作用，而非作为递送系统来治疗疾病，这一问题亟需进一步研究加以解决。 与单药化疗和抗体-药物偶联物相比，肽基药物递送系统（PDCs）是一种新型的肽类药物递送系统，具有体积小、生物利用度高以及易于穿透生物膜等优势。在药物递送系统中，肽分子起着主要作用，其靶向性和穿透性是实现药物精准递送至病灶部位的关键特性。为治疗复杂的肿瘤疾病，肽基药物递送系统能够适应肿瘤微环境的复杂变化，并靶向肿瘤微环境，充分发挥肽分子的结构特征和生物学效应。然而，如何合成在PDCs中具有更高稳定性的肽仍是一个亟待克服的技术难题。未来，以肿瘤特异性靶点和内吞靶点作为双重靶标实现双功能结合的PDCs技术将成为研发的新热点，但仍面临诸多“硬骨头”需要突破，例如临床应用方面的问题。 参考文献：DOI: 10.1016/j.heliyon.2024.e26009 免责声明：本文为行业交流学习，版权归原作者所有，如有侵权，可联系删除 扫码联系我们 电话：18455186404 微信：salepeptide 定制多肽，肽库生物