根据美国国立卫生研究院的数据,动脉粥样硬化(AS)每年导致的全球死亡人数约为1760万,使其成为全球死亡的主要原因。动脉粥样硬化的病理环境以炎症和中大动脉中富含脂质斑块的形成为特征。目前,抗血小板、降血脂和血管舒张药物主要用于动脉粥样硬化的临床治疗。药物治疗可有效控制动脉粥样硬化的进展;然而,由于生物利用度差和非特异性分布等因素,口服药物的使用并没有取得令人满意的治疗效果。为了克服动脉粥样硬化的治疗瓶颈,确定有效的治疗策略和药物至关重要。
作者对动脉粥样硬化的病理机制,纳米颗粒介导的治疗策略,以及未来纳米递送的潜在治疗靶点进行了系统总结。揭示了纳米颗粒用于动脉粥样硬化治疗的潜力和挑战,并强调了新的有效的设计思路。
动脉粥样硬化是心血管疾病发生发展的主要病理基础,是影响大中型动脉的一种慢性炎症性疾病,可导致斑块形成。AS 的病理进展可分为四个阶段: 早期脂肪条纹、纤维斑块、动脉粥样硬化斑块、复杂病变或继发性改变。
目前,低脂饮食和降低胆固醇水平的药物是 AS 最常用的治疗方法; 然而,使用它们的临床结果并不理想。目前限制抗 AS 药物进展的主要因素是它们缺乏特异性。已知改变胆固醇代谢、氧化应激、缺氧、细胞凋亡和细胞坏死在 AS 的免疫微环境中发生重要作用。因此,重塑动脉粥样硬化微环境可以减少 AS。本节讨论了与动脉粥样硬化病变微环境相关的前瞻性治疗靶点(图1)。
图1 用于治疗含有易损动脉粥样硬化斑块的微环境的纳米材料的示意图
近年来,纳米粒子已成为先进医疗诊断和治疗应用的可行替代材料。本节讨论了目前用于 AS 发展治疗的三种最重要的纳米材料:聚合物纳米材料,脂质纳米材料,无机纳米材料(图1)。
在过去的十年中,刺激响应型药物递送系统已经越来越多地被认为是治疗 AS 的强大的药物递送平台。将药物加载到刺激反应递送系统中,在特定的受影响区域释放药物,可以提高 AS 治疗的整体安全性、递送性和有效性。此外,缺乏定点靶向是传统药物传递纳米系统的一个缺点。人体的吞噬细胞系统检测纳米粒子作为外来物质,导致其快速清除。这个过程是有限目标的关键因素。因此,迫切需要设计的纳米粒子逃避吞噬细胞系统且实现特定的靶向。在本节中,我们总结了用于治疗AS 的刺激响应性纳米药物递送系统(表一)以及靶向平台(表二)。
近几十年来,人们付出了巨大的努力来促进纳米技术转化为临床实践。然而,纳米粒子的研究仍然主要处于动物临床前阶段。迄今为止,只有少数纳米药物被批准用于临床,其中大多数用于肿瘤的诊断或治疗。虽然某些纳米颗粒在动物研究中表现良好,但人类和动物之间的差异使得它们难以转变为临床应用。总之,虽然纳米颗粒试验目前显示出了良好的结果,但要使其在临床上用于治疗动脉粥样硬化还有很长的路要走。这些包括: 1)纳米粒子的简化,因为有必要彻底研究它们的治疗影响,在不牺牲靶向能力的情况下尽量减少改变,并实现对诊断和治疗策略的大量整合; 2)纳米粒子与病理组织之间的相互作用将需要完全阐明,并在大型动物模型中进行研究; 3)大多数纳米药物只进行了表型研究(例如,评估抗炎和抗氧化作用及其对胆固醇流出的影响) ,需要研究精确的机制(包括确切的作用领域和分子相互作用的目标)。深入的机理研究有望促进临床应用和纳米材料设计的逻辑指导。4)应提高药物的生物利用度和给药效果,并阐明纳米粒子的药代动力学和潜在长期负面影响的机制。