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纳米技术在弥漫性固有桥脑胶质瘤中的应用

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弥漫性固有脑桥胶质瘤(DIPGs)总是在小学年龄儿童的脑桥中发现的致命肿瘤。这些肿瘤为二至四级胶质瘤,自诊断后中位生存期不到1年,预后不受肿瘤级别的影响。护理标准(SOC)治疗包括无伴随手术的放射治疗;没有化疗被证明是有

  弥漫性固有脑桥胶质瘤(DIPGs)总是在小学年龄儿童的脑桥中发现的致命肿瘤。这些肿瘤为二至四级胶质瘤,自诊断后中位生存期不到1年,预后不受肿瘤级别的影响。护理标准(SOC)治疗包括无伴随手术的放射治疗;没有化疗被证明是有效的。

  纳米技术可以为糖尿病周围神经病变以及其他脑肿瘤的治疗提供一些治疗选择。纳米技术结构(小于100纳米的纳米粒子,流体动力学半径已经用于并且正在开发用于治疗各种癌症的第三阶段试验。癌症,如肝癌和肺癌,是纳米治疗粒子的潜在接受者。与脑肿瘤相比,这些类型的癌症更常见,也更容易获得。迄今为止,已经测试了多种纳米颗粒,以增加对肿瘤的化疗药物递送,同时最小化药物的全身效应。用纳米颗粒治疗的一个具体优点是,它们不像小分子那样自由扩散,并且在肿瘤组织中的渗透性和滞留性增加。

脑桥胶质瘤

  图示:描述各种纳米粒子:量子点、金纳米粒子、树枝状大分子和脂质体。所有这些都可以用来横过血脑屏障进入脑桥。图片来源,doi:10.2174/1570159 x 14666160223121002

  在脑肿瘤的治疗中,已经开发出了能够穿过血脑屏障的纳米颗粒

  (BBB)当通过常规递送途径给药时,例如静脉注射。一旦递送,这些试剂可用于增强成像和用于靶向治疗的递送在脑瘤中。然而,目前还没有专门针对将化疗药物输送到DIPGs的已发表文章。目前的文献集中在为治疗多形性胶质母细胞瘤(GBMs)而开发的纳米颗粒上,GBMs是ⅳ级胶质瘤,可发生在中枢神经系统的任何地方,并与DIPGs有一些相似之处。然而,这些数据对于诊断和治疗糖尿病周围神经病变的下一步是有希望的。本综述将讨论和强调现有的治疗肾小球基底膜的数据,并检查潜在的外推到治疗糖尿病周围神经病变的数据,其中糖尿病周围神经病变的数据不可用。

  纳米颗粒的新药物选项包括CDK抑制剂,其已在小鼠DIPG模型中证明可延长生存期。同样,已经证明Wee1抑制剂与辐射联合使用会降低培养物中DIPG细胞的存活率。更经典的化疗药物,如卡铂和替莫唑胺,已经被包装成纳米颗粒,并有可能用于治疗DIPGs。

  DIPGS治疗障碍

  手术,无论是去毛刺还是切除术,由于肿瘤的精确位置,对DIPGs的治疗都不是治疗性的。活检是安全的,但并非所有机构在诊断时或进展后进行活检,因为担心手术的发病率,而临床表现和影像学在确定DIPG的诊断上是相当可靠的。

  不幸的是,化疗不能延长DIPG患者的生存期。关于这些局限性的理论是多种多样的。一般认为脑桥的解剖结构和局部完整的血脑屏障限制了DIPGs患者脑桥的化疗灌注。此外,也有证据表明药物外排转运体限制了化疗的疗效-治疗药物。最后,可能是浸润性肿瘤在一个已经限制的区域增加了该区域的各向异性,减少了可以扩散到肿瘤区域的全身化疗量。

  这种毁灭性疾病的局限性导致了现代医学的多种方法,试图改变受影响儿童的生存机会。在这个充满挑战的领域,即受DIPG影响的桥,癌症治疗的一个领域是纳米技术。

  治疗DIPGS的纳米颗粒

  目前有多种形式的纳米颗粒正在被研究用于治疗脑肿瘤(图1)。以金、银、铁和碳等稳定元素为基础制成纳米颗粒。有机纳米粒子包括脂质体和胶束粒子,它们都是磷脂制剂,尽管大小和层状成分不同。聚合物纳米粒子,例如聚-(D,L-乳酸-羟基乙酸)(PLGA)也被使用。尽管纳米颗粒的种类繁多,但在很大程度上由于这些纳米颗粒的非特异性和非靶向性,给药仍然是一个挑战。纳米粒子的靶向性现在是可能的,因为有解决上述BBB限制的递送技术。

  纳米技术已经被发展成以非靶向和靶向的方式向脑肿瘤,特别是GBM提供治疗。这种发展在DIPGs中还没有出现,DIPGs被认为是一种“绝症”。一般来说,在脑瘤中需要完善纳米粒给药系统。然而,更多的时间和注意力应该集中在开发一种纳米颗粒给药系统来治疗DIPG这一同样致命的儿科疾病上。

  INC国际神经外科医生集团旗下世界神经外科顾问团(WANG)成员、“加拿大更佳医生”荣誉获得者之一、多伦多大学儿童病院亚瑟和索尼亚拉巴特脑瘤研究中心主任、多伦多大学外科学系教授/系主任James T. Rutka教授表示需要继续探索优化SERS纳米颗粒的大小、组成和表面涂层,同时减少对网状内皮系统的吸收,以使这些技术发挥规模较大的作用并进行临床试验。

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