基于金属有机框架材料的药物传递及癌症治疗

金属有机框架材料（MOFs）作为一种新型的由金属离子/离子簇连接有机配体而成的杂化多孔材料自合成以来受到科研工作者的广泛关注。MOFs因其自身优异的性能（例如，高度有序的多孔结构、高比表面积、结构组分可调性、尺寸形貌可控性、功能多样性和良好的生物相容性等）使得基于MOFs的材料在药物运输和疾病诊疗方面大显身手。目前基于MOFs材料的药物运输和诊疗体系的发展令人瞠目结舌，而为了满足日益增长的医疗要求，越来越多的MOFs功能化体系被设计出来。实现高效的可定点、定时、定量释药的多模式诊疗一体化系统是MOFs材料发展的重要前景之一。

近日，吉林大学化学学院、纳微构筑化学国际合作联合实验室杨英威教授团队在Advanced Materials 上发表题为Metal–Organic Framework (MOF)-Based Drug/Cargo Delivery and Cancer Therapy 的综述详细介绍了MOFs基材料从载药体系到多功能多模式癌症治疗方面的进展和应用前景。作者首先介绍了发展初期的单一MOFs作为载药体系，从最初的以毒性较大的铬离子作为配位离子制备MOFs载药体系发展到以铁离子、锌离子、锆离子等毒性较小的离子制备MOFs载药体系。

随着研究的逐步深化和医疗要求的不断提高，科学家们结合病理环境的特异性制备了一系列环境刺激响应性的MOFs载药体系，实现了在特定病理环境下的可控释药并提高了治疗效率。目前，刺激响应性的MOFs载药体系已经逐步发展成熟，从单刺激响应到多刺激响应性的MOFs载药体系得到科研人员的广泛关注，可针对多种特异性环境刺激响应因素如pH、阴阳离子、温度、光、压力、氧化还原和竞争刺激等的智能MOFs药物控释体系得以研究开发。值得关注的是，安装有超分子纳米阀门门控体系的多功能MOF基纳米靶向药物释放体系的成功构筑大大降低了药物的前释放，加上极低的细胞毒性和良好的多重刺激响应性，这类新型MOF纳米阀门体系为针对性的药物输送和可控的靶向药物治疗提供了全新的途径。

不可否认的是目前疾病的治疗尤其是癌症的治疗还局限在传统化疗，治疗效率仍然受到多药抗药性和化药毒副作用的巨大影响。该文章中主要介绍了基于壳核结构的多功能MOFs诊疗体系，囊括了聚合物包覆的MOFs、磁性壳核MOFs、其他壳核结构的MOFs以及其他基于MOFs的多功能诊疗体系。尽管诸多基于MOFs的给药体系已经初步建立并逐步发展，但设计制备大量可供选择的多功能性生物相容的MOFs诊疗靶向给药体系并优化其性能依然迫在眉睫，考察和评价其在不同层面的作用和治疗效果并逐步走向临床尚需时日。这类材料有望为解决化疗中的靶向给药问题开辟新的思路，进而提高化疗药物在癌症治疗上的效果，减少病痛。

综上所述，MOFs因其自身优异的性质已成为医疗材料领域的“宠儿”，该综述介绍了近年来采用MOFs材料在药物传递和癌症治疗等领域取得的显著成果。尽管如此，将MOFs材料应用于临床治疗还有很长的路要走。一方面优化材料的设计，另一方面加强MOFs治疗体系对生物体的生理活性研究将是未来MOFs体系用于临床治疗发展的重中之重。该综述的发表有望为MOFs材料在新材料和医药领域的进一步发展开辟新的道路。这一成果近期发表在Advanced Materials 上，文章的第一作者是吉林大学博士研究生武明雪。

该论文作者为：Ming-Xue Wu, Ying-Wei Yang

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Metal–Organic Framework (MOF)-Based Drug/Cargo Delivery and Cancer Therapy

Adv. Mater., 2017, DOI: 10.1002/adma.201606134

导师介绍

杨英威

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