近日，化学系黎占亭研究团队、张凡研究组和美国劳伦斯·伯克利国家实验室刘毅研究员合作，利用本实验室创立的超分子有机框架 (Supramolecular Organic Framework, SOF)为载体，成功开发出简化的sof-DDS新技术。研究结果分别以“In situ-prepared homogeneous supramolecular organic framework drug delivery systems (sof-DDSs): overcoming cancer multidrug resistance and controlled release”和“Loading-free supramolecular organic framework drug delivery systems (sof-DDSs) for doxorubicin: normal plasm and multidrug resistant cancer cell-adaptive delivery and release”为题目，在线发表于《中国化学快报》（Chinese Chemical Letters, DOI: 10.1016/j.cclet.2017.01.010; 10.1016/j.cclet.2017.01.005）。论文第一作者分别为化学系博士生田佳和姚池。
    癌症为威胁人类健康的第一大疾病杀手，化药治疗是除手术之外的最重要治疗手段。但化药治疗也面临很多挑战，如会产生各种严重副作用、肿瘤细胞产生耐药性、缺少靶向性及生物利用度低等。很多分子药物水溶性低，也限制了它们的临床应用。药物递送体系（drug delivery system, DDS）可在相当程度上克服上述化疗缺点。因此，用于癌症治疗的DDS研发一直受到学术界和工业界重视。但目前美国FDA批准上市的递送药物总计只有6个，中国只有3个左右，且全是脂质体(liposomal)体系。目前FDA批准的用于癌症治疗的化学药物已有140余个。因此，DDS研发与抗癌新药研发相比严重滞后。另外，目前临床使用的脂质体药物与原药相比，价格都大幅度攀升，提高达4-200倍，不仅严重加大患者的经济负担，也限制了递送型药物为绝大多数普通患者所使用。按市场规模推算，目前我国只有不到1%的患者能够按疗程使用递送药物治疗。因此，发展低成本高效药物递送新技术具有重大的社会效益和广阔的市场。
    研究团队所开发新技术的核心是利用SOF的均相有序纳米孔结构特征，在水中通过非共价键作用驱动，直接把药物吸收到纳米孔内部。由于SOF具有纳米尺度效应，被吸收的药物经静脉注射后，在血液循环中可避免大量流失，并能够通过耐药性癌细胞的屏蔽效应。进入癌细胞后，药物受肿瘤细胞内酸性介质质子化，消除了与SOF的相互作用力，由此可以实现有效释放。对负离子药物培美曲塞(pemetrexed, PMX)和中性药物阿霉素(doxorubicin, DOX)的细胞和动物实验研究表明，SOFs可以克服肿瘤细胞的多药耐药性(multidrug resistance, MDR)，与原药相比，IC50 (half maximal inhibitory concentration)值降低5-19倍。 

    目前临床使用的脂质体DDS药物价格高昂，一个主要因素是，药物需要被负载或包埋在脂质体的内部。这一过程如同一个以药物为原料的产率极低的有机反应，后续分离纯化过程复杂，质量控制要求极高，并且部分辅助原料价格昂贵。新的sof-DDS技术省去了上述所有步骤，只需把载体和药物在水中混溶即可使用。构建sof-DDS的有机单体可以从低价原料出发，通过数步反应制备，成本远低于绝大多数化疗药物，因此，这类自组装型的载体提供了未来发展低成本递送药物的新一代技术。另外，sof-DDS为分离式平台，一旦开发成功，可以实现不同药物的递送，也有利于进一步降低成本。
    据悉，本项研究得到国家自然科学基金委、科技部、教育部和上海市科委资助。