遞送給藥策略極大地幫助了將有前途的療法轉化為成功的療法。隨著治療領域的發(fā)展，遞送給藥策略和技術迅速適應了不斷變化的遞送給藥需求。幾十年前，小分子藥物是治療的主要類別。由于小分子的傳遞在很大程度上取決于其物理化學性質，從而嚴重影響藥物的生物利用度，因此遞送工作首先集中在提高藥物的溶解度、控制其釋放、擴大其活性和調整其藥代動力學（PKs）上。隨著時間的流逝，包括蛋白質和肽、單克隆抗體（mab）、核酸和活細胞在內的新一代療法提供了新的治療功能。新功能帶來了額外的挑戰(zhàn)，特別是在穩(wěn)定性（尤其是蛋白質和肽類），細胞內遞送要求（尤其是核酸）和生存能力和擴增（活細胞）方面。因此，藥物輸送策略必須不斷發(fā)展，以應對這些挑戰(zhàn)。鑒于此，美國哈佛大學教授、美國工程院、醫(yī)學院雙院院士Samir Mitragotri和北卡羅來納大學教堂山分校Aaron C.Anselmo等人在Nature Biomedical Engineering對商業(yè)藥物輸送技術的發(fā)展進行了綜述。
對于所有藥物，遞送的目的是通過將藥物（被動或主動）運輸和釋放至體內靶位并通過使脫靶藥物的積累最小化來使治療功效最大化。這可以通過控制藥物PK，降低藥物毒性，增加藥物在靶部位的蓄積以及提高患者的接受度和依從性來實現(xiàn)。通過識別與每種療法相關的獨特的給藥挑戰(zhàn)，促進了給藥技術和策略的創(chuàng)新。研究人員評估了與五類治療藥物（小分子，核酸，肽，蛋白質和細胞）相關的遞送挑戰(zhàn)如何導致藥物遞送方法和商業(yè)產品的發(fā)展。其中，五種治療藥物中的每一種都有其獨特的遞送挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)導致了以下藥物傳遞模式的發(fā)展：藥物或其環(huán)境的修飾以及藥物遞送系統(tǒng)的設計。無論是哪一類治療藥物，給藥系統(tǒng)都采用了一種或多種藥物修飾或環(huán)境修飾策略。
通過進行此分析，研究人員確定了用于克服每種療法的藥物遞送挑戰(zhàn)的三個核心范例：3）創(chuàng)建一個便于傳遞的界面（即藥物傳遞系統(tǒng)），以控制藥物與其微環(huán)境之間的相互作用。藥物的修飾包括對其結構（如官能團、氨基酸或核酸主鏈）的化學改變及其與已知部分或靶向配體的結合。其目的是調節(jié)藥物與體內分子、細胞和組織之間的相互作用，以及藥物與其靶點之間的相互作用，從而允許對藥物在體內的導航和處理方式進行某種控制，從最初的給藥到預期的功能。藥物修飾已被用于改善所有類型的治療劑的遞送。
對環(huán)境的修飾包括一系列的方法，從作用部位的高度靶向性改變到改變宿主環(huán)境的全身給藥佐劑?？偟膩碚f，環(huán)境修飾代表了一種廣泛的藥物遞送策略，可以幫助克服生物障礙。例如，對于小分子，賦形劑被開發(fā)通過改變局部pH，以增強在生理液體藥物溶解度。微環(huán)境的調節(jié)劑還可用于改變阻礙藥物作用的生理液或機械過程，等等。對藥物及其微環(huán)境的修飾可以調節(jié)和優(yōu)化藥物的活性。藥物傳遞系統(tǒng)可以通過在藥物和微環(huán)境之間建立一個界面來結合這兩種策略。將藥物修飾和環(huán)境修飾整合到藥物遞送系統(tǒng)中已應用于所有類別的治療藥物。
圖|整合藥物修飾和環(huán)境修飾的遞送系統(tǒng)藥物的遞送與治療方法的發(fā)展一樣，從小分子到蛋白質和多肽，再到核酸，再到最近的活細胞療法。通過藥物修飾和微環(huán)境修飾已經解決了這些療法中每一種的遞送難題。實際上，多功能遞送系統(tǒng)已經改善了對所有類型治療劑的遞送，其中具有對藥物作用的優(yōu)異控制的遞送系統(tǒng)通常結合了藥物修飾和環(huán)境修飾。對現(xiàn)有治療方法和傳遞方法（藥物修飾和環(huán)境修飾）的分析表明，存在三個普遍的突出挑戰(zhàn)：3）開發(fā)出可以根據(jù)環(huán)境提示在特定時間和濃度下在特定組織中迅速分泌生物分子的藥物輸送系統(tǒng)。盡管這些挑戰(zhàn)不會阻止大多數(shù)療法的實施，但研究人員認為細胞療法可以同時解決這些問題，并產生有效的單劑量藥物遞送系統(tǒng)。事實上，細胞療法可以提供一個復雜的生物制劑的持續(xù)來源，協(xié)商生物屏障，并以模仿自然生物過程的方式對宿主線索作出反應。因此，細胞療法既可以作為一個動態(tài)傳遞系統(tǒng)，也可以作為一種治療手段。因此，細胞療法特別適合于治療或管理罕見的血液疾?。ㄈ缪巡『顽牋罴毎。⒎磻涣嫉陌┌Y和代謝性遺傳疾病。由于它們模擬了關鍵的生物過程，先進的細胞療法可以減少給藥頻率和某些醫(yī)療干預的需要或數(shù)量。如果以歷史為指導，細胞療法將利用已建立的方法來修飾藥物及其微環(huán)境，以控制藥物的作用、功效和毒性。相反，對該方法的特定改進將使其他類別的治療受益。Vargason, A.M., Anselmo,A.C. & Mitragotri, S. The evolution of commercial drug deliverytechnologies. Nat Biomed Eng (2021).https://doi.org/10.1038/s41551-021-00698-w
