image: The controllable activation property and superior antitumor activity of phorbiplatin significantly contributes to the development of photoactivatable anticancer prodrugs, especially Pt(IV) prodrugs that can be activated by red light, to reduce the adverse effects and conquer drug resistance of traditional platinum chemotherapy. view more
Credit: City University of Hong Kong
時至今日，大部分癌症已非不治之症，假如及早發現並開展如手術切除、化療、放療等相關治療，不少患者均可康復。不過抗癌之路並不易走，因為現時的大多化療藥物進入病人身體後會隨血液遊走，未能完全針對腫瘤位置發揮療效；在殺死腫瘤細胞的同時，病人身體沒有病變的健康細胞也可能「無辜受害」，從而導致嚴重的毒副作用。香港城市大學（香港城大）化學系副教授朱光宇博士及其團隊最近研發出一種新型抗癌前藥phorbiplatin，注射後可用紅光控制激活，針對腫瘤的特定位置發揮療效，解決化療藥物「錯殺良民」的副作用。
Phorbiplatin是一種抗癌的小分子四價鉑前藥；所謂「前藥」，又稱「前體藥物」，意即在體內被激活後才發揮藥效的化合物。而phorbiplatin在黑暗中呈惰性，不會發揮藥效，要靠紅光照射才能激活。朱博士解釋說︰「只需要短時間照射低強度的紅光（650 nm, 7 mW/cm2），phorbiplatin在不需要任何外部催化劑的情況下便被激活，還原成具有抗癌活性的一線臨床化療藥奧沙利鉑（oxaliplatin），以及光活化基團。這兩種物質均可發揮藥效，從而有效殺死腫瘤細胞。」
「這是第一個可以用紅光來激活的小分子四價鉑抗癌前藥。」他續說。
首度發現獨特的光還原機制
此前，研究人員研究以光來激活的小分子鉑類抗癌藥，都是用紫外光；不過紫外光穿透力差，而且會傷害細胞，還未能做活體研究。朱博士解釋他的研究選擇紅光，正是「因為紅光對正常細胞沒有傷害，而且穿透力強，可穿透皮膚表層，照射到皮下的腫瘤」。
朱博士的團隊用上大概3年的時間研究，以現時臨床上廣泛使用、普遍用於治療結直腸癌、胃癌、及卵巢癌等的一線抗癌藥奧沙利鉑的分子結構為基礎，引入能吸收紅光、一直在光動力療法中被用作光敏劑的pyropheophorbide a (PPA)作為光活化基團，合成phorbiplatin。光活化基團對紅光高度敏感，吸收紅光後負責將電子轉移到藥的中心，啟動光還原的過程，從而釋放奧沙利鉑。
朱博士引述研究數據指出，照射紅光的時間不需要很長，只要照射10分鐘，超過 8成的phorbiplatin已激活並釋放出奧沙利鉑和PPA，藥效可謂在時間和空間上均「定點受控」，有望將誤殺健康細胞的副作用降至最低。
抗癌活性療效顯著提高
是次研究結果顯示，A2780人類卵巢癌細胞注射phorbiplatin 後再照射紅光，有高比例的細胞凋亡（29.1%）和死亡（68.0%）。朱博士進一步指出，「針對人類乳腺癌細胞MCF-7的研究結果顯示，phorbiplatin的抗癌活性比奧沙利鉑更高出1,786倍，而在鉑耐藥性（A2780cisR）人類卵巢癌細胞的測試中，phorbiplatin的抗癌活性亦比奧沙利鉑高出974倍」。另外，分別與奧沙利鉑、PPA、甚至奧沙利鉑和PPA的混合物相比，研究數據均顯示phorbiplatin更有效抑制實驗小鼠體內的乳腺腫瘤生長：體積減少了67%，重量減少了62%。而小鼠的體重沒有明顯變化，證明phorbiplatin的安全性。
朱博士強調，phorbiplatin的結構很穩定。團隊認真分析了phorbiplatin的安全性，研究證實在黑暗中對正常人類肺成纖維細胞MRC-5沒有毒性；以phorbiplatin治療帶腫瘤的小鼠，其器官如心、肝、脾、肺、腎也處於良好狀態，進一步證實其安全性；反而直接用奧沙利鉑和PPA混合物治療帶腫瘤的小鼠，則發現肝臟組織受損。
促進了光活化抗癌前藥的開發
Phorbiplatin具有可控活化特性和卓越療效，朱博士認為大大促進了光活化抗癌前藥的開發，特別是用紅光活化、低副作用的四價鉑前藥，可減輕病人接受傳統鉑化療的不良反應。他表示，團隊下一步會進行臨床前期研究，做更多毒性實驗、藥物療效測試等等工作。他並指出，由於改進了分子結構，「phorbiplatin更容易進入腫瘤並積聚，造成腫瘤DNA損傷而殺死腫瘤」，有助克服耐藥性的問題。
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該研究結果已發表在科學期刊《Chem》上，題為「Phorbiplatin：一種用紅光可控激活的強效四價鉑抗腫瘤前藥」。朱博士與他在香港城大的博士生王志剛是該論文的通訊作者。第一作者是王志剛。其他研究團隊成員都是來自香港城大，包括化學系副教授高志釗博士、化學系副教授平尾一博士、生物醫學工程學系副教授史鵬博士、以及王娜、鄭信祥、徐凱、鄧志勤、陳姝、徐鄒峰、謝凱、謝汶桀等研究人員。
這項研究獲得香港城大、香港研究資助局、國家自然科學基金委員會、深圳市科技創新委員會的資助。該團隊已就今次研究成果向美國提交專利申請。
Journal
Chem