肽类物质是理想的生物靶向药物载体，在治疗包括癌症在内的各种疾病方面也越来越多地被用作诊疗工具，且副作用极小或几乎没有。由于其受体特异性，肽介导的药物递送有助于实现靶向药物递送，具有更好的药理学生物分布。与传统肽类相比，纳米结构的自组装肽和肽-药物共轭物表现出更高的稳定性和性能，并具有迷人的生物学效应。此外，它们作为药物载体与生物系统之间建立接口的宝贵工具，使肽-药物共轭物能够穿越其到达目标过程中遇到的多种生物屏障。基于肽的药物在医学领域发挥着关键作用，并在解决诸如癌症和自身免疫性疾病等复杂疾病方面展现出巨大潜力。在过去的二十年里，纳米技术彻底改变了医学、生物医学工程、生物技术和工程科学等领域。借助纳米技术，通过利用纳米载体的小尺寸、大表面积和被动靶向能力，可以实现肽类物质向靶点更有效的递送。此外，纳米载体还能确保肽类成分安全递送至靶点，防止其降解。基于纳米技术的肽类递送系统在未来不久对于肽类物质的成功靶向高效递送将具有重要意义。本综述重点关注癌症治疗中肽类药物偶联物和纳米颗粒介导的自组装肽类递送系统。
癌症是最复杂的疾病之一，每年导致全球 13%的人死亡。到 2035 年，全球癌症死亡人数将达到 2200 万。化疗、放疗、分子靶向治疗、光疗和免疫治疗是常规的癌症治疗方式。术前还会进行新辅助化疗，以缩小肿瘤并使手术过程更顺利。尽管化疗有其优势，但由于其渗透深度有限且靶向能力差，在实体瘤治疗方面存在局限性。不幸的是，由于其副作用较大，如对身体的毒性较大且具有非靶向性，以及容易产生耐药性，这些治疗方式的应用受到了限制。
根据最近的研究，联合治疗方式比单一治疗方式副作用更小，疗效更好。纳米技术因其出色的物理化学和靶向性能，在各种生物医学应用中得到使用。脂质体作为抗癌药物载体，自 20 世纪 60 年代以来就因其众多优点而被使用。它们的微小尺寸使它们能够通过一种称为增强渗透和滞留效应（EPR）的病理生理现象直接到达目标部位，或者通过表面受体到达。这些纳米粒子的优势包括提高药物剂量的疗效、更高的生物利用度、隐身特性以及由于靶向给药而使化疗药物的副作用最小化。
蛋白质是人体的重要组成部分之一，执行着大多数复杂的功能。基于蛋白质的药物在医疗领域发挥着重要作用，是治疗包括癌症和自身免疫性疾病在内的多种复杂疾病的有力候选药物。受体、配体和激素只是众多功能性蛋白质中的一部分。肽是由肽键连接的短链氨基酸。肽通常由 2 至 50 个氨基酸组成，在生物功能中发挥着重要作用。由于其自组装特性以及对特定受体的选择性结合，它们已被成功用作靶向治疗和诊断剂。它们不太可能引起毒性或对其他组织和器官产生负面影响，从而确保了生物保护性。
研究表明，具有纳米结构的自组装肽与标准自组装肽相比，具有更高的稳定性和性能，以及迷人的生物效应。这些基于肽的纳米结构进入细胞的主要途径是通过内吞作用，但其受到酶降解和溶酶体捕获的严重影响。当纳米粒子的表面用肽进行修饰时，它们成功地协助纳米粒子实现细胞内逃逸。具有小分子量的二肽（如：苯丙氨酸二肽）可用于合成二肽纳米粒子，其可通过离子螯合反应（锌离子螯合反应）实现自组装。大分子功能蛋白的活性区域可用于合成具有生物活性的肽。细胞外基质（ECM）蛋白如纤连蛋白、纤维蛋白原、玻连蛋白、层粘连蛋白和胶原蛋白的排列就是一个“精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸”（RGD）肽的例子。
肽类物质可通过造成膜的物理损伤而充当穿膜剂，并在靶点释放化疗药物，从而表现出更高的细胞毒性。这已被用于通过多种方法来识别抗癌肽，例如肽-药物偶联物、肽模拟物的开发以及基于肽的纳米粒子。
在过去的几年里，治疗性蛋白质和肽在制药行业和生物医学应用中越来越受欢迎。然而，它们存在一些局限性，比如生物利用度低、半衰期短以及易受酶降解。因此，这些物质大多通过肠胃外途径给药。在一项研究中，将与阿霉素胶束偶联的肽用透明质酸包被以增强肿瘤靶向性，当注射到异种移植小鼠模型中时，肿瘤体积减小，药物释放模式也基于肿瘤微环境的 pH 差异。因此，利用各种纳米粒子将治疗性肽与化疗药物结合使用，将更有效地治疗复杂疾病。当前综述探讨了用于诊疗应用的各种肽辅助纳米药物递送系统。首先，我们讨论了纳米粒子的物理化学性质以及阻碍肽到达预期位置的各种屏障，然后还讨论了对肽的调节以克服这些屏障。接下来介绍了其主动和被动靶向机制以及肽的自组装及其在靶向药物递送中的优势。最后，我们总结了肽与抗癌药物联合用于诊疗应用及其临床试验阶段的情况。
2. 肽类药物递送的障碍
肽类物质属于一类独特的有机分子，因其卓越的特性而与众不同，不仅能够作为药物发挥作用，还具备相当的运输属性。这些本质上动态的分子实体展现出多种多样的功能，从治疗应用到针对细胞和组织上表达的生物标志物的配体的精准靶向。此外，它们还是构建复杂高阶自组装结构的基础单元。凭借其独特的物理、化学和生物属性的融合，肽类物质展现出非凡的能力，能够与各种屏障无缝结合并穿越，使其成为药物递送的高效且多用途载体。我们进一步阐述了肽类物质在到达目标部位过程中所遇到的各种屏障，以及对这些肽类物质进行的调整以克服这些障碍，还有到达肿瘤部位所需的策略。
口服途径是许多药物最常用的给药方式；然而，药物及其输送系统必须克服若干物理、化学和生物屏障才能到达其药理作用部位。黏液屏障由黏蛋白、酶、电解质和水组成，能够困住并排斥外来颗粒。胃内的低 pH 值会影响肽的二级和三级结构。肠道内的这一层会延缓药物的分布。肠上皮细胞间的紧密连接形成肠道屏障，维持细胞极性，防止致病因子和大分子药物进入体循环。消化道内的酶屏障由蛋白水解酶组成，能将药物和肽分别降解为较小的颗粒和氨基酸，这对药物吸收构成重大障碍。其他屏障包括免疫屏障（药物载体的细胞内运输、免疫原性和免疫激活反应）、调节药物接受/排斥的跨细胞屏障以及生物水凝胶屏障，如黏液和细菌生物膜。
据报道，静脉注射的纳米颗粒中只有不到 1% 能到达目标位置。这种低输送效率可归因于体内各种生物和生理屏障。肿瘤血管是肿瘤微环境中的第一道屏障；它具有异质性，管径不一，众多细胞外和细胞表面受体的表达也出现扭曲。这些受体的出现是由于肿瘤发展过程中血管生成失调所致，它们是多种药物的作用靶点。
这些屏障的存在由疾病状态决定，而疾病状态本质上是动态的，会对环境中的微小变化做出反应。这可能会带来药物输送机会的改善，以及靶向特定材料和药物载体的发展。
2.1. 肽调节以克服这些障碍
克服上述讨论的障碍以及将药物靶向递送至作用部位的显著策略可以通过生成药物载体 - 生物界面来实现。这可以通过具有各种优势的微米和纳米级载体来实现，例如改善药代动力学和药效学特性以及治疗效果。
药物载体 - 生物界面可以通过材料与生物环境之间的相互作用以及反之来确定。这也可以通过其物理化学性质来确定，包括形态特征，如形状、大小、刚性、电荷等。这些性质在决定靶向递送机制以及药物与靶点的相互作用方面起着至关重要的作用。例如，肽通过肠屏障的递送可以通过二氧化硅纳米颗粒来增强。一些亲水性肽药物可以通过受体介导的转运蛋白经由跨细胞途径穿过生物屏障。
2.2. 被动靶向策略
炎症和缺氧等状况会导致肿瘤区域的血管通透性增强。纳米粒子利用这种渗漏的血管以及淋巴引流系统的缺陷来抵达肿瘤部位。这种针对肿瘤部位的靶向方式被称为“被动靶向”，纳米粒子实现这种靶向的现象被称为“EPR效应”（增强渗透和滞留）。纳米粒子的被动靶向很大程度上受其大小、表面电荷和循环时间的影响。小于 6 纳米的粒子会被肾脏排泄清除，而直径超过 500 纳米的粒子则会通过网状内皮系统清除。因此，纳米粒子被动靶向的最优尺寸被报道为 20 至 200 纳米之间。
2.3. 主动靶向策略
主动靶向是一种策略，用于将治疗诊断剂/基因或药物靶向至目标部位，而不受体内正常组织的影响。与被动靶向不同，主动靶向涉及特定标记蛋白、肽、抗原和抗体的作用，以靶向癌症部位。主动靶向的主要障碍在于肿瘤微环境的异质性以及纳米颗粒向肿瘤部位的有效运输。通过将活性成分或纳米颗粒与特定于肿瘤部位的配体/抗原/抗体/肽结合，可以实现主动靶向，如图 1 所示。
图 1. (A) 各种示意图纳米载体用于肽的送货（脂质体、胶束、介孔二氧化硅纳米颗粒、树状聚合物和金纳米颗粒）；（B）抗癌药物（AAs），例如抗体、细胞因子、肽、酶和抗原；（C）被动靶向，其中这些抗癌药物与纳米载体（D）主动靶向，其中纳米载体与氨基酸一起通过内吞体逃逸到达肿瘤部位。
纳米颗粒可以通过连接在其表面的肿瘤归巢肽引导至肿瘤。这些肿瘤归巢肽与靶细胞表面的受体或其结合伙伴结合，有助于纳米颗粒在肿瘤细胞中的增强摄取。非常著名的肽 RGD，尤其是 RGD4C（ACDCRGDCFCG）和 Cilengitide（RGDfV），可靶向肿瘤区域的内皮细胞上的αvβ3整合素，并抑制血管生成。RGD 肽的一种修饰形式 iRGD（CRGDR/KGPDC）与αV整合素结合，随后有助于药物向肿瘤组织的增强渗透。当 RGD 基序与肿瘤内皮细胞上的αV整合素结合时，iRGD 肽经蛋白酶介导的裂解产生两个肽，即 CRGDR/K 和 GPDC。随后，CRGDR/K 肽与具有 C 端 CendR 基序（R/KXXR/K）的神经纤毛蛋白-1 结合，触发内吞途径。iRGD 是肽介导组织渗透增强的最佳实例之一。gC1qR 或线粒体蛋白 p32 在肿瘤细胞、肿瘤淋巴管和肿瘤相关巨噬细胞的表面过度表达。负载紫杉醇的与肽 LyP-1 共轭的白蛋白纳米颗粒显示出更好的肿瘤归巢能力，并抑制了肿瘤的发展。K237 肽（HTMYYHHYQHHL）共轭的纳米颗粒靶向肿瘤内皮细胞表面的 VEGFR-2。这些纳米颗粒减少了血管生成，并促进了内皮细胞的凋亡，同时增强了肿瘤组织的坏死。IL4RPep-1 肽（CRKRLDRNC）靶向肿瘤表面的 IL4R。这些肽还增强了纳米颗粒向肿瘤部位的递送。此外，与 M1 极化的抗肿瘤巨噬细胞相比，M2 极化的促肿瘤巨噬细胞（TAMs）表现出更高的 IL4R 水平，这表明 IL4R 可能是针对 TAMs 进行定制药物递送的靶点。通过用与 CD206 结合的 mUNO 肽（CSPGAK）标记的纳米颗粒，可选择性地促进药物向 M2 型 TAMs 的递送。此外，还能诱导巨噬细胞表型从 M2 向 M1 重编程。但与被动靶向的纳米颗粒相比，主动靶向存在一些缺点，比如循环时间和生物分布减少。
3. 纳米载体的物理化学性质
纳米载体的物理化学性质对于确定所用纳米载体的有效性、生物相容性和靶向性至关重要。可以通过多种技术对其进行研究，例如高分辨率核磁共振（HNMR）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、凝胶渗透色谱（GPC）、动态光散射（DLS）和扫描电子显微镜（SEM）。
3.1. 纳米粒子构建
纳米粒子充当运输载体，将诸如蛋白质和肽类药物等各种治疗成分递送至各种癌细胞中的特定靶点。通常，这些治疗药物必须克服诸如细胞摄取药物能力差、细胞渗透性低以及引发免疫反应的能力减弱等各种生物屏障。肽类物质正确穿透细胞膜并释放到细胞质中，特别是释放到特定区域，仍然是一个挑战。开发纳米制剂来封装治疗成分将在缓解上述讨论的缺陷方面发挥重要作用。此外，纳米制剂用于保护治疗肽类和药物免受肾清除、酶降解和内吞作用的影响。
用于输送蛋白质和肽类药物的纳米系统分为基于聚合物的（明胶、透明质酸、纤维素、壳聚糖、聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）、聚己内酯、聚酸酐和环糊精）、基于脂质的、基于石墨烯的、碳点和基于金属的（金纳米粒子）。
聚合物纳米粒子在运输治疗性肽或药物方面备受青睐，通过用聚乙二醇（PEG）和多糖对其表面进行修饰，可增强其功能性和结构稳定性。对这些聚合物纳米系统的表面进行修饰会产生以下效果：（1）更好地负载和封装成分；（2）防止酶降解并增强内体逃逸；（3）提高靶向细胞内药物输送的速率；（4）延长循环时间；（5）降低毒性；（6）增强肿瘤渗透性；（7）增强药物稳定性。
在设计纳米粒子时，某些方面非常重要。下面的部分将讨论这些方面及其在纳米粒子设计中的作用。
3.2. 纳米颗粒的尺寸
纳米颗粒的直径是影响其吸收的一个主要参数。纳米颗粒的大小会影响细胞摄取，直径约（20 - 100 纳米）的较小颗粒会进入细胞质，而直径约（100 - 500 纳米）的较大颗粒则不会。直径小于 30 纳米的较小纳米颗粒能够穿透肿瘤部位，但极小的颗粒尺寸会导致肿瘤积累量降低，并且会迅速从血液循环中清除。为了解决这些问题并提高其功能，对纳米颗粒的结构和尺寸进行修改是非常必要的。Nazila 等人合成了负载药物奥拉普汀的五嵌段共聚物聚乳酸 - 聚己内酯 - 聚乙二醇 - 聚己内酯 - 聚乳酸（PLA-PCL-PEG-PCL-PLA）纳米颗粒。所合成的约 110 纳米大小的纳米颗粒显示出近 89% 的良好细胞摄取率。此外，在 HT-39 结肠癌细胞中观察到毒性降低和通过半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶介导的细胞死亡增强的抗肿瘤活性。康及其同事合成了一个由两亲性十六肽、一个吲哚菁绿衍生物（ICGD）、三个胆酸（CA）和一个 4-羧基-3-氟苯硼酸（PBA）组成的 ICP 单体，并将其与封装有多巴胺的透明质酸结合。这些颗粒大小为 130 纳米，在 B16 黑色素瘤模型中表现出更好的细胞内摄取和药物释放、增强的肿瘤渗透性以及协同光化疗效果。 严等人合成了大小为 90 纳米的肽-镧纳米载体。他们在体外和体内均显示出更好的抗肿瘤效果，肽药物对酶降解的抗性增强，且毒性降低。亚历山大等人合成了封装小干扰核糖核酸（siRNA）纳米复合物的细胞穿透肽，其大小略小于 200 纳米。合成的纳米颗粒有助于下调白血病癌细胞系 SKNO-1 中的荧光素酶报告基因的表达。此外，该纳米制剂表现出出色的血清稳定性、肿瘤渗透性和相关的抗肿瘤效果。黄等人合成了蜂毒来源的 26 个氨基酸的两亲性阳离子肽——蜂毒肽（GIGAVLKVLTTGLPALISWIKRKRQQ-NH2），将其封装在脂质纳米颗粒中，以增强其对黑色素瘤细胞的抗肿瘤效果。
3.3. 纳米颗粒的表面电荷及其修饰
纳米制剂的表面电荷对其在血液中长时间循环的能力起着重要作用。在体内观察到，表面带正电荷的颗粒会通过肾清除迅速被清除。然而，带负电荷或中性电荷的颗粒则表现出更长的循环时间。聚乙二醇（PEG）是最常用的用于修饰纳米颗粒表面电荷的聚合物，因为它能够赋予系统中性电荷。科雷亚等人创造了一种以表面化学为导向的纳米制剂，其中聚合物、多肽和多糖分层排列，以提高卵巢癌细胞 OVCAR8 的细胞内摄取和细胞膜渗透性。拉明等人合成了与抗癌药物阿霉素结合的细胞穿透肽 TAT，并用聚乙二醇金纳米颗粒对其表面进行修饰。这些纳米颗粒降低了细胞毒性，增强了肿瘤渗透性、稳定性和血脑屏障穿透性，以靶向脑转移性乳腺癌的 MDA-MB-231-Br 细胞。观察发现，所制备的纳米制剂使肿瘤生长减少了 80%。沈等人合成了包裹有铁氧体磁性纳米颗粒（MNPs）、赖氨酸（Lys）和半乳糖（Gal）分子以及抗癌药物紫杉醇（PTX）的聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）纳米颗粒。对 MNPs 表面进行了改性，以增强其靶向能力、药物负载效率和可调药物释放特性，从而实现对肿瘤细胞的靶向递送，同时不影响正常细胞。合成的复合物使 A549 人肺癌细胞的肿瘤生长减少了 78.8%。化学改性改变了纳米颗粒的物理和化学性质，例如疏水性、表面电荷、稳定性、有效包封率以及肽的吸附能力。当纳米颗粒用聚乙二醇（PEG）改性时，其稳定性、溶解性和在血液中的停留时间均有所增加。此外，还观察到蛋白质降解减少，肽类药物的生物分布增加。
4. 纳米颗粒作为肽类药物载体
肽偶联纳米颗粒的摄取主要通过受体介导的内吞作用进行。然而，摄取机制会因偶联物的类型而异。它们还可以根据靶器官/细胞的位置通过主动和被动靶向被细胞吸收。赋予肽/抗体的纳米材料具有靶向特定配体的能力，从而提高了侵入单个肿瘤细胞或细胞内亚细胞器的能力。整合素、动脉粥样硬化病变和细菌脂多糖是用于递送近红外（NIR）荧光探针的特定靶点。
纳米载体有助于靶向递送，并能跨越各种生物屏障，在化疗期间以最小的脱靶毒性到达靶点。根据用于合成的材料类型，纳米颗粒可分为有机和无机纳米载体。有机纳米载体的一些例子包括碳纳米管、脂质体、树枝状大分子、聚合物纳米颗粒等，无机纳米载体包括金属纳米颗粒和量子点；图 2 展示了一些示例，以下将作进一步阐述。
图2. 纳米胶囊、介孔二氧化硅纳米颗粒、聚合物纳米颗粒、纳米凝胶、碳纳米管、树枝状聚合物、金属纳米颗粒和脂质体。上述材料纳米载体可用于肽送货可以靶向肿瘤部位。
4.1. 纳米纤维
纳米纤维是通过静电纺丝技术从聚合物中制备而成的。纳米纤维可以由单一聚合物或多种聚合物合成。使用鱼肌浆蛋白合成的纳米纤维形成了用于口服胰岛素分布的运输基质，其本质上具有生物活性。纳米纤维平台有助于控制封装在纳米颗粒中的蛋白质的释放，这些纳米颗粒进一步被加载到纳米纤维中。
4.2. 纳米胶囊
这种纳米载体的核心-壳结构由不同类型的聚合物制成球形纳米壳。这些纳米胶囊的大小取决于所采用的制备方法。通过内吞作用进入细胞后，经内溶酶体蛋白/肽修饰/表面包覆的纳米胶囊往往能逃逸内溶酶体囊泡的形成，直接到达靶向部位。一种涂覆癌细胞膜的空心铁/单宁酸纳米胶囊已被用于在 4T1 细胞系中高效递送氨基酸氧化酶，以实现协同肿瘤治疗。杜等人开展的另一项研究开发了一种核靶向细胞膜包覆的可生物降解二氧化硅纳米颗粒，其表面涂覆有靶向核区的肽，用于治疗包括癌症在内的核相关疾病。为了提高疏水性药物的亲水性以增加其在肿瘤中的积累，并了解多西他赛和阿霉素的协同作用，这两种药物都被封装在由人血清白蛋白制成并用壳聚糖包覆的蛋白质载体中。扎霍等人开发了用肿瘤靶向配体修饰的基于蛋白质的纳米胶囊，用于重组 p53 蛋白的细胞内递送。这些纳米胶囊用诸如促黄体生成素释放激素（LHRH）肽和抗 HER2 抗体之类的配体进行了修饰。所开发的纳米胶囊表现出卓越的肿瘤靶向性，并有助于重新激活癌细胞中 p53 介导的细胞凋亡。
4.3. 聚合物纳米粒子
聚合物纳米粒子，通常被称为纳米聚合物，是由生物相容性和生物可降解性聚合物构成的工程结构。其独特的设计和可调的特性提供了众多优势，使其成为靶向药物递送、诊断、成像以及其他需要纳米级精度领域的理想候选材料。聚合物纳米粒子可以通过多种方法合成，包括乳液技术、溶剂蒸发、自组装和模板辅助方法。聚合物的选择和合成方法取决于纳米粒子所需的特性和应用。抗体的物理和化学不稳定性会导致其生物活性下降，因此必须设计出合适的递送载体以降低降解风险并优化体内性能。一种两亲性聚酸酐纳米粒子被设计并评估了其体内功效，该纳米粒子能够持续释放功能性破伤风抗毒素和抗 TNF-α 单克隆抗体，同时保持抗体的功能性和生物活性。为解决循环稳定性差和靶向效率低的问题，利用聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）制备了一种可生物降解且生物相容的 pH 响应型聚合物纳米颗粒。这些纳米颗粒通过牛血清白蛋白（BSA）壳进行交联，该壳被功能化了酸度触发的合理膜（ATRAM）肽。这些纳米颗粒表现出更高的稳定性和肿瘤靶向性。杨等人开发了一种负载颗粒酶的纳米聚合物囊泡，颗粒酶是一种针对 H460 人肺癌细胞的凋亡蛋白。体外实验表明，纳米聚合物囊泡表现出优异的抗肿瘤活性。此外，在体内实验中，这些纳米颗粒显示出更长的循环时间，在肿瘤部位的积累增加，并抑制了 H460 肿瘤的生长。
4.4. 纳米凝胶
纳米凝胶是由明胶、胶原蛋白（基于蛋白质）、淀粉、透明质酸、壳聚糖、海藻酸盐和纤维素（基于多糖）等水凝胶材料交联而成的三维聚合物网络结构。纳米凝胶具有广泛的应用，从成像到治疗。通过酸性肿瘤环境激活的可自组装成物理交联纳米凝胶（pNG）的合成改性透明质酸实现了抗癌蛋白的递送。用于皮肤感染应用的纳米凝胶通常以树突状形式配制。这些纳米凝胶负载有针对伤口中由金黄色葡萄球菌引起的皮肤感染的肽，并对其疗效进行了评估。Fmoc-FF 是一种已知能形成自组装β-折叠的低分子量水凝胶剂，在生理 pH 值下形成水凝胶，并在乳腺癌细胞上进行了评估。芳香基团连接在短肽的 N 端时，能够形成超分子水凝胶，这种水凝胶能够自组装，捕获水分子，类似于细胞的细胞外基质。这在生物医学工程领域有着广泛的应用。一种二肽叶酸受体配体，其 N 端用萘普生（一种非甾体抗炎药）和 3-丙酸（一种抗生素）封端，能够形成超分子水凝胶结构。
4.5. 金属纳米粒子
当精氨酸 - 甘氨酸 - 天冬氨酸（RGD）肽涂覆在金属离子上时，实现了光动力疗法与肝细胞癌（HCC）化疗的结合。在纳米级，使用锆 - 卟啉金属框架作为载体骨架，将 10 - 羟基喜树碱（HCPT）组装到涂覆有 RGD 肽的载体骨架的孔隙中，以实现对 HCC 的靶向治疗。金属纳米粒子被定义为由金属或金属合金组成的纳米级结构，具有与大块材料截然不同的显著物理、化学和生物特性。它们是蛋白质货物靶向递送最兼容且高效的载体之一，其大的表面积与体积比能够实现高效的药物负载、治疗有效载荷递送以及与生物实体的靶向相互作用。同样，对于脑肿瘤的治疗，也开发了一种基于纳米技术的方法。金纳米粒子（AuNPs）被修饰了一种类似精氨酸 - 甘氨酸 - 天冬氨酸的肽，这种肽具有识别αvβ3整合素的能力，并且在成功穿过血脑屏障后，在颅内肿瘤模型中表现出更高的皮下摄取率。在 Ren 等人的另一项研究中，使用了过渡金属 Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+ 和 Zn2+ 来制备配位聚合物，然后将其接枝到基于三联吡啶的配位树状大分子上，用于细胞质肽的递送。其中，Mn2+ - 三联吡啶配合物显示出更高的递送效率。开发了一种用于蛋白质全身和细胞内递送的仿生纳米粒子。蛋白质被封装在金属 - 有机框架中，并用细胞外囊泡膜进行修饰。
4.6. 脂质纳米颗粒
由于成本低、易于放大生产以及出色的生物相容性，脂质基系统引起了研究人员的极大兴趣。脂质体是由磷脂双层构成的球形囊泡，内部为水相核心，大小从纳米到微米不等。它们在药物递送方面得到了广泛应用，并在化妆品和制药领域有着广泛的用途。脂质体可以有一层或多层双层结构，为疏水性和亲水性药物的封装提供了空间。通过使用固体脂质纳米颗粒和纳米结构脂质载体等纳米系统，已经实现了两亲性和亲脂性肽的递送。图 3 展示了装载蛋白质的脂质体，其进一步用抗体修饰以实现靶向递送。研究了封装肽类药物 Endostatin 的脂质体制剂对细胞活力的提高情况。当肽类药物封装在脂质体中时，其稳定性和血浆半衰期的增加增强了其膜渗透性，最终提高了对血管生成和肿瘤生长的抑制作用。通过脂质体纳米载体将 Ran-RCC1 抑制肽（RAN-IP）和阿霉素（DOX）共同递送至乳腺癌细胞，以克服耐药机制，同时使用脂质体制剂实现β-半乳糖苷酶和抗细胞角蛋白 8 抗体这两种功能蛋白的细胞内递送。在 Riaz 等人的研究中，负载槲皮素的脂质体表面用 T7 肽进行功能化，以实现肺部递送，靶向肺癌治疗中的转铁蛋白受体。细胞穿透肽 TAT 与封装氟比洛芬的脂质体进行功能化，以穿过眼睛的防御屏障，并在临床眼科中评估了其经角膜的递送情况。
图 3. 表示纳米载体（脂质体）装载有蛋白质，这些蛋白质经过进一步增强，可用于目标 送货通过用抗体复合物修饰脂质体的表面，使其进入肿瘤微环境（TME）。
4.7. 碳纳米管
碳纳米管是中空、细长的碳质圆柱体。它们重量极轻，长径比极佳，且具有活性表面。它们具有独特的形态特征，例如尺寸和几何形状以及物理特性。它们可以与一张卷成圆柱状的石墨片相比较，其内部排列呈六边形碳晶格。这些碳纳米管可以被转化为智能纳米级药物输送系统，有或没有诊断剂，且具有生物相容性、无免疫原性和光致发光性。采用分子动力学（MD）模拟研究了用抗癌药物紫杉醇封装的单壁碳纳米管，并用 PW3 肽以及（-OH）和（-COOH）对其进行功能化，以研究药物在碳纳米管上的结合情况。Nef-M1 肽通过诱导细胞凋亡和抑制转移对人类癌细胞具有细胞毒性。由该肽制成的纳米结构将是增强肽功能特性的有效策略。这种 Nef-M1 肽与单壁碳纳米管结合，并用于治疗乳腺癌和结直肠癌的三维肿瘤球。法里亚等人开发了负载有 NY-ESO-1（一种癌睾丸抗原）以及 Toll 样受体激动剂的碳纳米管（CNTs）。观察到这些 CNTs 能够触发强烈的 CD4+ 和 CD8+ T 细胞介导的免疫反应。为了实现高效的抗癌疫苗递送，将卵清蛋白（OVA）肽表面功能化在多壁碳纳米管上，同时结合其他成分，如抗原 NY-ESO-1 和 TLR9 激动剂 CpG 寡核苷酸（CpG-ODNs）。这些纳米颗粒成功地内化到树突状细胞中，进一步抑制了肿瘤的发展，并提高了小鼠的存活率。
5. 自组装肽
肽是由通过肽键连接的短链单体氨基酸组成的，存在于所有生物体内，并具有重要的生物实用性。通过非共价键（如离子键、氢键、疏水作用和堆积作用）在氨基酸残基之间的相互作用来构建基于肽的纳米材料，促进了自组装。这些所用的肽含有酸性残基，表明可以通过这种方式产生各种实用的肽序列。这些肽序列的精确特性决定了它们自组装成完全不同的形态。超分子化学的发展导致了自组装肽在 20 世纪 70 年代末的出现。
肽中氨基酸的整体组成和排列在其设计中起着核心作用，影响着药物载体的输送以及其他各种功能。粗肽的纯度随着肽序列长度的增加而降低。肽的结构对其溶解性有重大影响；例如，疏水残基越多，溶解性就越有限，甚至完全不溶。此外，在肽的设计中必须考虑二级结构（β折叠）的形成。β折叠的出现会导致正在形成的肽的溶剂化不连续，从而导致最终产物中出现更多的缺失排列。
肽的自组装取决于氨基酸的关键性质的组合，如疏水性、亲水性、电荷和芳香族氨基酸，以及特定序列、环境因素和浓度，所有这些都对肽自组装成有利结构的能力有贡献。具有疏水侧链的氨基酸，如丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸，通过范德华力在促进自组装方面起着关键作用。亲水性氨基酸，如谷氨酰胺、天冬酰胺和丝氨酸，有助于提高肽的溶解度，并可能有助于控制组装过程。芳香族氨基酸，如苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸，利用π-π堆积相互作用。带正电荷和负电荷的氨基酸，如赖氨酸、精氨酸、谷氨酸和天冬氨酸，能够影响自组装肽内的静电相互作用。两性氨基酸如半胱氨酸有助于形成类似胶束的囊泡。
5.1. 自组装肽的设计
用于构建自组装纳米材料（如上所述）的弱相互作用和非共价相互作用对于自组装至关重要。在极少数情况下，d-和l-氨基酸序列可能会形成环状扁平构象。由于侧链之间存在氢键，环状肽高度整合成堆叠构象，从而形成纳米管。据报道，阿尔茨海默病β-淀粉样蛋白基序（可作为自组装成纳米管的单元）被用作二苯丙氨酸基序。
肽分子内氨基酸的性质，如电荷、疏水性、亲水性等，对推动自组装的力是有益的，如表1所示。各种氨基酸序列可用于创建具有不同物理化学特性的自组装肽纳米材料。当疏水相互作用是形成的主要驱动力时，可能会形成胶束而不是纳米纤维；这通常是由于核心疏水而外层亲水并与水相互作用所致。氨基和羧基形成氢键，这种氢键具有方向性，能强有力地稳定大分子结构。两条或多条肽链与这些氢键垂直相互作用形成β折叠片，其中包含大部分肽链。
靶向肽、受体肽、药物肽及其他肽类能够自组装并生成具有多种生物学功能的交替肽。能够自组装的肽类通常被考虑用于生物应用；这些肽类具有完全不同的功能，被称为模块。肽纳米材料的标准结构允许为生物应用创建可编程和可逆的结构及形态。这些能够自组装的工程肽通常被归类为自发自组装肽或诱导自组装肽。
在独特的胶束/聚集环境中，肽在相关度溶液或生理环境中自发自组装，这被称为自发自组装。直观且自发的自设计肽模块通常包括组装且有用的模块。然而，一些靶向模块在生理环境中靶向特定位置。在各种自组装肽中可以找到合理的模块。温度、pH 值、酶、离子、光以及其他环境因素都能导致酰胺分子自组装。另一种有效的诱导自组装的方法是在肽模块设计中加入刺激响应模块。组装和敏感模块在自设计的酰胺模块中很常见。然而，这两个单元并非相对独立，也可以是一个有机的整体；也就是说，肽必须同时进行组装和反应。一种基于蛋白质的自组装，由预先组装的成分构成，在肿瘤细胞上过度表达。
5.2. 自组装肽药物的递送
基于酰胺模块的外观和排列以及物理化学性质的可调性，能够快速自组装成纳米颗粒、纳米纤维和水凝胶的肽纳米材料只是已开发出的结构和形式中的一部分。自组装肽纳米材料旨在将药物封装在疏水环境中，然后自发降解以释放药物或运输药物。物理封装和化学偶联是将麻醉品运输到目标器官的最常见方法。它们通过利用在创建作用/损伤位置呈现的受体因子，在非常特定的区域卸载药物。
肽药物偶联物是通过将酰胺分子共价连接到药物上而形成的，这些药物作为自组装前体形成药物递送纳米材料。药物可以通过切断药物和肽之间的连接键以及自然裂解来释放，或者通过添加受体连接键进行复杂分裂来释放药物。张等人通过 CCK-8 检测法分析了紫杉醇（PTX）在 4T1 细胞系中孵育 24 小时后的抗增殖作用。在卡利穆图等人的一项研究中，通过使用金纳米粒子进行持续靶向药物输送，提高了肽 - 药物共轭物的稳定性，用于治疗淋巴瘤。
自组装肽药物输送具有类似于自发形态转变或在诸如蛋白质（酶）、pH 值和光等刺激下的自我调节特性。除了长纳米纤维等其他类型外，纳米粒子更容易被肿瘤细胞摄取；因此，形态对于运输至关重要。纳米纤维的循环时间比纳米粒子长约 10 倍，并且同时表现出更长的滞留能力和更大的封装能力。
通过将含关键氨基酸的工程肽或组氨酸副产物与光敏剂进行金属（如锌）离子配位的多组分自组装，可形成球形金属纳米药物。令人惊讶的是，在典型的生物条件下，金属纳米药物在肿瘤微环境中表现出很强的混合稳定性和爆发式分布行为。利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）进行化学分析以及定量比值分析也可用于研究自组装纳米粒子的结构过程。
6. 用于癌症诊疗的肽负载型纳米载体
表 2 列出了与肽结合用于治疗各类癌症的不同类型药物及其作用机制。由于肽自组装纳米颗粒具有更高的生物相容性和生物降解性，还有许多其他抗癌药物被负载在其中，正处于癌症治疗的临床和临床前试验阶段。
7. 肽类研究中的临床试验
临床试验在推进医学知识和治疗方案方面发挥着关键作用，它为评估各种干预措施的安全性、有效性和潜在益处提供了一种严谨且系统的方法。肽作为生物过程中的重要组成部分，调节着诸如激素分泌、免疫反应调节和细胞信号传导等多种生理功能。其固有的特异性和选择性促使人们探索肽作为解决传统药物难以应对的疾病状况的潜在方案。因此，肽研究中的临床试验已成为验证其治疗潜力并将科学发现转化为切实医疗进步的关键途径。通过研究临床试验的各个阶段、监管考量以及该领域的显著成功案例，我们可以全面了解这些试验如何通过基于肽的治疗塑造医疗保健的未来。表 3 列出了肽与药物结合的临床试验。到目前为止，封装在纳米载体中的肽尚未进入临床试验；这些肽有可能通过基于肽的疗法塑造医疗保健的未来。
8. 结论
肽介导的药物递送提供了一种高度特异性的方法，能够精准靶向病变细胞或组织。这不仅减少了脱靶效应，还降低了全身毒性，这对于改善患者预后至关重要。肽的主要摄取途径是通过内吞作用。然而，它们常常受到各种生物屏障的阻碍，可以通过生产药物载体生物界面来克服，这可以通过微粒和纳米粒子实现。将药物与肽以及标记分子结合，不仅有助于治疗肿瘤，还可以作为诊断工具来定位肿瘤细胞。此外，由于肽和药物具有不同的物理化学性质，同时在靶点部位协同递送多种肽和药物组合一直是一个重大挑战。借助纳米粒子的帮助，可以设计和构建具有多种药物释放和吸收特性、能够跨越包括血脑屏障（BBB）在内的各种屏障的肽。这种协同方法在改善治疗效果方面具有巨大潜力。对新型肽类和纳米载体系统的持续探索以及成像和诊断技术的进步，很可能会进一步推动该领域的发展。这将促使更复杂、更个性化且更有效的治疗手段的出现。
然而，挑战依然存在，包括需要更严格的临床验证、优化药物动力学以及长期安全性评估。研究人员、临床医生和制药公司之间的协作努力对于克服这些障碍并将肽介导的靶向药物递送推向现代医学前沿至关重要。
参考文献：doi.org/10.1021/acsabm.3c00711
