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简述EPR效应

肿瘤医学组 绿医天地
2021年01月15日 04:06

EPR效应(enhanced permeability and retention effect)为肿瘤的“高渗透长滞留效应”简称。实体瘤组织与正常组织相比,在解剖学和病理学上存在很大差异。当肿瘤直径增长至1.0-2.0 mm时,为了获得足够的营养物质和氧气,肿瘤血管快速无序增殖,在实体瘤组织中形成大量内皮间隙较大、结构不完整的血管; 此外,肿瘤组织中淋巴管缺乏致使淋巴液回流受阻,两方面的作用相结合使得血液循环中的大分子物质容易渗透进入肿瘤组织并长期滞留,引发了EPR效应。正常组织的血管内皮细胞连接紧密,血管壁结构完整,大分子类物质不易通过血管壁,因此不具有EPR效应。

图片图 1 肿瘤(A)和正常(B)组织有关小分子和大分子血管通透性和滞留示意

Blood stream 血流;Tumor cell 肿瘤细胞;Normal cell 正常细胞;Lymphatic vessel 淋巴管;Small molecules 小分子;Macromolecule 大分子


1979年,Maeda等发现大分子抗癌蛋白化合物体内分布实验在肿瘤组织的累积明显高于未结合载体的抗癌蛋白,血浆半衰期可提升200倍。1986年,该研究团队对结果进行验证并正式提出EPR效应的概念。进一步的研究证明在一定范围内,肿瘤组织药物的累积量随其分子质量及AUC的增加而增加。


分子或微粒大小是影响EPR效应的关键因素当大分子物质或纳米粒子(粒径在10-500 nm)进入到肿瘤组织后,受损的淋巴循环系统对它们没有滤过作用(淋巴系统主要负责将间质内的液体和溶质送回血液循环。正常组织的间质液压力几乎为0,但肿瘤组织却表现出间质高压),大分子药物被保留在肿瘤附近,缓慢释放出药物,提高药物的靶向性能。与大分子不同,小分子药物极易从血管渗漏出去,不能被保留在肿瘤细胞中,会通过扩散作用回到循环系统中,无法在肿瘤部位蓄积达到治疗浓度。例如脂质体药物能够积聚在肿瘤部位,持续发挥杀伤肿瘤细胞的作用。

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图 2 基于EPR效应的荧光肿瘤成像。(A)将荧光探针罗丹明B注入荷瘤小鼠,未见明显结合荧光。(B) BSA-罗丹明结合(67 KDA)可产生高度的肿瘤选择性荧光。



紫杉醇脂质体(力扑素®)由于其脂质体剂型(粒径300-500nm)带来的EPR效应,可在肿瘤内富集,靶向肿瘤与淋巴结,得以取得比同等剂量普通紫杉醇更好的抗肿瘤效果。



  



参考文献:

1. 李洁, 佘振南, 邓意辉. 高渗透长滞留效应理论在肿瘤靶向药物传递系统设计中的应用进展, 沈阳药科大学学报2013, 2(30):150-159
2. 郝爱军, 张宁, 郭兴家, 等. EPR作用及其在抗肿瘤大分子药物研究中的应用, 中国新药杂志2012, 21(21): 2516-2520
3. Hiroshi Maeda, Hideaki Nakamura, Jun Fang. The EPR effect for macromolecular drug delivery to solid tumors: Improvement of tumor uptake, lowering of systemic toxicity, and distinct tumor imaging in vivo, Advanced Drug Delivery Reviews 65 (2013) 71–79


撰稿:Doreen  审阅:Vera

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*仅供医疗专业人士阅读

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