[目的]非小细胞肺癌(NSCLC)是一种恶性程度高、预后差的呼吸系统肿瘤。全身性用药是治疗中晚期NSCLC的主要手段,但是在治疗过程中,因为抗肿瘤药物选择性差,病人会产生不良反应,并会因为药物浓度低诱导肿瘤细胞产生耐药。药物的靶向投递系统是通过将药物设计成前药,并增加病灶的靶向配体,最终根据疾病选出特定的内环境使药物在疾病部位释放,从而增强药物的选择性和效率的新手段。该方法越来越多地被引入到新药的开发过程中。本研究旨在通过设计一类可以将吉非替尼靶向投递到肿瘤部位的前药,并通过连接近红外荧光团动态观测其在细胞和动物体内的作用部位与代谢器官;此外,通过检测治疗后的病理学和分子生物学指标,评估其疗效,从而开发一类可在体外和体内利用荧光实时监测代谢的荧光靶向前药。[方法]合成分别以生物素和聚胺类似物(PA)为靶向配体,以二硫键连接的吉非替尼为前药的两个靶向前药(PBG和PPG);在此基础上,PBG和PPG均被引入近红外荧光团(azo-BODIPY),合成两个荧光靶向前药(TBG和TPG)。利用吉非替尼敏感的NSCLC细胞系(PC9细胞系)和对吉非替尼耐药的NSCLC细胞系(NCI-H1650细胞系)为体外研究对象。两种细胞在经过以上四种前药处理72小时后,通过细胞存活实验、AnnexinV-FITC和PI细胞凋亡检测试剂盒以及断裂的caspase 3表达量来评估前药的致凋亡能力;根据荧光发射波长与荧光强度的变化,通过激光共聚焦显微镜观察在活细胞中TBG和TPG代谢状况和清除时间,以及二硫键对于硫醇的响应和跨膜转运方式。用Western Blot和流式细胞仪来检测四种前药处理后的细胞中的p-EGFR和p-Akt的表达,探讨其发挥治疗作用的分子机制。PC9细胞和H1650细胞接种到裸鼠腋下形成动物模型用于活体研究。治疗28天测量肿瘤体积和裸鼠体重,并且在治疗后将瘤块取出用核增殖相关抗原(Ki67)免疫荧光染色判断其治疗效果。利用小动物荧光成像系统实时检测尾静脉注射后各个时间点的前药代谢情况。用癌胚抗原(CEA)和角蛋白19片段(CK19)免疫荧光染色和TPG近红外荧光双标记经支气管镜肺活检所取的组织,用流式细胞仪进行检测,评估TPG在快速诊断NSCLC标本中的可行性并与肿瘤标记物诊断准确度做比较。[结果]质谱与核磁共振氢谱和碳谱证明合成的四个前药与设计的分子相符。细胞实验结果表明,在吉非替尼的治疗浓度下,四种前药均能以优于吉非替尼的效果抑制PC9细胞的生长;对于H1650细胞,以生物素为配体的前药对其并没有产生明显优于吉非替尼的疗效,而以PA为配体的前药对H1650细胞的抑制效果优于吉非替尼单药的治疗效果。荧光团的引入与否对于治疗结果无明显差异。Western Blot结果显示四种前药治疗后的H1650细胞内p-EGFR的表达明显下降,但TBG和PBG不能抑制其下游的p-Akt的表达。激光共聚焦显微镜结果显示TBG和TPG主要是在细胞质内蓄积,并且二者进入细胞均为能量依赖的跨膜转运方式。在动物实验中,治疗组动物的体重与对照组相比没有差异,相比较于对照组,四种前药对PC9瘤块能产生更强的生长抑制作用;但是在H1650裸鼠组中,只有TPG和PPG能比吉非替尼产生更强的抑制作用。小动物荧光成像显示,肿瘤是TPG蓄积最多和保留时间最长的部位。所用支气管镜所取的标本均经过病理诊断后确认组织性质,流式细胞仪结果表明,TPG与CEA和CK19对于NSCLC组织均有极高的特异度,但TPG的敏感度优于CEA和CK19。[结论]通过肿瘤靶向配体的修饰,四种前药均能增强药物对肿瘤的靶向性,从而达到降低不良反应,增强治疗效果的目的。而且,PA配体以其独特的p-Akt的抑制作用产生优于生物素的治疗效果,对于H1650细胞有较好的抑制效果。此外,近红外荧光标记的前药,能够实现在体外对药物的代谢进行实时和无侵入的监测。这种以增强药物靶向和对药物代谢进行实时检测的设计将会对药物的开发提供新的思路。