骨肉瘤是骨肿瘤中最常见的原位肿瘤，约占骨恶性肿瘤的35%，骨肉瘤患者的主要症状包括行动受限、肿胀、剧烈疼痛和病理性骨折，约10%-20%的患者在初次就诊时就已发生转移。常规治疗方法包括早期的手术切除和辅助化疗，但仍有较大一部分的患者对治疗的反应不佳。目前的一线化疗药物有阿霉素、顺铂和甲氨蝶呤，它们通过不同的作用机制协同发挥抗肿瘤效果，但由于这些药物缺乏选择性，大剂量应用时会存在较明显的全身毒性，因此需要探索新的治疗方法。
骨肉瘤特殊的肿瘤微环境作为一种保护性屏障严重阻碍了药物的有效递送。首先，骨肉瘤具有较大的组织学异质性和基因组不稳定性，全基因组测序显示骨肉瘤的基因组高度异常，肿瘤抑制因子受到破坏，基于遗传特征的靶向治疗效果有限。其次，致密的骨基质中含有大量的无机矿物质，这将抑制化疗药物在骨肿瘤中的渗透和蓄积，骨髓-血屏障也会阻碍化疗药物的通过。最后，缺乏有效的靶向性常常导致化疗药物无法有效蓄积在骨肉瘤部位。
在过去的几十年里，纳米技术在医学领域展现出了自身的优越性，基于纳米载体的药物传递系统已得到广泛的研究，各种纳米给药系统如：纳米颗粒、纳米脂质体、纳米凝胶等，已应用于递送化疗药物。纳米给药系统可以增加一些疏水性药物的溶解度，同时可以减少药物在体循环中的降解，还能增加药物的靶向性，通过控制释放改善药物的生物利用度。
纳米给药系统的靶向类型主要分为被动靶向和主动靶向。由于肿瘤部位的血管系统与正常组织相比更加疏松，淋巴细胞的清除功能受到损伤，导致一些纳米尺度的颗粒会更容易在这些组织中富集，此为纳米给药系统的被动靶向。而主动靶向是通过在纳米载体上修饰靶向基团如：配体、抗体等，引导纳米载体与肿瘤细胞特异性识别及结合，通过受体接到的内吞作用使肿瘤细胞吞噬纳米载体，从而产生更高的疗效和靶向性。
主动靶向纳米给药系统通过靶向骨肉瘤中特异表达的靶点，使得化疗药物在其中更有效的蓄积，以下将对骨肉瘤中可选择的高亲和性靶点进行介绍。
肿瘤生长需要足够的血液供应，抑制血管生成以阻断血液的供应可以抑制肿瘤的生长，肿瘤细胞自身会分泌各组促血管生成因子，包括血管内皮生长因子（VEGF）、血小板源性生长因子、碱性成纤维细胞生长因子等，这些与血管生成相关的受体在许多肿瘤细胞表明过度表达。
VEGF的受体VEGFR在大多数骨肉瘤细胞中高表达，有研究使用VEGF与VEGFR的相互作用构建纳米给药系统，研究人员使用唑来膦酸、钙离子、阿霉素组装为金属有机框架ZCD，随后使用VEGF修饰的红细胞膜V-R纳米囊泡包裹ZCD形成靶向骨肉瘤的纳米给药系统V-RZCD。红细胞膜的伪装能够逃避免疫系统的识别，增加药物在体循环中存留的时间。金属有机框架不仅提高了唑来膦酸的抗骨溶解作用，也可释放钙离子协同作用，其中的阿霉素不仅能够作为抗肿瘤药物，还可以通过红色荧光监测药物的聚集，实验结果显示其能明显抑制骨肉瘤的增殖，是一种有前景的治疗策略。
整联蛋白介导细胞与细胞之间和细胞与细胞外基质之间的相互识别和粘附，可将细胞外基质和细胞内的骨架网络连城一个整体，还可以将细胞外信号向细胞内进行传递，改变细胞内一些基因的表达。精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸序列肽（RGD）可以特异性与整联蛋白结合，利用RGD可以主动靶向骨肉瘤表面高表达的αvβ3整合素受体。
针对这一特性，有研究使用RGD对富含lncRNA-MEG3的外泌体进行功能化构建主动靶向骨肉瘤的外泌体。研究人员发现lncRNA-MEG3可通过靶向吸收miR-185-5p抑制骨肉瘤细胞的生长，于是使用lncRNA-MEG3的表达质粒转染肿瘤细胞，收集细胞培养上清液，进一步分离得到富含lncRNA-MEG3的外泌体，然后通过DSPE-PEG2000将RGD修饰在外泌体表面，得到基于外泌体的主动靶向纳米给药系统，体内外实验结果显示，RGD修饰能增强外泌体对骨肉瘤细胞的靶向性，与非靶向的外泌体相比，主动靶向外泌体具有更高的增殖、迁移抑制能力和诱导凋亡能力，显著减小了骨肉瘤的体积。
叶酸是人体细胞生长和增殖所需的营养物质，在体内参与蛋白质、氨基酸以及核酸的合成过程，叶酸受体是一种细胞表面蛋白，对叶酸具有很高的亲和性，可以介导细胞内吞作用，将叶酸摄入细胞质中，叶酸受体在正常组织中表达量很低，而在包括骨肉瘤等多种肿瘤细胞中高表达，因此可通过叶酸受体介导的内吞作用构建主动靶向纳米给药系统。
有研究开发了一种纳米级的多糖衍生物作为主动靶向骨肉瘤的纳米给药系统。研究人员利用点击化学反应，将叠氮基团修饰的壳聚糖与炔丙基修饰的支化聚赖氨酸相结合，随后偶联叶酸形成Cs-g-PLLD-FA纳米载体，安全性评价结果表面该纳米载体没有明显的细胞毒性，细胞摄取实验结果显示叶酸修饰能提高骨肉瘤细胞对复合物的摄取。由于之前研究显示AEG-1基因在骨肉瘤中高表达，而下调AEG-1表达可以抑制骨肉瘤的生长，因此研究人员使用纳米载体负载AEG-1的siRNA，将其递送至骨肉瘤细胞中。体内外实验结果显示，该纳米给药系统可以有效下调AEG-1的表达，抑制骨肉瘤的生长。
肾上腺素A2受体（EphA2）是一种跨膜糖蛋白，属于酪氨酸蛋白激酶受体，EphA2已证实对癌症的发生发展存在重要作用。通过EphA2可以影响粘着斑激酶、细胞外调节蛋白激酶等蛋白，调节多种恶性肿瘤细胞的增殖和活性。EphA2也在转移性骨肉瘤细胞的表面高表达，一种12氨基酸肽——YSA肽对于EphA2具有很高的亲和性，因此可通过偶联YSA肽实现主动靶向。
基于YSA的主动靶向特性，研究人员构建了一种化疗药物和基因共递送的温度和pH敏感纳米脂质体。首先将DOTAP、胆固醇、DPPC、DSPE-PEG合成阳离子脂质体，包裹化疗药物阿霉素，随后通过共价结合作用将YSA肽进一步修饰至脂质体表面，最后利用电荷作用负载具有阿霉素增敏作用的JIP1-siRNA，得到主动靶向的纳米脂质体。活性实验结果表明该脂质体相比游离阿霉素对骨肉瘤细胞存在明显更高的杀伤性，诱导了93%细胞的凋亡，同时对正常骨细胞的细胞毒性明显更低，具有很好的应用前景。
纳米给药系统的发展为增强药物的安全性和有效性提供了新的希望，通过单独或联合递送包括化疗药物、基因等治疗分子，实现精准的骨肉瘤杀伤能力，然而目前的研究仍有进一步改进的空间，例如：寻找在骨肉瘤中特异性更高的靶点，利用多个靶点协同作用提高靶向性，针对骨肉瘤易转移的特性靶向循环肿瘤细胞。总之，纳米给药系统对于骨肉瘤的治疗提供了很大的希望，虽然这些新兴的纳米材料仍处于细胞和动物实验阶段，但我们相信在不久的将来，纳米技术可以彻底改变骨肉瘤的临床治疗方法。
