抗腫瘤智能藥物輸送體系的構(gòu)建及其性能研究.pdf

1、化學(xué)藥物療法（化療）是治療腫瘤的基本方法之一，也是目前不可或缺的有效手段。但是，大多數(shù)的化療藥物在臨床使用過程中，存在如下諸多問題，如水溶性和穩(wěn)定性較差、毒性大、分布選擇性差、缺乏靶向性和體內(nèi)循環(huán)時(shí)間短等，不僅療效低，還會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的毒副作用，給病患帶來痛苦。因此，尋找高效、低毒的輸送體系來解決化療藥物的上述問題已成為相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。針對(duì)上述目標(biāo)，科研工作者們已經(jīng)提出了多種策略。其中，基于腫瘤組織或腫瘤細(xì)胞內(nèi)特殊病理性環(huán)境設(shè)計(jì)開發(fā)的環(huán)

2、境響應(yīng)性藥物輸送體系不但能增強(qiáng)化療藥物的水溶性和穩(wěn)定性，而且能夠?qū)崿F(xiàn)化療藥物的靶向輸送和可控釋放，受到了研究人員的高度關(guān)注?；谶@種設(shè)計(jì)理念，在本文中我們選擇目前在臨床上已廣泛使用的化療藥物或者頗具應(yīng)用前景的抗腫瘤活性成分作為模型藥物分子，成功構(gòu)建了多種環(huán)境響應(yīng)性智能藥物輸送體系，主要包括以下兩方面內(nèi)容：（1）引入環(huán)境刺激響應(yīng)性功能基團(tuán)對(duì)藥物分子進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾，制備智能小分子抗腫瘤前藥；（2）引入環(huán)境刺激響應(yīng)性的功能高分子聚合物作為載體，

3、制備智能聚合物納米載藥體系。具體研究?jī)?nèi)容和主要結(jié)論詳述如下：
　　1．腫瘤微環(huán)境響應(yīng)性匹杉瓊前藥的合成及其抗腫瘤活性研究
　　通常，小分子化療藥物選擇性較差，在殺死腫瘤細(xì)胞的同時(shí)往往也造成了大量的正常細(xì)胞的死亡，帶來嚴(yán)重的毒副作用。因此，如何提高化療藥物的治療選擇性是抗腫瘤藥物研發(fā)領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)?；?,3-二甲基馬來酸酐與氨基反應(yīng)生成的酰胺鍵能夠在酸性條件下快速水解的特點(diǎn)，本章我們用此酸酐對(duì)化療藥物匹杉瓊的伯胺基進(jìn)行酰胺化

4、改性，成功合成了一類pH響應(yīng)性匹杉瓊雙酰胺化前藥。用不同pH的緩沖液分別模擬正常組織和腫瘤組織處的微環(huán)境，對(duì)該前藥進(jìn)行細(xì)胞評(píng)估實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示：在中性條件下（pH≈7.4），該前藥的細(xì)胞毒性明顯小于原藥匹杉瓊馬來酸鹽，并且前藥呈電負(fù)性，因而進(jìn)細(xì)胞能力較之原藥明顯變?nèi)酰环粗?，在弱酸性條件下（pH≈6.5），該前藥能快速水解，轉(zhuǎn)變成活性成分匹杉瓊，抗腫瘤活性顯著增強(qiáng)。并且，水解后的藥物分子發(fā)生了電荷反轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)中原來呈電負(fù)性的羧基轉(zhuǎn)變?yōu)槌孰娬?/p>

5、的氨基，因而能有效進(jìn)入腫瘤細(xì)胞。與匹杉瓊馬來酸鹽相比，該前藥具有較長(zhǎng)的體內(nèi)循環(huán)時(shí)間，因而能夠更多地作用于腫瘤組織處。該前藥體系為實(shí)現(xiàn)匹杉瓊的腫瘤選擇性治療提供了一種新策略。
　　2．雙重響應(yīng)性納米化前藥體系的構(gòu)建及其抗腫瘤活性研究
　　通過對(duì)化療藥物進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾，將其制成前藥的方法已取得了不錯(cuò)的效果，但是小分子前藥仍然存在著缺乏腫瘤靶向性、循環(huán)時(shí)間短、易代謝和體內(nèi)穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)。針對(duì)這一問題，本章將具有優(yōu)異生物相容性的硫辛酸

6、與疏水性抗腫瘤活性物質(zhì)肉桂醛通過酰腙鍵鍵接，得到一類具有pH響應(yīng)性的兩親性前藥分子。通過親疏水相互作用，該前藥分子可在水中自組裝形成納米顆粒，隨后用催化量二硫蘇糖醇催化硫辛酸的五元環(huán)進(jìn)行開環(huán)聚合形成雙硫鍵，成功構(gòu)建了一類具有pH/氧化還原雙重響應(yīng)性的納米化前藥體系。該策略實(shí)現(xiàn)了肉桂醛的納米化給藥，有利于延長(zhǎng)其體內(nèi)循環(huán)時(shí)間，進(jìn)而有利于其通過高通透高滯留（EPR）效應(yīng)有效富集到腫瘤區(qū)域。同時(shí)，納米顆粒內(nèi)小分子前藥間的聚合進(jìn)一步增強(qiáng)了其穩(wěn)定性

7、，避免了負(fù)載藥物在運(yùn)輸過程中的泄漏。此外，前藥結(jié)構(gòu)中的酰腙鍵和雙硫鍵能夠?qū)δ[瘤細(xì)胞內(nèi)的酸性和還原性環(huán)境快速響應(yīng)，從而使納米顆粒解組裝，在細(xì)胞內(nèi)釋放出藥物，進(jìn)而有效抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。另外，該納米化前藥中含有大量疏水性微區(qū)結(jié)構(gòu)，能夠同時(shí)包載疏水性藥物分子阿霉素。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證實(shí)負(fù)載阿霉素的納米化前藥體系能顯著增加HeLa細(xì)胞的凋亡率，有望實(shí)現(xiàn)化療聯(lián)合治療。
　　3．利用超分子共組裝構(gòu)建匹杉瓊/γ-聚谷氨酸口服抗腫瘤納米給藥體系
　

8、　聚合物納米顆粒載藥體系能有效提高化療藥物的水溶性，延長(zhǎng)化療藥物的體內(nèi)循環(huán)周期，增強(qiáng)化療藥物的腫瘤靶向性，因而能有效降低化療藥物的毒副作用，獲得更好的治療效果。其中，由于具有比靜脈注射體系更高的便利性和安全性等優(yōu)點(diǎn)，口服型聚合物納米給藥體系引起了研究人員的極大興趣。但目前大多數(shù)口服聚合物納米給藥體系都存在制備過程復(fù)雜，大量使用有機(jī)溶劑等問題，其實(shí)際應(yīng)用受到限制。為解決這一問題，本章利用天然多肽γ-聚谷氨酸和抗腫瘤藥物匹杉瓊馬來酸鹽之間的

9、靜電相互作用，通過超分子共組裝制備了一類新型復(fù)合納米顆粒給藥體系。通過調(diào)節(jié)γ-聚谷氨酸和匹杉瓊的投料比，可以有效控制復(fù)合納米顆粒的粒徑、載藥量、載藥率和表面電荷等。由于靜電相互作用具有pH敏感性，使得該復(fù)合納米顆粒表現(xiàn)出酸性條件下穩(wěn)定，堿性條件下易解組裝的特性，故對(duì)其所負(fù)載藥物可實(shí)現(xiàn)pH響應(yīng)控制釋放。這類復(fù)合納米顆粒能被人結(jié)腸癌Lovo細(xì)胞有效攝取，且負(fù)載于納米顆粒中的匹杉瓊具有比自由匹杉瓊更高的體外抗腫瘤活性。這種制備口服抗腫瘤納米顆

10、粒給藥體系的方法具有綠色、無污染等優(yōu)點(diǎn)，還可進(jìn)一步用于制備其它陽(yáng)離子藥物納米給藥體系，具有較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　4．基于殼聚糖的pH/光雙重刺激響應(yīng)性抗腫瘤納米給藥體系
　　聚合物納米給藥體系盡管已在提高化療藥物的療效方面取得了顯著的成果，但依然存在著一些問題。一方面，基于超分子作用構(gòu)建的聚合物納米給藥體系通常不太穩(wěn)定，在體內(nèi)循環(huán)過程中會(huì)由于體液的大量稀釋而發(fā)生解組裝，導(dǎo)致其負(fù)載藥物的泄漏，從而引起嚴(yán)重的毒副作用。另一方

11、面，聚合物納米顆粒通過 EPR效應(yīng)富集到腫瘤組織后，常常無法有效進(jìn)入腫瘤細(xì)胞，并在胞內(nèi)充分釋放出負(fù)載的藥物分子，大大削弱了治療效果。因此，研發(fā)在正常生理?xiàng)l件下能保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在腫瘤部位能對(duì)刺激因子進(jìn)行有效響應(yīng)的智能聚合物納米給藥體系，無疑具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本章開發(fā)了一類基于殼聚糖水溶性衍生物——乙二醇?xì)ぞ厶牵揖哂衟H/光雙重刺激響應(yīng)性的交聯(lián)膠束體系。由于交聯(lián)作用的存在，這類交聯(lián)膠束能于中性條件（pH≈7.4）的溶液中穩(wěn)定存在。而