腫瘤微環(huán)境響應(yīng)性納米膠束的制備及其用于“抗癌前藥-酶”的聯(lián)合輸送研究.pdf

1、癌癥已經(jīng)成為世界人口死亡的主要原因之一。目前，癌癥的主要治療方法有化學(xué)療法、光熱療法和輻射療法等等，已經(jīng)得到了廣泛的研究。近年來，“酶-前藥”療法（“enzyme-prodrug”therapy，EPT）作為一種新的癌癥治療策略，已展現(xiàn)出很好的癌癥治療效果，并得到了大量的臨床驗(yàn)證。EPT是一種兩步療法：首先，使用靶向策略將前藥活化酶傳輸?shù)侥[瘤部位；其次，將無毒的前藥靜脈注射后通過血液循環(huán)傳遞到腫瘤組織，無毒的抗腫瘤前藥就會在前藥活化酶的

2、催化下產(chǎn)生活性抗腫瘤藥物。
　　雖然“酶-抗腫瘤前藥”療法為人們展示了廣闊的應(yīng)用前景，給腫瘤治療帶來了一個(gè)新思路，但仍有許多關(guān)鍵性問題亟待解決：“酶-前藥”療法需要兩步治療，這就增加了病人的痛苦與治療成本，并且第二次用藥的時(shí)間也不易把握（對于抗體導(dǎo)向“酶-前藥”療法，首先將抗體-酶偶聯(lián)物靜脈注入體內(nèi)，借助抗體識別腫瘤表面抗原的特性，使酶被帶到腫瘤靶位，然后當(dāng)抗體-酶偶聯(lián)物從血液中清除后才能靜脈注入無抗癌活性或低活性的前藥，不然滯留

3、在體內(nèi)正常組織器官的酶就會催化前藥，進(jìn)而對正常組織造成損傷，因此對于第二次用藥的時(shí)間就不易把握）?！懊?前藥”療法中前藥的用藥劑量比較大，這是由于藥物在病變部位只有達(dá)到一定濃度才能發(fā)揮治療作用，而藥物在體內(nèi)傳輸過程中會有滯留等現(xiàn)象，給藥劑量太小就會造成到達(dá)病變組織藥物濃度不夠，但用藥劑量太大則會造成藥物的蓄積，可能對機(jī)體造成一定的毒副作用，并且增加了治療成本。如果酶和前藥被同時(shí)地輸送到腫瘤細(xì)胞，由兩步療法所造成的缺陷就會被極大地避免。所

4、以，發(fā)展一種有效的能夠同時(shí)傳輸酶和前藥的載體是極其重要的。
　　辣根過氧化物酶-吲哚乙酸（IAA-HRP）體系是近年來研究比較多的一種“酶-前藥”系統(tǒng)。IAA作為一種植物激素，被HRP氧化后會產(chǎn)生包括活性氧自由基（ROS），如吲哚基、3-甲基吲哚基以及過氧化基在內(nèi)的自由基。其可以通過引起細(xì)胞脂質(zhì)過氧化引起細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)改變、DNA損傷、降低Bcl-2活性以及激活凋亡相關(guān)基因，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)損傷和凋亡。然而，相同濃度 IAA對正常細(xì)胞生長的

5、影響并不顯著，IAA也不易被哺乳動物的過氧化物酶氧化。酯鍵是前藥設(shè)計(jì)中一種非常普遍的鍵接方式，其可在人體酯酶的作用下發(fā)生水解。吲哚乙酸乙酯（EIA）是一種IAA的衍生物，當(dāng)其被傳輸?shù)侥[瘤組織后，在酯酶及腫瘤部位低的pH作用下發(fā)生水解，產(chǎn)生前藥IAA。
　　由兩親性大分子通過自組裝形成的聚合物膠束，在傳遞抗腫瘤藥物、siRNA以及其它治療劑方面有很大的潛力。納米膠束可以通過 EPR效應(yīng)優(yōu)先進(jìn)入到腫瘤組織，大大減少了化療的副作用，同時(shí)

6、，膠束有較長的血液循環(huán)時(shí)間，可提高藥物的利用率。此外，聚合物膠束有對于腫瘤微環(huán)境的可設(shè)計(jì)性。例如，腫瘤組織（pH6.5-6.8）、核內(nèi)體（pH5.5-6.5）和溶酶體（pH4.5-5.5）是微酸性性環(huán)境，不同于血液和正常組織（pH7.4）。因此，pH敏感型膠束可以實(shí)現(xiàn)腫瘤部位藥物的智能可控釋放。此外，腫瘤部位細(xì)胞內(nèi)還原性谷胱甘肽（GSH）的濃度是細(xì)胞外GSH濃度的100-1000倍。含二硫鍵鏈的還原敏感型聚合物膠束在腫瘤部位會發(fā)生解體，

7、膠束載體被迅速破壞，可實(shí)現(xiàn)藥物在腫瘤部位可控釋放。因此，聚合物膠束可以作為理想的載體來實(shí)現(xiàn)酶和藥物的聯(lián)合輸送。
　　本論文主要通過設(shè)計(jì)不同腫瘤微環(huán)境敏感型的聚合物膠束，來實(shí)現(xiàn)酶和前藥的聯(lián)合輸送，從而避免了兩步“酶-前藥”療法的缺陷。具體內(nèi)容包括：
　?。?）設(shè)計(jì)合成了還原敏感型三嵌段共聚物mPEG-PAsp(AED)-CA，自組裝形成納米膠束，共負(fù)載了HRP和EIA。PEG為膠束的外殼層，HRP通過靜電作用于PAsp(AED

8、)段的氨基上，EIA通過疏水作用包覆于膠束核層內(nèi)。當(dāng)膠束到達(dá)腫瘤部位后，聚合物膠束 PAsp(AED)段上的二硫鍵在還原型谷胱甘肽的作用下斷裂，膠束結(jié)構(gòu)被破壞，HRP和EIA得到釋放。EIA水解產(chǎn)生IAA，IAA被HRP激活將產(chǎn)生大量的ROS，殺死腫瘤細(xì)胞。通過透射電鏡（TEM）測得負(fù)載HRP和EIA的膠束尺寸大約為40 nm，細(xì)胞存活率測試結(jié)果表明HRP/EIA膠束對人體肺腺癌細(xì)胞有很強(qiáng)的殺傷力，證明一步“酶-前藥”療法具有很大的潛力

9、。
　?。?）設(shè)計(jì)合成了 pH敏感型三嵌段共聚物 mPEG-PAsp(THA)-AcMal7，自組裝形成納米膠束，共負(fù)載了HRP和EIA。PEG為膠束外殼，PAsp(THA)段可靜電吸附HRP，形成膠束次外層，AcMal7為pH敏感型疏水鏈段，用于形成疏水型的膠束內(nèi)核來包覆EIA。當(dāng)聚合物膠束到達(dá)腫瘤部位后，在腫瘤低的pH作用下， AcMal7脫保護(hù)由疏水變?yōu)橛H水，此時(shí)，膠束結(jié)構(gòu)被破壞，EIA和HRP得到釋放，進(jìn)而產(chǎn)生大量 ROS