本发明专利技术首次公开了一种经头颈部内外表皮的纳米抗体给药制剂系统及其制备方法和应用。本发明专利技术通过优化载体配方，维护增强纳米抗体的稳定性和组织穿透性，实现了纳米抗体生物药通过头颈部外表皮层和鼻腔内表皮层的给药。该给药制剂系统可用于特异性纳米抗体治疗脑部和中枢神经系统的多种疾病，还可用于老年脑力神经系统的维护和保健。本发明专利技术给药制剂系统开拓了纳米抗体生物医药的新剂型和安全有效的中枢神经系统给药方式。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于医药
，涉及一种特异性纳米抗体的经皮给药制剂系统，特别是经头颈部外表皮层和鼻腔内表皮层的给药制剂系统及其制备方法，以及所述产品针对疾病治疗和脑力神经系统的维护与保健的应用。
技术介绍
血脑屏障(theblood-brainbarrier，BBB)是脑毛细血管壁与神经胶质细胞形成的血浆与脑细胞之间的屏障和由脉络丛形成的血浆与脑脊液之间的屏障，这些屏障能够阻止某些物质由血液进入脑组织。但由于治疗药物也能够被阻挡在外，血脑屏障成为了治疗脑部疾病的主要障碍。要发挥生物药与化学药对脑部疾病的治疗作用，必须使损伤或病变脑区获得有效的药物浓度。由于人体血脑屏障的存在，使大多数药物无法通过注射口服等给药途径在脑组织中，尤其是病变部位达到有效的治疗浓度。大脑本质上是一个独立的生态系统，它拥有专门的抗感染防御体系和独特的废物清除程序。血脑屏障严格控制着进出大脑的大分子，允许大脑在摄取营养和氧的同时排出废弃物。血脑屏障其实就是内皮细胞，这些内皮细胞形成的多层膜紧紧包裹住大脑中所有的血管，不让大脑接触血液中的有毒物质。血脑屏障可以阻挡细菌、病毒和其它所有有毒物质进入大脑，在阻挡有害物质进入的同时，通过专门的运输机制，血脑屏障可以允许重要分子——例如葡萄糖通过。血脑屏障的缺点之一是对绝大多数药物具有完全屏蔽作用，只有某些特定种类的脂肪和脂溶性化合物才不受血脑屏障的限制，但是即便如此也不管用，因为这类药物会进入全身所有细胞中，导致严重的副作用。另一方面，目前用于脑部内或脑部上疾病的治疗选择，包括外科手术、放射、化疗、以及局部肿瘤内治疗等方法，都含有各种缺陷和隐患，使得其在治疗疾病时并不那么理想。因此，开发一种更加可靠的、更轻易的、以及有效的用于治疗恶性脑部疾病的方法就显得尤为迫切。例如在神经退行性疾病的药物治疗方面，由于BBB的存在，其治疗难度大。目前的临床应用药物中，几乎100%大分子药物和约98%小分子药物难以透过BBB进入中枢神经系统(centralnervoussystem，CNS)。通过注射或口服途径的全身给药除了难以穿透BBB外，还可能因为在其他组织的大量分布，可能带来胃肠道反应、心律失常等副作用，并且老年患者，尤其是AD患者，服药顺应性差，难以坚持多次多剂量服用。血脑屏障是神经科学需要攻克的一道难关，找到有效、特别是安全和可逆地打开血脑屏障的方法，是神经学疗法发展多年来的主要目标之一。众所周知，由于血脑屏障的存在，诸如脑部癌症(即恶性神经胶质瘤)以及在脑部中或者脑部周围形成的其他癌症的疾病非常难以治疗，因此具有高的死亡率。用于治疗脑部肿瘤的最直接方式是通过外科手术将其去除。手术在获得组织诊断结果及从相邻的正常脑部中去除肿瘤的质量效应方面是有效的。然而，其是侵入性的、昂贵的、并且对于病人有引起潜在手术并发症的风险。最重要的是，手术不能治疗恶性的脑部肿瘤，因为在确诊时癌细胞通常已经侵入到正常的脑部。此外，手术仅在肿瘤处于手术可到达的位置时是可用的。位于脑部内深处的肿瘤通常是不宜动手术的，这是因为手术会严重削弱病人的神经功能。即使手术是可行的，仍然存在脑部受损的风险以及与手术相关的极长的恢复时间。放射治疗也是一种用于脑部癌症的治疗模式。其通常被设定为分段(Fractionated)剂量治疗，在数周的时间段内覆盖围绕肿瘤的某一区域。包括射波刀(Cyberknife)和伽马刀的空间局部形式的放射都曾被使用，具有不同水平的成功。尽管放射仍被广泛认为是用于恶性脑部肿瘤的附加治疗的有效方式，但其具有的缺点是它仅有有限的小部分应用，因为脑部的一些部位被放射到会形成严重后遗症。系统化疗可用于对抗脑部肿瘤。系统化疗是作为放射和手术的辅助的一个可行的选择。然而，由于血脑屏障原因与来自化疗制剂的系统副作用的原因，系统化疗在脑部癌症方面是大大受限的。1993年比利时科学家首次报道骆驼血液中的抗体有一半左右没有轻链，而且这些缺失轻链的“重链抗体”(heavy-chainantibodies,HCAbs)能像正常抗体一样与抗原等靶标紧密结合，另外不像scFv那样互相沾粘，甚至聚集成块。骆驼单链抗体只包含一个重链可变区（Variabledomainofheavy-chainantibody,VHH)和两个常规的恒定区CH2与CH3区，更重要的是单独克隆并表达出来的VHH区具有很好的结构稳定性与抗原结合活性，VHH是目前己知的可结合目标抗原的最小单位，所以VHH也被称为纳米抗体(Nanobody)。骆驼单链抗体具有高亲和力和高特异性的特点，而免疫原性(尽管非人源，但免疫原性很低)和毒性则非常低，且不容易粘连。与人抗体的重链可变区VH相比，纳米抗体的簇互补区CDR3更长，可以形成凸环结构，能够深入抗原内部更好的结合抗原，因而亲和力更高。此外，纳米抗体的疏水残基被亲水残基取代，水溶性更好，不易形成聚集体。纳米抗体是目前已知的可结合目标抗原的最小单位。VHH晶体大小2.5nm×4nm，分子量只有12KD-15KD，其分子结构比较稳定，能够耐高温并在极端苛刻的环境中保持活性。研究证实，将VHH在37℃放置1周仍能保持80%的生物活性，表明纳米抗体在室温下保存相当稳定，这使其比常规抗体更易于储藏和运输。纳米抗体具有强而快的组织穿透能力，而且能够有效穿透脑部与上颈部皮肤和鼻腔粘膜，进入脑部致密组织如实体瘤中发挥作用，为脑部给药提供了新方法。同时，纳米抗体具有可逆的重折叠能力即易复性，试验表明，纳米抗体在90℃高温处理后，仍然保持了较高的活性，能重新获得抗原结合能力。而所有常规抗体在90℃处理后都丧失了活性，发生了不可逆的聚合。在恶劣条件，如在离液剂、存在蛋白酶和极度pH值变性的条件下，正常抗体会失效或分解，而纳米抗体仍具有高度的稳定性。另外，纳米抗体在强变性剂的条件下也表现出不易变性或者变性后易复性的特点。与传统抗体相比，1）纳米抗体容易获得，通过免疫、B淋巴细胞分离、抗体库展示技术筛选等均能获得；2）稳定性好，其内部折叠中含有多个二硫键，使其结构具有很好的稳定性，可在常温放置；3）可溶性高，不像scFv那样容易聚集成团，纳米抗体亲水性好，具有很好的水溶性，能提高作为药物的利用率；4）吸收好，由于可溶性高，所以纳米抗体具有高吸收率的优点；5）纳米抗体表达容易，不像传统抗体那样必须要在哺乳动物细胞中进行表达，难度大、产量低、成本高，VHH可以在原核细胞中进行高效表达，有研究者将产量提高到了2.5g/L；6）人源化简单，与人类重链基因的同源性在80～90%，人源化已经取得成功；7）纳米抗体容易穿过生物膜系统，也易于偶联其他分子。随着生物工程技术的不断发展，大量纳米抗体药物将不断涌现。目前其临床试验的主要剂型为注射剂和口服剂。由于纳米抗体药物分子量小，体内稳定性差，且口服时易受胃肠道酶降解和肝脏酶系统的首过效应影响，要达到有效的药物治疗浓度，病人需要长期多次重复注射或口服给药。经头颈部内外表皮的给药制剂系统是指能促进治疗药物有效透过头颈部皮层组织或鼻腔粘膜，进入头颅内系统作用的控释药物经皮给药系统。其可避免胃肠道pH、酶、食物及其他药物的相互作用而引起的胃肠道吸收困难，避免首过效应。还可以避免注射给药带来的不便与低效率，延长单次给本文档来自技高网...
【技术保护点】
经头颈部内外表皮的纳米抗体给药制剂系统，包括具有生物活性的特异性纳米抗体，以及维护增加纳米抗体稳定性和组织穿透性的抗体药物载体，所述抗体药物载体包括但不限于水溶性高分子生物糖胶基质、聚乙烯醇、多聚氨基酸、甘油、磷脂、羧甲基纤维素钠、胶原蛋白、水解酶抑制剂中的一种，或几种的任意比例混合物，所述特异性纳米抗体包括人源化和非人源化的纳米抗体形式。
【技术特征摘要】
1.经头颈部内外表皮的纳米抗体给药制剂系统，包括具有生物活性的特异性纳米抗体，以及维护增加纳米抗体稳定性和组织穿透性的抗体药物载体，所述抗体药物载体包括但不限于水溶性高分子生物糖胶基质、聚乙烯醇、多聚氨基酸、甘油、磷脂、羧甲基纤维素钠、胶原蛋白、水解酶抑制剂中的一种，或几种的任意比例混合物，所述特异性纳米抗体包括人源化和非人源化的纳米抗体形式。2.根据权利要求1所述的给药制剂系统，其特征是所述的胶原蛋白包括胶原蛋白肽、胶原和明胶。3.根据权利要求2所述的给药制剂系统，其特征是所述抗体药物载体由以下重量份数的辅料混合构成：水溶性高分子生物糖胶基质8份、胶原8份、胶原蛋白肽10份，多羟化合物10份、聚乙烯醇5份、左旋糖酐10份、多聚氨基酸10份、甘油10份、磷脂5份、明胶2.5份、羧甲基纤维素钠1份、水20份。4.权利要求3所述给药制剂系统的制备方法，是将所述重量份数的聚乙烯醇加入所述重量份数的水中，95℃加热搅拌45min，使聚乙烯醇完全溶解，依次加入所述重量份数的水溶性高分子生物糖胶基质、胶原、胶原蛋白肽、多羟化合物、左旋糖酐、多聚氨基酸、甘油、磷脂、明胶和羧甲基纤维素钠，加热至60～70℃搅拌15min，使完全溶解并混合均匀，待温度降至10～20℃，加入需要剂量的特异性纳米抗体，制成经头颈部内外表皮的纳米抗体给药制剂系统。5.根据权利要求1所述的给药制剂系统，其特征是所述的特异性纳米抗体包括活性纳米抗体、纳米抗体片段及基因工程改造的纳米抗体，或多靶向纳米抗体聚合链接体。6.根据权利要求5所述的给药制剂系统，其特征是所述纳米抗体聚合链接体包括相同或不同的纳米抗体之间的聚合，包括纳米抗体与融合蛋白的结合以延长药物在体内的半衰期，包括纳米抗体与化学小分子药物的结合。7.根据权利要求1、2、3、5或6所述的给药制剂系统，其特征是所述给药制剂系统中的特异性纳米抗体是针对不同病灶的特异性纳米抗体，所述病灶靶点包括头颈部皮肤和鼻腔及耳腔内环境...
【专利技术属性】
技术研发人员：李少平，渠志灿，
申请(专利权)人：山西纳安生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14
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