一种基于光动力疗法和化学疗法的联合肿瘤靶向治疗系统技术方案

本发明专利技术属于药物制剂领域，涉及一种针对多药耐药肿瘤的靶向纳米递释系统及制备方法。本发明专利技术采用化学键合的方法将光敏剂焦脱镁叶绿酸a（PPA）键合在共聚物羟基化‑聚乳酸‑聚羟基乙酸(HO‑PLA‑PEG‑PLA‑OH)的两端,得产物光敏剂嵌合的聚乳酸‑聚羟基乙酸聚合物(PPA‑PLA‑PEG‑PLA‑PPA),然后用乳化溶媒蒸发法物理包载化疗药物紫杉醇制成双载药纳米递释系统（PPA NP‑PTX），在其表面修饰具有特异性靶向作用及细胞穿透作用的F3肽，制成具有双级靶向特性的光动力和化疗联合给药纳米递释系统。实验表明，本递药系统对耐药肿瘤细胞具有强大的杀伤作用，体内肿瘤靶向效果明显，对荷多药耐药肿瘤小鼠的治疗效果显著，本联合给药纳米系统具有临床应用前景。

A combined tumor targeting therapy system based on photodynamic therapy and chemotherapy

The invention belongs to the field of pharmaceutical preparation, and relates to a targeted nano delivery system for multi drug resistant tumors and a preparation method thereof. The invention adopts the method of chemical bonding of the photosensitizer pyropheophorbide a (PPA) bond in the hydroxylation of polylactic acid copolymer polyglycolic acid (HO PLA PEG PLA OH) at both ends of the products of polylactic acid photosensitizer chimeric polyglycolic acid polymer (PPA PLA PEG PLA PPA), then by emulsion solvent evaporation physical entrapping paclitaxel chemotherapy with dual drug loaded delivery system (PPA NP PTX), the surface modification with specific targeting and cell penetrating peptide F3, made with double targeting characteristics of light power combined with chemotherapy drug co delivery system. Experiments show that the drug delivery system has strong killing effect on drug resistance of tumor cells, in vivo tumor targeting effect on mice bearing tumor multidrug resistance treatment effect is remarkable, the combined with clinical application of nano drug system.

【技术实现步骤摘要】
一种基于光动力疗法和化学疗法的联合肿瘤靶向治疗系统
本专利技术属于药物制剂领域，涉及一种针对多药耐药肿瘤的靶向纳米递释系统及其构建方法和应用，具体涉及一种基于光动力疗法和化学疗法的联合肿瘤靶向治疗系统及其构建方法。本专利技术以三嵌段共聚物为载体材料，将光敏剂采用化学键合的方法嵌合在纳米材料上，制备纳米粒，然后再包载化疗药物，并在纳米粒表面修饰具有肿瘤细胞和肿瘤新生血管特异性靶向作用以及细胞穿透作用的F3肽，构建靶向双载药递送系统，实现对肿瘤部位光动力和化疗相结合的靶向治疗。
技术介绍
实践显示，多药耐药现象已严重制约了传统化学疗法在肿瘤治疗中的功效，研究显示，其主要作用机制与肿瘤细胞中的药物转运蛋白、应激反应蛋白以及抗凋亡因子有关，在这些引起肿瘤多药耐药的机制中，属于药物转运蛋白的P糖蛋白（P-gp）起着主导作用。临床上广泛应用的广谱性抗肿瘤药物紫杉醇（PTX）是P-gp的底物，在临床化疗中常产生多药耐药现象，从而严重影响了抗肿瘤治疗效果。光动力疗法（PDT）是一种基于光敏剂、氧和一定波长的光照三者之间相互作用的治疗方法；经特殊光源照射后，光敏剂和氧相互作用产生的单线态氧不仅能够直接杀灭肿瘤细胞，而且能够氧化破坏溶酶体等酸性内含体的膜进而释放出被其吞噬的纳米药物载体，促进药物的溶酶体逃逸。诸多研究表明，PDT具有“光内化作用”，联合化疗可以有效解决多药耐药问题。P糖蛋白（P-gp）外排和溶酶体等酸性细胞器降解可以导致抗癌药物在肿瘤细胞内部积蓄量减少，进而诱导耐药性的产生；而PDT产生的单线态氧能有效抑制由P-gp介导的药物外排，同时破坏内体和溶酶体的脂膜结构，促进化疗药物从酸性细胞器逃逸，从而显著增强化疗效果。基于此，有研究将光敏剂与化疗药物共同载于相同纳米系统中，以达到光动力疗法与化学疗法的协同治疗作用；针对此，较为常见的方案是将光敏剂与化疗药物共同包载于纳米粒的疏水核心，然而，采用此种策略会使光敏剂和化疗药物同时争夺纳米粒的疏水内核而使两者的载药量和包封率均降低；另外，大多光敏剂极度疏水，与纳米粒的相容性较差，在血浆中易泄漏，这不仅减少了光敏剂在肿瘤部位的聚集，而且会对正常组织产生毒副作用。因此，如何构建具有高载药量以及安全稳定的纳米递药系统成为联合疗法的关键。光敏剂焦脱镁叶绿酸-a（PPA）具有优良的光动力学特性，但由于水溶性较差，限制了其的广泛应用；本课题组曾将PPA和PTX同时物理包载在可生物降解的聚乳酸（PLA）纳米粒中，但是共包载的包封率和载药量均低，且稳定性差。基于现有技术的现状，本申请的专利技术人拟提供一种靶向双载药递送系统及构建方法，尤其是构建具有高载药量以及安全稳定的纳米递药系。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供涉及一种针对多药耐药肿瘤的靶向纳米递释系统及其构建方法和应用。尤其涉及一种能够靶向肿瘤组织同时递送载光敏剂和化疗药物达到联合治疗效果的新型纳米递送系统及其构建方法。本专利技术的纳米递送系统能实现光敏剂和化疗药物的高效包载及稳定递释。本专利技术采用化学键合的方法将具有光动力治疗特性的光敏剂焦脱镁叶绿酸a（PPA）键合在共聚物羟基化-聚乳酸-聚羟基乙酸(HO-PLA-PEG-PLA-OH)的两端,得到产物光敏剂嵌合的聚乳酸-聚羟基乙酸聚合物(PPA-PLA-PEG-PLA-PPA),然后采用乳化溶媒蒸发法物理包载广谱性化疗药物紫杉醇（PTX）制备成双载药纳米递释系统（PPANP-PTX）；为了提高递药系统对肿瘤组织的亲和性，降低其在正常部位蓄积而产生的毒副作用，在PPANP-PTX的表面进一步修饰具有肿瘤细胞和肿瘤新生血管特异性靶向作用以及细胞穿透作用的F3肽，制成具有双级靶向特性的光动力和化疗联合给药纳米递释系统。本专利技术中，制得的HO-PLA-PEG-PEG-PLA-OH的分子量为20000-50000Da；所制备的纳米递释系统粒径在800-200nm之间，具有良好的分布系数和外观形态。本专利技术中，用于构建纳米递释系统的材料含有马来酰亚胺-聚乙二醇-聚乳酸(MAL-PEG-PLA)，利用其官能团中的马来酰亚胺与功能靶向多肽中的巯基反应，从而对纳米载体进行修饰，使其具备主动靶向能力。本专利技术中，MAL-PEG-PLA的分子量为20000-50000Da。本专利技术以三嵌段共聚物为载体材料，将较难包载在纳米载体内部的光敏剂采用化学键合的方法嵌合在纳米材料上，制备纳米粒，然后再包载化疗药物，并在纳米粒表面修饰具有肿瘤细胞和肿瘤新生血管特异性靶向作用以及细胞穿透作用的F3肽，实现对肿瘤部位光动力和化疗相结合的靶向治疗。本专利技术中，所述三嵌段共聚物为焦脱镁叶绿酸a-聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸-焦脱镁叶绿酸a（PPA-PLA-PEG-PLA-PPA），其通过PPA中的羧基与HO-PLA-PEG-PLA-OH之间的酯化反应合成制得。本专利技术中，采用化学方法将两端羟基化的HO-PLA-PEG-PLA-OH与光敏剂中的羧基酯化偶联，将其作为纳米材料制备纳米粒再包载化疗药物，以解决同时高效包载化疗药物和光敏剂的难题；本专利技术采用F3肽对纳米粒的表面进行修饰，使其能高度靶向在肿瘤细胞和肿瘤新生血管内皮细胞上均高表达的核仁素，因此F3肽的修饰能够实现特异性的肿瘤部位双级靶向递药。本专利技术中，光动力疗法中采用的是光敏剂焦脱镁叶绿酸a，其具有优良的光动力学特性，其激发波长为660nm；本专利技术中，化学疗法采用的是广谱性抗肿瘤药物紫杉醇，该紫杉醇为抗微管药物,其通过促进微管蛋白聚合抑制解聚,保持微管蛋白稳定，抑制细胞有丝分裂；本专利技术中，连接光敏剂的聚乙二醇-聚乳酸嵌段共聚物通过乳化溶媒蒸发法制备粒径在100nm左右的纳米粒，能够有效包载化疗药物紫杉醇而不降低其载药量；本专利技术中该系统称之为焦脱镁叶绿酸-a—聚乳酸纳米粒(PPANP-PTX)，其中，化疗药物、光敏剂-聚乳酸连接物共同组成纳米粒的疏水内核；PEG链段构成亲水外壳，能避免体内网状内皮系统的吞噬，显著延长纳米粒在血浆中的半衰期。本专利技术中，为进一步提高PPANP-PTX的主动靶向效率和肿瘤细胞内化能力，采用一种高效的肿瘤靶向配体F3肽进行纳米粒表面修饰；所述的F3肽是由31个氨基酸组成的人类高迁移组蛋白2N端肽段，其能与新生血管内皮细胞和肿瘤细胞表面标志分子—核仁素高特异性结合；所述F3多肽的完整氨基酸序列为：CKDEPQRRSARLSAKPAPPKPEPKPKKAPAKK，本专利技术所述的F3肽具有肿瘤靶向特性，其能靶向肿瘤细胞，以及与新生血管内皮细胞高效结合，该F3肽与靶细胞特异性结合后具有细胞膜穿透特性，能显著提高递释系统的靶向效率。本专利技术制备的给药纳米递释系统，进行了体内外实验，结果表明，对耐药肿瘤细胞具有强大的杀伤作用，体内肿瘤靶向效果明显，对荷多药耐药肿瘤小鼠的治疗效果显著。本专利技术中采用光动力学性质良好的PPA与广谱性化疗药物PTX作为模型药物，两种物质均可市场获得，利用两者不同的抗肿瘤机制能够达到逆转肿瘤的多药耐药性，最终实现协同治疗的效果。本专利技术中以人脐静脉内皮细胞（HUVEC）作为肿瘤新生血管内皮细胞模型，以P-gp高表达的人结直肠癌细胞（HCT-15）作为耐药肿瘤细胞模型，此两种细胞均为本领域所公认且熟知。本专利技术通过体外细胞摄取，体内特异性靶向实验表明，该递药系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于光动力疗法和化学疗法的联合肿瘤靶向治疗系统，，其特征在于，通过下述方法制备：以三嵌段共聚物为载体材料，将光敏剂采用化学键合的方法嵌合在纳米材料上，制备纳米粒，然后再包载化疗药物，并在纳米粒表面修饰F3肽，制成具有双级靶向特性的光动力和化疗联合给药纳米递释系统。

【技术特征摘要】
1.一种基于光动力疗法和化学疗法的联合肿瘤靶向治疗系统，，其特征在于，通过下述方法制备：以三嵌段共聚物为载体材料，将光敏剂采用化学键合的方法嵌合在纳米材料上，制备纳米粒，然后再包载化疗药物，并在纳米粒表面修饰F3肽，制成具有双级靶向特性的光动力和化疗联合给药纳米递释系统。2.按权利要求1所述的基于光动力疗法和化学疗法的联合肿瘤靶向治疗系统，其特征在于，所述三嵌段共聚物是焦脱镁叶绿酸a-聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸-焦脱镁叶绿酸a（PPA-PLA-PEG-PLA-PPA），其通过PPA中的羧基与HO-PLA-PEG-PLA-OH之间的酯化反应合成制得。3.按权利要求1所述的基于光动力疗法和化学疗法的联合肿瘤靶向治疗系统，其特征在于，所述光动力疗法中采用的是光敏剂焦脱镁叶绿酸a，化学疗法采用的是抗肿瘤药物紫杉醇。4.按权利要求3所述的基于光动力疗法和化学疗法的联合肿瘤靶向治疗系统，，其特征在于，所述的焦脱镁叶绿酸a，其激发波长为660nm。5.按权利要求3所述的基于光动力疗法和化学疗法的联合肿瘤靶向治疗系统，其特征在于，所述的紫杉醇为抗微管药物,其通过促进微管蛋白聚合抑制解聚,保持微管蛋...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈钧，冯兴业，姜頔，康婷，朱倩倩，冯静娴，蒋天泽，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：上海,31