包含纳米二氧化硅颗粒的组合物及其在激活T淋巴细胞以用于治疗的方法中的用途技术

描述了包含通过标准颗粒筛分平均尺寸为0.5nm至20nm的二氧化硅颗粒的组合物，其用于激活培养物或全血中的淋巴细胞。

Compositions containing nano-silica particles and their use in activating T lymphocytes for therapeutic purposes

Compositions containing silica particles with average sizes ranging from 0.5 to 20 nm screened by standard particles are described for activating lymphocytes in cultures or whole blood.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含纳米二氧化硅颗粒的组合物及其在激活T淋巴细胞以用于治疗的方法中的用途
本专利技术涉及包含纳米二氧化硅颗粒的组合物及其在激活T淋巴细胞以用于治疗的方法中的用途，并且特别涉及表征用于治疗的二氧化硅颗粒组合物的有效性的生物标志物。还公开了基于使用这些标志物的测定和筛选方法，以及用于产生和/或递送纳米二氧化硅组合物或T淋巴细胞的设备和试剂盒，所述T淋巴细胞在施用于对象之前已经被离体激活。
技术介绍
硅是环境中普遍存在的元素，西方世界的成年人目前每天摄入约15至50mg。它天然地作为硅酸盐存在，其中硅与氧原子连接。硅酸和二氧化硅也是适用于此类结构的术语。这些范围从最简单的单硅酸(也称为原硅酸)到二氧化硅颗粒。本文中术语硅酸盐和二氧化硅可互换使用，意指含硅、氧和氢的材料，其也可含有其他离子但主要是硅和氧，其含有的氢含量由例如尺寸、凝聚程度、pH等因素决定。可溶性硅酸盐的确切生物学作用尚不清楚，但许多证据表明其在结缔组织健康中具有重要作用(Jugdaohsingh等，2008)。虽然典型的结缔组织包括骨、关节、血管、皮肤、毛发和指甲，但也有明显证据表明可溶性或聚合硅酸盐在包括以下的大量医学病症中具有膳食、补充或治疗益处：骨质疏松症、骨质减少(osteopenia)和其他肌肉骨骼和关节病症，所有类型的癌症，多种皮肤病，血管、心血管和冠心病，炎性疾病，自身免疫病，阿尔茨海默病和多种形式的认知障碍，多种类型的感染，伤口和溃疡，胃肠、肝、肾和免疫相关病症以及激素相关的变化和病症。硅酸盐的有益营养和治疗作用似乎延伸到其他动物，尤其是其他哺乳动物。硅酸盐已被用作经口营养补充剂，尽管实现允许在给药后有效获取(吸收)的制剂并不简单。天然存在的无机形式的硅溶解为原硅酸。但是，它的浓度(例如在饮用水中)需要相对较低(≤1.7mM)，因为在自然条件下，这是水性硅酸盐在pH＜9下的最大平衡溶解度，以防止逐渐凝聚和/或尺寸增大的颗粒开始聚合，并且随后不容易重新溶解。这种行为已困扰了补充硅的开发，因为浓缩形式在肠道中不会溶解以使能够吸收，而稀释形式导致需要摄入大量补充剂(例如20至100ml/天)。通常，某些化学部分(例如配体)可用于结合并给予(render)可溶性阳离子/阴离子，否则其将在生理pH下沉淀，但硅酸盐是不合适的，因为单体通常对其自身(即进行自组装)比对任何其他分子具有更大的亲和力，并且硅浓度越高，阻止其在水溶液中自组装就变得越困难。这导致了用于产生生物可利用的硅酸盐组合物的替代策略。另外，然而，研究人员已经有意或无意地研究了经沉淀的硅酸盐组合物的生物学作用。例如，已经研究了聚合硅酸盐、纳米级硅酸盐和微米级硅酸盐对细胞的作用。US2011/0229577(Kerek)公开了具有壳状结构的硅酸颗粒，其中在其中反应混合物的pH先减小并随后增大的条件下颗粒凝聚，导致组合物的pH为2.1或pH大于9.2。US2011/0229577中描述的凝聚硅酸盐组合物被描述为对体外细胞培养物具有低毒性以及作为钙ATP酶泵的抑制剂并且在所有细胞类型中引起细胞凋亡。报道了这样的凝聚硅酸盐用于减小肿瘤大小的用途。通过高水平的胆碱团聚稳定的二氧化硅组合物作为食品补充剂出售并被称为“胆碱稳定的原硅酸”(BiosilTM；氯化胆碱稳定的原硅酸，参见WO95/21124和EP1371289A)。US2009/0130230(Stanley)描述了硅酸盐组合物及其用于治疗炎性病症、癌症、细菌和病毒感染以及治疗感染和未感染的伤口的用途。该参考文献假设治疗通过激活先天免疫系统而发生。WO2015/121666(MedicalResearchCouncil)公开了包含稳定剂例如多元醇、糖和/或季铵盐(例如胆碱和肉碱)的纳米二氧化硅组合物。特别地，WO2015/121666提供了用于产生包含聚合硅酸和纳米二氧化硅颗粒的稳定化聚合硅酸盐组合物的方法，其中控制硅酸盐的聚合和颗粒尺寸增长，并通过硅酸盐浓度、pH和/或稳定剂的组合使所得颗粒尺寸稳定。描述了这些组合物用于治疗一些医学病症和用于硅补充剂(siliconsupplementation)的用途。T淋巴细胞是适应性免疫系统的细胞，其直接负责协调(CD4+辅助性T细胞)和执行(CD8+细胞毒性T细胞)从体内去除受感染的细胞和癌细胞。因此，它们是免疫系统至关重要的部分。在1994年首次报道了体外通过硅酸盐的多克隆人T细胞激活(Ueki等，1994)，并且尽管在病症(例如矽肺病)中硅酸盐与T细胞激活持续相关，但尺寸、结构、T细胞相互作用的程度以及限定硅酸盐和T细胞相互作用的作用机制仍然难以捉摸(Hayashi等，2010，Lee等，2012，Kusaka等，2014)。专利技术概述概括地说，本专利技术基于以下发现：包含二氧化硅颗粒的组合物(也称为聚合二氧化硅或二氧化硅聚合物)，特别是通过标准颗粒筛分平均尺寸为0.5nm至20nm的二氧化硅结构可用于激活培养物或全血中的淋巴细胞。这种新观察到的技术效果开启了将T细胞激活用作二氧化硅治疗癌症、感染和其他慢性疾病的效力的标志和生物标志的可能性。不希望受任何特定理论的束缚，本专利技术人认为二氧化硅颗粒与T细胞受体结合，部分地激活它们，例如如通过提高CD69和/或CD25表达可检测到的。这意味着T细胞当其遇到其同源抗原(例如癌细胞或受感染细胞的)时被激活。这意味着T细胞不太可能处于静止状态，并且因此激活可用于克服在兽医和人类医学二者中在癌症或某些慢性疾病中诱导的T细胞耗竭。常规地，在一个方向上直径小于100nm的初级颗粒被不严格地称为“纳米”，即使按体积计，这可在1至100nm之间跨越一百万倍。此外，大多数研究人员专注于简单“纳米结构”的聚集体和团聚体。真正分散的纳米颗粒的研究较少并且直径小于10nm(即在蛋白质大小范围内)的那些在生物医学应用中受到的关注相对较少。例如，大量研究已发现二氧化硅颗粒(-Si-O-Si-，称为最凝聚形式的SiO2)根据尺寸和结晶度显示出不同细胞活性，从无定形(低凝聚)大颗粒的良性活性到晶状石英的强烈促炎性-这一效应被纳米二氧化硅部分模拟，无论结晶度如何。然而，很少有关于超细二氧化硅颗粒(直径小于10nm)的研究。尽管缺乏数据，但超细二氧化硅颗粒是普遍存在的，因为当水性单体Si(OH)4的浓度超过约1.7mM总[Si]时，它们就会形成。使用这样的“超饱和”硅酸盐制备物，Stanley等教导可以用所得混合物治疗癌症。Kerek重申，超细硅酸盐颗粒可用于治疗癌症，并列出了许多用于其合成的潜在方法。因此，在第一方面，本专利技术提供了包含平均直径为0.5至20nm的二氧化硅颗粒的组合物，其用于激活T淋巴细胞以对对象/个体进行治疗的方法，其中所述T淋巴细胞的激活的特征在于所述T淋巴细胞的CD69和/或CD25的表达提高。举例来说，优选地，与未经刺激的基线对照相比，CD69和/或CD25的表达提高至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％或至少80％。在下文提供的实施例中描述了使用外周血单核细胞(peripheralbloodmononuclearcell，PBMC)用于确定CD69和/或CD25表达的细胞测定，尽管这些生物标志的替代测定对本领域本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.包含平均直径0.5至20nm的二氧化硅颗粒的组合物，其用于激活T淋巴细胞以对对象/个体进行治疗的方法，其中所述T淋巴细胞的激活的特征在于所述T淋巴细胞的CD69和/或CD25的表达提高。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.10 GB 1613772.1;2017.02.03 GB 1701827.61.包含平均直径0.5至20nm的二氧化硅颗粒的组合物，其用于激活T淋巴细胞以对对象/个体进行治疗的方法，其中所述T淋巴细胞的激活的特征在于所述T淋巴细胞的CD69和/或CD25的表达提高。2.权利要求1所述的用于治疗方法的组合物，其中与未经刺激的基线对照相比CD69和/或CD25的表达提高至少20％。3.权利要求1或权利要求2所述的用于治疗方法的组合物，其中所述T淋巴细胞是T细胞。4.权利要求1至3中任一项所述的用于治疗方法的组合物，其中所述T细胞是辅助性T细胞、调节性T细胞、细胞毒性T细胞、自然杀伤T细胞(NKT)或γδT细胞。5.前述权利要求中任一项所述的用于治疗方法的组合物，其中所述淋巴细胞激活包括诱导炎性Th1型应答。6.前述权利要求中任一项所述的用于治疗方法的组合物，其中所述淋巴细胞的激活包括提高选自CD40L、LAP/GARP和/或FoxP3中的一种或更多种另外的标志物的表达。7.前述权利要求中任一项所述的用于治疗方法的组合物，其中淋巴细胞的激活包括提高IFN-γ的表达。8.前述权利要求中任一项所述的用于治疗方法的组合物，其中所述组合物基本上不诱导淋巴细胞增殖。9.前述权利要求中任一项所述的用于治疗方法的组合物，其中所述二氧化硅颗粒的平均直径为0.5至10nm。10.权利要求9所述的用于治疗方法的组合物，其中所述二氧化硅颗粒的平均直径为2至5nm。11.前述权利要求中任一项所述的用于治疗方法的组合物，其中所述组合物包含稳定剂，其任选地选自多元醇、糖和/或季铵盐，例如胆碱和肉碱。12.权利要求1至10中任一项所述的用于治疗方法的组合物，其中所述组合物不包含稳定剂。13.前述权利要求中任一项所述的用于治疗方法的组合物，其中所述二氧化硅组合物可如通过沉淀获得。14.前述权利要求中任一项所述的用于治疗方法的组合物，其中所激活的T淋巴细胞用于治疗癌症。15.权利要求14所述的用于治疗方法的组合物，其中所述二氧化硅颗粒组合物基本上对癌细胞不具有直接细胞毒性。16.权利要求1至13中任一项所述的用于治疗方法的组合物，其中所述组合物用于除癌症治疗之外的T细胞治疗。17.权利要求16所述的用于治疗方法的组合物，其中所激活的T淋巴细胞用于治疗感染。18.权利要求1至13中任一项所述的用于治疗方法的组合物，其中所激活的T淋巴细胞用于治疗炎性疾病。19.权利要求18所述的用于治疗方法的组合物，其中所述炎性疾病是多发性硬化、类风湿性关节炎、克罗恩病、哮喘或溃疡性结肠炎。20.前述权利要求中任一项所述的用于治疗方法的组合物，其中所述方法包括向所述对象施用能够抑制或增强一种或更多种特异性T细胞谱系或表型的药剂。21.权利要求20所述的用于治疗方法的组合物，其中所述药剂是环磷酰胺。22.前述权利要求中任一项所述的用于治疗方法的组合物，其中所述方法包括通过原位合成产生所述二氧化硅颗粒组合物，然后向所述对象施用。23.前述权利要求中任一项所述的用于治疗方法的组合物，其中所述原位合成包括将(i)pH＞10.5的硅酸盐溶液与(ii)酸性缓冲溶液混合，以产生pH为4.0至8.5的胶体二氧化硅组合物。24.权利要求23所述的用于治疗方法的组合物，其中所述原位合成包括将(i)pH＞10.5的硅酸盐溶液与(ii)酸性缓冲溶液混合，以在成批原位合成过程中产生pH为4.0至6.5的胶体二氧化硅组合物。25.权利要求23所述的用于治疗方法的组合物，其中所述原位合成包括将(i)pH＞10.5的硅酸盐溶液与(ii)酸性缓冲溶液混合，以在流动原位合成过程中产生pH为6.5至8.5的胶体二氧化硅组合物。26.前述权利要求中任一项所述的用于治疗方法的组合物，其中所述胶体二氧化硅组合物用于向对象施用。27.权利要求26中任一项所述的用于治疗方法的组合物，其中所述方法包括从将所述溶液混合起少于12分钟时向所述对象施用所述胶体二氧化硅组合物。28.前述权利要求中任一项所述的用于治疗方法的组合物，其中所述组合物用于静脉内施用。29.权利要求23至28中任一项所述的用于治疗方法的组合物，其中所述酸性溶液包含盐酸、羧...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳森·约瑟夫·鲍威尔，努诺·乔治·罗德里格斯·法里亚，拉谢尔·伊莱恩·休伊特，布雷德利·迈克尔·维什，卡洛斯·巴斯托斯，
申请(专利权)人：英国研究与创新署，
类型：发明
国别省市：英国,GB