[发明专利]特异性单克隆抗体靶向性碳纳米管药物载体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物医用高分子材料与纳米生物技术领域，涉及靶向性碳纳米管药物载体及其制备方法。具体涉及特异性单克隆抗体靶向性碳纳米管药物载体及其制备方法

背景技术

乳腺癌严重威胁女性身体健康。据统计，全世界每年有120万妇女患乳腺癌，且发病率以每年2％～8％的速度递增。北美和西方发达国家是乳腺癌的高发区。我国虽属乳腺癌低发区，但近年来，我国女性乳腺癌的发病率呈直线上升趋势，其死亡率仅次于肺癌而位居第二位。而目前的抗乳腺癌治疗药物由于对组织缺乏选择性，在杀伤肿瘤细胞的同时也损伤了正常细胞，造成了严重的毒副作用，肿瘤的靶向治疗亟待解决，而肿瘤特异性标记物的逐步发现为药物的肿瘤靶向选择性递送提供了新靶点。研究资料显示，将抗癌药物连接在纳米粒子上并加以靶向引导，不仅可以增加药物在肿瘤组织的浓度、延长药物在体内的循环时间、提高抗癌疗效，而且可以减少正常组织对药物的吸收，降低抗癌药物的毒性及对机体的不良作用。

研究表明，碳纳米管具有巨大的比表面积，许多有机(包括生物分子)或无机分子可以共价或非共价地结合于碳纳米管的表面。对碳纳米管进行表面修饰可以使其功能化，功能化的碳纳米管可以获得原始状态的碳管所没有的性质，包括使碳纳米管在介质中的分散程度和溶解性得到提高、阻止蛋白分子的非特异性吸附、能够识别和结合特定的生物分子等。由于碳纳米管的几何形状和疏水表面，使其容易聚合成束，在溶剂中不溶解，在大部分聚合物中也不容易分散，它的实际应用范围受到一定限制，其性能也不能充分展示出来。

人表皮生长因子受体-2(Her-2)是一种受体型的酪氨酸激酶，Her-2过表达的乳腺癌预后不佳。研究发现，部分乳腺癌细胞表面的Her2蛋白水平较周围正常乳腺上皮细胞高出数十倍乃至数百倍。资料显示，Herceptin作用于乳腺癌细胞的Her-2/Neu表面蛋白，干扰其生物学进程，最终导致其死亡。

发明内容

本发明的目的是提供一种靶向性碳纳米管药物载体及其制备方法。具体涉及特异性单克隆抗体靶向性碳纳米管药物载体，尤其是一种HER-2特异性单克隆抗体Fab片段靶向性碳纳米管药物载体及其制备方法，该靶向性碳纳米管药物载体可用于恶性肿瘤靶向化疗。

本发明由聚乙二醇化的高纯度碳纳米管(PEG-CNTs)作为载体，HER-2特异性单克隆抗体Fab片段作为靶向分子，碳纳米管药物载体上连接有HER-2特异性单克隆抗体的Fab片段而成药物载体。所述的碳纳米管长度为约100nm。所述的HER-2特异性单克隆抗体Fab片段其分子量相当于原抗体的1/3左右，约5万。

该载体具有良好的水溶性，能解决疏水性抗乳腺癌药物的溶解性问题，通过HER-2特异性单克隆抗体的Fab片段的靶向导引作用，实现抗乳腺癌药物在HER-2表达阳性的乳腺癌组织的主动靶向，降低药物用量和毒副作用，提高治疗效率。

本发明的靶向性碳纳米管药物载体药物载体通过下述方法制备，

用强酸氧化商用多壁碳纳米管，制得长度在100nm左右的表面有羧基修饰的高纯度多壁碳纳米管，在1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺的催化作用下，将聚乙二醇(PEG2000)通过其末端的氨基接枝到制得的多壁碳纳米管的表面羧基上，制得表面有聚乙二醇修饰的长度在50-200nm的高纯度多壁碳纳米管；再在催化剂1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺的催化作用下将HER-2特异性单克隆抗体的酶切Fab片段连接至多壁碳纳米管表面的PEG另一端的氨基上，制得HER-2特异性单克隆抗体Fab片段靶向性多壁碳纳米管(CNT-PEG-AntiHER2 Fab)。

本发明增加了碳纳米管的化学修饰，增加其分散度和水溶性，促进其胆道和肾脏排泄，以减轻毒性，并结合聚乙二醇(PEG)修饰，使本发明的药物载体能增加药物的水溶性和热稳定性，抵抗蛋白的降解，并可以减少巨噬细胞对药物的吞噬，延长纳米粒在体内的循环时间。

通常以单克隆抗体(Mc ab)herceptin为导向的免疫纳米粒子交联物分子量大多在18万以上，很难通过毛细血管内皮层和细胞外间隙到达实体瘤深部。本发明中，将Her-2作为Her-2阳性乳腺癌细胞的靶向分子，用木瓜蛋白酶酶切法得到herceptin的Fab片段，分子量相当于原抗体的1/3左右，约5万，以它为介导的靶向药物在体内分布的特异性比完整的Mc ab高，且较易穿透细胞外间隙到达深部肿瘤细胞，而且毒副作用较低。本发明的载药系统连接Her-2抗体能增加载药系统对乳腺癌组织的靶向性，同时增强抗癌作用。