[发明专利]用于防止HIV传播的基于PEG纳米载体的多功能生物可降解水凝胶

说明书

相关申请的交叉引用

本申请按照35U.S.C.§119(e)要求2010年11月15日提交的美国临时申请号61/413,652和2012年1月26日提交的美国临时申请号61/436,320的优先权。两份申请的公开内容均通过引用的方式并入本文。

关于联邦赞助研究的声明

本发明受美国政府支持在国家健康研究所HIT-IT计划资助的R01AI084137-01下完成。本发明还受美国政府支持在国家健康研究所资助的NCCAM NIH R21AT002897-01下完成。美国政府享有本发明的某些权利。

背景技术

细菌性阴道病(BV)是一种以阴道微生物菌群失衡为特征的常见疾病，在阴道中有益健康的乳酸杆菌被兼性需氧和厌氧微生物，最显著的是阴道加德纳菌(Gardnerella vaginalis)和普雷沃菌(Prevotella)、消化链球菌(Peptostreptococcus)、卟啉单胞菌(Porphyromonas)和动弯杆菌(Mobiluncus)菌种的增殖所取代。与BV有关的微生物可以视为造成STD的因素。尽管一些研究者和医生不将BV视为性传播疾病，但数个小组已经报道了BV的性传播。

北美估计有10-30%的女性受到这种疾病的困扰，常常迫使她们寻求医护。虽然BV经常保持无症状，但是已经证明这些生物的不受约束的生长具有致病作用，对怀孕女性尤为如此。

BV与盆腔炎性疾病形成以及多种妊娠相关的并发症，包括胎儿出生体重低、伴随婴儿死亡风险升高的早产、导致胎儿脑损伤的羊膜内感染和自发流产有关。另外，已经证明细菌性阴道病，尤其是阴道加德纳菌提高了染上HIV的概率并在多个细胞系中刺激HIV增殖。

随着HIV感染的发生率上升，开发疫苗和局部用杀微生物剂已经成为世界范围的首要事件。然而，最近的试验结果令人沮丧。因此，诱导抗菌性免疫力和保护免受HIV感染仍是公共卫生的一个主要目标。认为“杀微生物剂”(防止HIV在人之间传播的局部施用药物)仍具有巨大的前景。实际上，据估计，由20%的具有风险的女性在50%的时间内使用杀微生物剂时，可能在3年内防止了二千五百万例HIV感染。鉴于最近的临床进展，迫切需要重新考虑杀微生物剂的概念。

发明简述

本发明涉及一种基于聚乙二醇的多功能水凝胶，其包含与至少4个多臂聚乙二醇纳米载体单位共价结合的多臂聚乙二醇交联单位，其中每个纳米载体单位包含与所述纳米载体单位偶联的试剂并且每种试剂选自pH降低剂、生物粘合剂、杀微生物-杀精剂(microbicidal spermicidal agent)和抑制游离的和与细胞结合的HIV结合的试剂，前提是每个纳米载体单位包含不同的试剂，至少两个纳米载体单位包含具有不同功能的试剂。

在一个实施方案中，至少一种试剂通过可降解键与纳米载体单位偶联。在另一个实施方案中，至少一种试剂通过不可降解键与纳米载体偶联。在又一个实施方案中，所述水凝胶包含选自乳酸、柠檬酸、抗坏血酸和马来酸的pH降低剂。

在一个实施方案中，所述水凝胶包含在载体中封装的pH降低剂。在另一个实施方案中，所述载体是环糊精、树模石(dendron)、树状聚物、脂质体或PEG纳米凝胶粒子。

在又一个实施方案中，所述水凝胶包含枯草溶菌素(subtilosin)。在又一个实施方案中，所述水凝胶包含选自可溶性聚阴离子和RGD肽配体的抑制游离的和与细胞结合的HIV结合的试剂。在另一个实施方案中，可溶性聚阴离子选自硫酸葡聚糖、硫酸环糊精和肝素。在又一个实施方案中，所述水凝胶还包含在水凝胶内部共价结合的至少一个纳米载体单位。

本发明还涉及一种通过以下方式制备水凝胶的方法：将某个量的包含与每条臂偶联的巯基反应性官能团的多臂聚乙二醇交联单位与某个量的多臂聚乙二醇纳米载体单位合并，其中每个纳米载体单位包含与一半所述臂偶联的巯基和与每个纳米载体单位的剩余臂偶联的试剂，并且每种试剂选自pH降低剂、生物粘合剂、杀微生物-杀精剂和抑制游离的和与细胞结合的HIV结合的试剂；其中所述交联单位和所述纳米载体单位的量足以在合并时产生水凝胶。在一个实施方案中，与相同聚合物单位合并的每个纳米载体单位包含不同的试剂。