[发明专利]CO气体协同化学动力疗法抗肿瘤纳米递送载体、制备方法及抗肿瘤药物中的应用

说明书

本发明公开一种CO气体协同化学动力疗法抗肿瘤纳米递送载体、制备方法及抗肿瘤药物中的应用，包括以白蛋白为载体并负载葡萄糖氧化酶和羰基锰化合物形成的纳米粒、在纳米粒包载的二氧化锰壳层；在二氧化锰保护壳层上包覆的透明质酸层，形成具有双层保护结构的靶向性酶催化产气纳米粒HGMM@HA。本发明将CO气体疗法与化学动力疗法协同应用，将透明质酸作为衣壳包覆于纳米粒表面，构建CO气体协同化学动力疗法抗肿瘤纳米载药系统；利用透明质酸的靶向性靶向到肿瘤细胞区域，利用二氧化锰壳层降解提供氧气支持葡萄糖氧化酶的催化反应，伴随产生的过氧化氢有效地诱导羰基锰释放CO，导致癌细胞发生凋亡，进一步增强靶向纳米载药系统的抗肿瘤效果和安全性。

技术领域

本发明涉及药物递送载体技术领域，尤其是CO气体协同化学动力疗法抗肿瘤纳米递送载体、制备方法及抗肿瘤药物中的应用。

背景技术

癌症，又称恶性肿瘤，是由正常细胞在一些非正常条件下发生突变引起的，正常细胞受到刺激形成具有非正常生物学特性的细胞，进而发展成肿瘤组织。癌症是严重威胁人类健康的致死性疾病。近年来，癌症的发病率逐年上升，己经发展成为人类的头号杀手，如何有效地治愈癌症是现阶段医学领域的一大难题。

传统的手术、化疗、放疗等临床肿瘤治疗方法能够使肿瘤细胞的生长得到抑制，但杀伤性能有限。纳米医学的快速发展为新型的抗癌方式提供了新的策略和方法。纳米粒子具有在肿瘤细胞靶向定位和促进细胞吸收的功能，其可以增强疗效同时减少副作用。在纳米疗法中气体治疗是最近新兴的一种具有广阔应用前景的治疗策略。气体治疗包括一氧化氮(NO)、一氧化碳(CO)和硫化氢(H₂S)等，对癌症、炎症和心血管疾病都具有独特的治疗作用。一氧化碳(CO)疗法已经在治疗各种疾病显示出突出的治疗效果，已成为气体疗法领域的一个热门研究课题。由于CO气体对人血红蛋白的高亲和力，使用CO气体治疗肿瘤的主要挑战是缺乏目标靶向性以及在较高浓度下的毒性。

尽管已经研发出了具有在生物系统中传递CO的能力的CO释放分子(CORM)，但随即而来的与CORM相关的一些缺点包括随机扩散，溶解性差，潜在的毒性以及在深部组织中CO释放不足等限制了其实际应用。因此，CO不适合外源性给药，在靶向组织中内源性原位控制CO生成是CO气体治疗的最佳选择。在达到肿瘤部位后需要肿瘤部位高水平的过氧化氢促发原位控制释放CO。虽然肿瘤部位高表达过氧化氢((10～50μM))，但仍不足以促发释放CO。因此，亟待开发一种新的策略以增加肿瘤中过氧化氢的浓度，有效地控制CO的生成量，从而提高气体治疗的功效。

有研究表明，葡萄糖氧化酶(GOx)是一种天然的有氧脱氢酶，GOx可以在肿瘤部位能够催化分解葡萄糖氧化酶产生过氧化氢和葡萄糖酸，是一种高效的过氧化氢生产催化剂，一直以来受到相当的重视。过量的过氧化氢产生可以促发羰基锰化合物释放CO，提高气体治疗的功效。然而，由于肿瘤部位的缺氧环境，即使肿瘤部位葡萄糖含量异常丰富，但酶催化反应得率仍不高。此外，这些纳米系统缺乏肿瘤靶向性和组织特异性容易对正常组织造成不可避免的损害。

在各纳米疗法中，对肿瘤细胞的杀伤作用在很大程度上依赖于EPR效应驱动的肿瘤区域的纳米粒子积累，然而在静脉注射治疗过程中，纳米颗粒的积累效率是很低的，EPR的低效率使得治疗结果不令人满意。因此发展主动靶向的策略来延长纳米颗粒在肿瘤部位的富集是纳米疗法的一个新的方向。透明质酸(HA)是一个生物相容性很好的生物大分子，能避免体内酶的清除与吸附。因此HA作为抗癌药物递送系统的载体被广泛应用于肿瘤治疗中，已经成为肿瘤靶向给药系统研究的热点。HA作为肿瘤靶向药物的载体，主要通过受体介导作用，增加病灶区的药物浓度，达到靶向治疗的目的。

发明内容

本发明的第一方面的目的在于提供一种CO气体协同化学动力疗法抗肿瘤纳米递送载体，包括以白蛋白为载体并负载葡萄糖氧化酶和羰基锰化合物所形成的作为内核的纳米粒、在纳米粒外部包载的二氧化锰保护壳层；以及在二氧化锰保护壳层上包覆的透明质酸层，由此形成具有透明质酸和二氧化锰双层保护结构的靶向性酶催化产气纳米粒HGMM@HA。