[发明专利]基于核酸材料负载铂类药物结合物、铂类药物递送系统及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种基于核酸材料负载铂类药物结合物、铂类药物递送系统及其制备方法和应用。所述的基于核酸材料负载铂类药物结合物，包括嵌段功能核酸骨架与接枝在核酸骨架上的铂类前药分子，核酸骨架一端为磷酸二酯键的功能核酸序列，另一端为硫代磷酸酯修饰的核苷酸序列，硫代磷酸酯接枝修饰铂类药物后利用其双亲性自组装成核酸纳米药物。本发明实现了利用生物相容性核酸材料递送铂类药物，并且不借助其他外源材料作为疏水性内核，仅通过简单的嵌段核酸并在硫代磷酸酯嵌段进行药物接枝修饰即可实现铂类药物的多位点接枝负载和纳米结构组装。该纳米药物载药率高，并可方便地实现靶向核酸序列的引入以及化疗与基因治疗联合治疗效果。

技术领域

本发明属于生物医药领域，尤其涉及一种基于核酸材料负载铂类药物的结合物、铂类药物递送系统及其制备方法和应用。

背景技术

广谱性抗癌药顺铂广泛用于临床实体瘤的治疗中，已经有三十多年的治疗历史。然而，小分子铂类药物如顺铂溶解性差，体内半衰期短，选择性差和剂量毒副作用严重限制了其治疗有效性(Chemical Reviews,2016,116, 3436)。

数十年来，研究人员一直致力于发现疗效好但副作用小的新铂类药物，构建了一系列基于无机纳米粒子或聚合物的顺铂类纳米药物递送系统来改善化疗药物性质并促进其治疗效果。铂类药物纳米药物递送策略常用的药物载体材料包括脂质体(Accounts ofChemical Research,2011,44,1094.)，聚合物胶束(Polymer Chemistry,2017,8.)和无机纳米材料(Applied Organometallic Chemistry,2018,32,7.)等。然而，大多数纳米药物载体材料的生物相容性并不理想，可能导致强烈的免疫副作用，例如线粒体损伤，血小板聚集，炎症和氧化应激等(Dalton Transactions,2016,45,12992.)。因此，构建更具生物相容性和有效的靶向药物策略，提高药物利用率和顺铂药物的抗肿瘤效果以及降低其毒副作用至关重要。最近蓬勃发展的DNA纳米材料，具有高度的生物相容性，可以实现药物功能化修饰和高效靶向递送，这在以最小的毒性实现最大功效的药物递送目标方面具有巨大潜力。DNA属于生物体内源性材料，具有高可降解性，结构多样，并精确可控，尤其球形核酸结构能高效促进细胞摄取且能够在生理环境下保持结构完整性(Proceedings of the NationalAcademy of Sciences of the United States of America,2013,110,7998)。但目前球形核酸载药结构多为添加外源性的疏水材料做核层结构，比如疏水性金纳米颗粒，疏水性聚合物材料等，其生物相容性仍有待进一步优化。DNA纳米载体材料负载药物的方法有DNA双链插入法，核酸杂交法，化学反应结合法等。DNA双链插入法是一种物理结合方式，其稳定性仍受人关注。相较而言化学反应结合法更稳定，易于药物递送。目前大多数DNA药物化学偶联方法都依赖于其端基氨基或硫醇修饰反应接枝药物，导致载药率低，成本高。而且由于铂类药物与核酸碱基作用，发生不可逆结合，使得核酸递送铂类药物困难重重；由于顺铂等铂类药物(Pt(II)药物)的固有副作用，如容易与血液中含硫物质结合失活和无靶向性，使其在生物利用度和安全性方面仍然面临着巨大的挑战。

所以亟待开发一种高生物相容性的纳米材料递送铂类药物，并能实现多功能靶向修饰，提高铂类药物的生物利用度和有效性。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种基于功能性核酸接枝修饰铂类药物的结合物，选择更具化学稳定性的铂类前药(四价Pt(IV)前药)，利用其在特定肿瘤细胞还原环境下被还原成活性二价铂类药物发挥作用，以提高铂类药的生物利用度和有效性，解决铂类药物递送体系目前所存在的以下缺点：(1)小分子二价铂类药物溶解性差，体内半衰期短，无靶向性，易与血液中含硫物质结合降低有效性；(2)纳米药物递送载体不能同时达到高生物相容性，生物可降解性以及低免疫原性要求；(3)难以控制药物接枝位点和提高载药量； (4)二价活性顺铂等铂类药与核酸碱基发生不可逆结合，降低递送效率；(5) 无法实现多功能载药体系或联合治疗的简单设计和构建。