[发明专利]多臂聚乙二醇封堵的大孔硅肽纳米控释系统及制备与应用

说明书

多臂聚乙二醇封堵的大孔硅肽纳米控释系统及制备与应用，涉及纳米生物医药领域。大孔二氧化硅纳米粒子先进行顺式乌头酸酐功能化，简单物理包埋肽类抗癌药物，后与带有多个氨基的多臂聚乙二醇以静电吸附形式形成递药载体，构成多臂聚乙二醇封堵的大孔硅肽纳米控释系统，克服蛋白肽类药物在体内容易降解失活、无法穿透细胞膜、口服生物利用度低的缺陷；提高在体生物稳定性、增强胞膜通透性和提高患者用药的依从性；降低纳米粒子自身毒性、提高运输载体的生物安全性；延长大分子药物的体内血液循环时间、增强肿瘤部位的富集和滞留效应。该系统联合雷公藤红素可在Bcl‑2靶点丰富的癌症治疗药物中应用，或在制备克服耐药性癌症的治疗药物中应用。

技术领域

本发明涉及纳米生物医药领域，具体是涉及一种多臂聚乙二醇封堵的大孔硅肽纳米控释系统及制备与应用。

背景技术

癌症的高发病率和高死亡率使人们“谈癌色变”。目前癌症难以根治的主要原因是肿瘤多药耐药性的产生(Multi-drug Resistance,MDR)。肿瘤多药耐药产生耐药的作用机理十分复杂。研究表明B淋巴细胞瘤-2基因(Bcl-2)家族蛋白在多种疾病和肿瘤细胞凋亡中发挥关键作用，它在肿瘤细胞中过表达可能导致癌细胞凋亡受到持续抑制从而诱发耐药癌症(Artif Cells NanomedBiotechnol,44(2016)1212-1221)。因此，许多针对靶向Bcl-2的小分子被开发出来用于治疗耐药性癌症，如Apogossypol,HA-14,Antimycin A,Oblimersensodium，Gossypol(AT-101)，ABT-737(ABT-263)，GX15-070,VENCLEXTA已获得FDA的批准用于临床应用或试验(Clin.CancerRes.15(2009)1126–113)。与化疗药物相比，蛋白质多肽类药物在抗癌方面具有特异性高、功能复杂、对正常组织毒性小，不易产生耐药性等特点(Nature Reviews Drug Discovery,7(2008)23-39)。蛋白多肽类药物的抗癌作用主要通过直接或间接的途径实现：①通过特异性途径直接诱导肿瘤细胞凋亡；②通过刺激免疫应答或靶向肿瘤血管和间质而间接抑制肿瘤增殖。然而，将具有药理活性的蛋白多肽类药物递送到肿瘤组织或细胞会遇到各种挑战，如血液循环不稳定、酶降解、半衰期短、存在免疫原性和无法跨越细胞膜等。因此，许多研究致力于通过设计纳米载体递送系统突破蛋白多肽类药物临床应用屏障，防止蛋白多肽变性和降解，促进肿瘤靶向给药，提高跨膜效率，并在靶点控制蛋白质的释放和活性(Bioconjug Chem,30(2019)305-324)。

刺激响应型纳米药物在对抗耐药性癌症方面表现出许多优势。作为智能系统，刺激响应型纳米药物在病理条件下或在外源性刺激下，能够实现位点特异性积累并触发药物释放。由于蛋白肽类药物在血液循环中的不稳定性，将其装载进纳米载体后利用门控分子进行封堵，实现“零泄露、高保护”的效果，可大大提高抗癌疗效。常用的堵孔剂有无机金属纳米材料(如Fe3O4、Au)、特殊结构的大分子物质(如环糊精)、生物大分子(如DNA、蛋白质)、特定情况能够聚合和解聚的功能性聚合物(如多巴胺)等。Cui Y等(ACS Appl MaterInterfaces,4(2012)3177-3183)人报道一种以单臂聚乙二醇(PEG)作为分子开关的传统小孔径(～2.4nm)介孔二氧化硅纳米载药系统，在高浓度谷胱甘肽环境下能够实现染料分子的可控释放。在众多的堵孔材料中，基于PEG封堵的介孔二氧化硅纳米载体可以帮助纳米粒子降低毒性，提高生物安全性，规避体内清除作用并延长血液循环时间；还可以根据介孔二氧化硅孔径的大小选择不同分子量和结构的PEG分子，适用范围广。目前关于多臂聚乙二醇(mPEG)封堵大孔径(6～15nm)的介孔二氧化硅纳米粒子的研究未见其报道。