專利名稱：一種用于膀胱腫瘤灌注治療的高分子靶向藥物載體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于膀胱腫瘤灌注治療的高分子靶向藥物載體及其制備方法。
背景技術(shù)：
膀胱腫瘤是泌尿外科中常見的疾病，目前，全球每年有超過1200萬新增的膀胱腫瘤病例，其中540萬發(fā)生在發(fā)達國家,670萬病例在發(fā)展中國家(Martine Ploeg, Katja K.H.Aben, Lambertus A.Kiemeney, The present and future burden of urinary bladder cancer in the world, World Journal of Urology,2009,27(3),289-293)。膀胱腫瘤在我國也是泌尿系及男生殖系中發(fā)病率很高的腫瘤疾病。在膀胱癌中，淺表膀胱癌(superficial bladder cancer)占60-80%。傳統(tǒng)的治療方式主要為手術(shù)切除腫瘤后輔助藥物治療，由于膀胱特殊的生理結(jié)構(gòu)，一般采用膀胱內(nèi)藥物輸送(intravesical drug delivery)即灌注治療來避免全身的藥物毒性。但由于淺表膀胱腫瘤的復(fù)雜生物學(xué)行為， 50-70%淺表腫瘤術(shù)后容易復(fù)發(fā)，其中30-40%的復(fù)發(fā)導(dǎo)致腫瘤惡性程度的增高或浸潤能力的增強，使得進一步治療的難度急劇增大。因此，如何提高淺表膀胱腫瘤的治療效果對于提高膀胱癌的治療水平至關(guān)重要。
目前，在膀胱灌注治療中比較常見的化學(xué)藥物有噻替派(Thiot印a)、絲裂霉素 (Mitomycin C)、阿霉素(Doxorubicin)、表柔比星(Epirubicin)等。這些小分子藥物在膀胱腫瘤的灌注治療中雖然表現(xiàn)出一定的治療效果，但是，由于小分子藥物容易隨尿液排除， 在膀胱內(nèi)的停留時間短，因而需要反復(fù)灌注，不僅費用提高，也會導(dǎo)致副作用增大，更會造成腫瘤的抗藥性，給后續(xù)的治療帶來困難。同時，由于膀胱特殊的生理特點，會導(dǎo)致小分子藥物經(jīng)膀胱而被全身吸收，產(chǎn)生毒副作用。
高分子載藥體系由于其獨特的優(yōu)點而受到廣泛重視，高分子載體具有獨特的納米尺寸效應(yīng)所導(dǎo)致的在腫瘤組織部位具有增強的滲透與停留效應(yīng)(enhanced permeation and retention,簡稱EPR效應(yīng))。同時，由于化學(xué)結(jié)構(gòu)的多樣性,高分子可以連接與腫瘤細胞表面受體具有高親合性的配體(如抗體、多肽、糖類、生長因子等)，利用受體和配體的特異性結(jié)合實現(xiàn)高分子載藥體系對腫瘤的主動靶向性，從而增大治療效果，減小毒副作用。因此，高分子載藥體系已經(jīng)成為藥物釋放系統(tǒng)中研究的熱點之一。
高分子載藥體系在膀胱腫瘤灌注治療中的應(yīng)用研究，文獻報道很少。一些研究主要集中在藥物的選擇、作用時間、劑量等(Shelley MD et al.1ntravesic al therapy for superficial bladder cancer:A systematic review of randomised trials and meta-analyses.Cancer Treatment Reviews.2010，36，195-205)。有報導(dǎo)利用殼聚糖涂覆PCL、PLL制備了包埋絲裂霉素的納米粒子而實現(xiàn)了膀胱灌注治療并取得了一定的效果 (Erem Bilensoya,Can Sarisozena,Gunes et al.1ntravesical cationic nanoparticles of chitosan and polycaprolactone for the delivery of Mitomycin C to bladder tumors, International Journal of Pharmaceutics.2009 ，371，170-176)。也有報導(dǎo)將各種表皮生長因子受體應(yīng)用于膀胱腫瘤的治療中，但是其較低的響應(yīng)率限制了其應(yīng)用(Peter C.Black,Piyush K.Agarwal et al,Targeted therapies in bladder cancer—an update, Urologic Oncology:Seminars and Original Investigations, 2007, 25,433-438)。還有報導(dǎo)將CS-PAA磁性聚合物微球進行動物實驗取得一定的效果，但是需要外加磁場，給治療帶來一定的麻煩。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種膀胱腫瘤灌注治療用的靶向藥物載體及其制備方法。
本發(fā)明所提供的膀胱腫瘤灌注治療用的靶向藥物載體為兩親性嵌段共聚物的膠束，所述膠束具有核殼結(jié)構(gòu)，其外殼由所述兩親性嵌段共聚物中的親水鏈段組成，內(nèi)核由所述兩親性嵌段共聚物中的疏水鏈段組成；所述親水鏈段為具有功能端基的聚環(huán)氧乙烷，所述功能端基為下述I)或2):1)對膀胱腫瘤細胞具有靶向作用的生物功能分子，2)對膀胱腫瘤細胞具有靶向作用的生物功能分子和熒光分子；所述疏水鏈段為生物可降解的脂肪族聚酯。
其中，所述膠束的尺寸為10 500nm。
所述兩親性嵌段共聚物的數(shù)均分子量為1，500 600，000，其中脂肪族聚酯鏈段與聚環(huán)氧乙烷鏈段的平均分子量之比為0.01 1，000，脂肪族聚酯鏈段的數(shù)均分子量為 I, 000 500，000，聚環(huán)氧乙烷鏈段的數(shù)均分子量為500 100，000。
所述脂肪族聚酯具體可選自下述任意一種單體形成的均聚物和至少兩種單體形成的共聚物中的一種或多種:己內(nèi)酯(CL)、丙交酯(LA)和乙交酯(GA)。所述丙交酯包括消旋丙交酯、左旋丙交酯及右旋丙交酯。
上述膠束的親水外殼通過化學(xué)修飾連接了各種功能分子，而疏水內(nèi)核則可以物理包埋各種抗腫瘤藥物。膠束表面連接各種靶向分子，具有兩重靶向作用，包括(I)主動靶向，利用腫瘤細胞表面的特異性受體等對膠束表面進行設(shè)計而使其與腫瘤細胞具有特異性結(jié)合而達到對腫瘤細胞的靶向作用，使藥物載體富集于腫瘤部位并進入腫瘤細胞進而實現(xiàn)藥物釋放遏制腫瘤細胞的生長，實現(xiàn)腫瘤的靶向治療；(2)被動靶向，所制備的膠束尺寸在 20 200nm之間，很容易進入腫瘤部位并停留在腫瘤部位，即EPR被動靶向作用。此外，通過在膠束表面親水鏈段的官能團連接異硫氰酸熒光素、四乙基羅丹明等熒光分子從而使高分子載藥體系具有熒光示蹤作用，方便觀察其在細胞內(nèi)的分布、定量表征及藥效評價。
所述對膀胱腫瘤細胞具有靶向作用的生物功能分子包括葉酸、線性多肽(如RGD) 或者環(huán)狀多肽等靶向分子及生長因子受體等，以使膠束載體具有對膀胱腫瘤細胞的主動靶向功能。
所述熒光分子包括異硫氰酸熒光素(FITC)、四乙基羅丹明(RBITC)等熒光指示分子，以使膠束載體具有熒光示蹤功能。
當(dāng)以上述兩親性嵌段共聚物的膠束為載體制備用于膀胱腫瘤灌注治療的載藥體系時，所負載的抗腫瘤藥物為疏水性藥物，其可通過物理作用在制備過程中被包埋于膠束的疏水內(nèi)核中；所負載的抗腫瘤藥物為親水性藥物，其可通過改變其親水性使其疏水然后物理 包埋或者通過與親水鏈段端基中的可修飾的官能團進行化學(xué)鍵合而負載。所述抗腫瘤藥物具體可選自阿霉素(Doxrubin)、絲裂霉素C (Mitomycin C)、紫杉醇(Paclitaxel)、批柔比星(pirarubicin)、輕基喜樹喊(Hydroxycamptothecin)、噻替哌(Thiotepa)、卡介苗 (Calmette-Guerin vaccine)、米托蒽酉昆(Mitoxantrone Hcl)、乙環(huán)氧甘醚(Ethoglucid)、 健擇(Gemcitabin)、吉西他濱(Gemcitabine)、順鉬(Cisplatin)中的一種或幾種等。
本發(fā)明的高分子靶向藥物膠束載體，使用FDA批準(zhǔn)可在人體內(nèi)安全使用的可生物降解的脂肪族聚酯和聚環(huán)氧乙烷(PEO)為原料，合成兩親性嵌段共聚物。
以脂肪族聚酯如聚己內(nèi)酯(PCL)，聚丙交酯(PLA)與水溶性聚環(huán)氧乙烷(PEO)合成兩親性嵌段共聚物PEO-b-PCL/PLA為例，作為藥物載體的兩親性嵌段共聚物膠束的制備步驟如下:
1、開環(huán)陰離子聚合合成兩親性嵌段共聚物
聚環(huán)氧乙烷與脂肪族聚酯(包括左旋聚乳酸、右旋聚乳酸、消旋聚乳酸以及聚己內(nèi)酯)嵌段共聚物(PEO-b-PCL/PDLA/PLLA/PLA)的合成路線如下:
以雙(三甲基硅)氮鉀([(CH3) 3Si]2NK)為引發(fā)劑，在氬氣保護下，通過環(huán)氧乙烷單體(EO)和脂肪族酯單體:己內(nèi)酯(CL)或者丙交酯(LA)，左旋丙交酯(DLA)，右旋丙交酯 (LLA)中的一種或數(shù)種進行陰離子開環(huán)聚合得到脂肪族酯與環(huán)氧乙烷的嵌段共聚物，如聚 (環(huán)氧乙烷_b-己內(nèi)酯)嵌段共聚物(PEO-b-PCL)、聚(環(huán)氧乙烷-b-乳酸)嵌段共聚物 (PEO-b-PLA)、聚(環(huán)氧乙烷-b-己內(nèi)酯/左旋聚乳酸/右旋聚乳酸/消旋聚乳酸)嵌段共聚物(PEO-b-PCL/PDLA/PLLA/PDLLA)。
本發(fā)明中所用的聚合物的分子結(jié)構(gòu)式如下:
權(quán)利要求
1.一種靶向藥物載體，為兩親性嵌段共聚物的膠束，所述膠束具有核殼結(jié)構(gòu)，其外殼由所述兩親性嵌段共聚物中的親水鏈段組成，內(nèi)核由所述兩親性嵌段共聚物中的疏水鏈段組成；所述親水鏈段為具有功能端基的聚環(huán)氧乙烷，所述功能端基為下述I)或2) 1)對膀胱腫瘤細胞具有靶向作用的生物功能分子，2)對膀胱腫瘤細胞具有靶向作用的生物功能分子和熒光分子；所述疏水鏈段為生物可降解的脂肪族聚酯。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的靶向藥物載體，其特征在于所述膠束的尺寸為10 500nm；所述兩親性嵌段共聚物的數(shù)均分子量為1，500 600，000，其中脂肪族聚酯鏈段與聚環(huán)氧乙烷鏈段的平均分子量之比為0.01 1，000，脂肪族聚酯鏈段的數(shù)均分子量為 I, 000 500，000，聚環(huán)氧乙烷鏈段的數(shù)均分子量為500 100，000。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的靶向藥物載體，其特征在于所述脂肪族聚酯選自下述任意一種單體形成的均聚物和至少兩種單體形成的共聚物中的一種或多種己內(nèi)酯、丙交酯和乙交酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的靶向藥物載體，其特征在于所述對膀胱腫瘤細胞具有靶向作用的生物功能分子包括葉酸、線性多肽、環(huán)狀多肽或生長因子受體；所述熒光分子包括異硫氰酸熒光素和/或四乙基羅丹明。
5.權(quán)利要求1-4中任一項所述的靶向藥物載體在制備用于膀胱腫瘤灌注治療的靶向高分子載藥體系中的應(yīng)用。
6.制備權(quán)利要求1-4中任一項所述的靶向藥物載體的方法，包括下述步驟1)合成生物可降解的脂肪族聚酯與聚環(huán)氧乙烷的兩親性嵌段共聚物；所述兩親性嵌段共聚物中聚環(huán)氧乙烷鏈段的端基為可修飾的官能團；所述可修飾的官能團具體為氨基、 羧基、羥基或者甲氧基；2)利用步驟I)合成的兩親性嵌段共聚物中聚環(huán)氧乙烷鏈段末端的可修飾的官能團與對膀胱腫瘤細胞具有靶向作用的生物功能分子進行反應(yīng)，得到靶向分子修飾的兩親性嵌段共聚物；3)利用步驟I)合成的兩親性嵌段共聚物中聚環(huán)氧乙烷鏈段末端的可修飾的官能團與熒光分子進行反應(yīng)，得到熒光分子修飾的兩親性嵌段共聚物；4)將步驟2)得到的兩親性嵌段共聚物或步驟2)和3)得到的兩親性嵌段共聚物，溶于有機溶劑形成油相；將所述油相在攪拌條件下滴加到過量水相中，攪拌2 24小時后透析除去有機溶劑得到靶向藥物載體膠束溶液。
7.一種用于膀胱腫瘤灌注治療的靶向高分子載藥體系，由權(quán)利要求1-4中任一項所述的靶向藥物載體和抗腫瘤藥物組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的靶向高分子載藥體系，其特征在于所述抗腫瘤藥物為疏水性藥物，所述抗腫瘤藥物物理包埋在權(quán)利要求1-4中任一項所述靶向藥物載體的疏水內(nèi)核中；所述抗腫瘤藥物為親水性藥物，所述抗腫瘤藥物進行疏水處理后物理包埋在權(quán)利要求 1-4中任一項所述祀向藥物載體的疏水內(nèi)核中，或所述抗腫瘤藥物與端基為可修飾官能團的兩親性嵌段共聚物中可修飾官能團進行化學(xué)鍵合，所述兩親性嵌段共聚物為脂肪族聚酯與聚環(huán)氧乙烷的兩親性嵌段共聚物，其中聚環(huán)氧乙烷鏈段的端基為可修飾的官能團；所述可修飾的官能團具體為氨基、羧基、羥基或者甲氧基；所述抗腫瘤藥物具體選自下述至少一種阿霉素、絲裂霉素C、紫杉醇、吡柔比星、羥基喜樹堿、噻替哌、卡介苗、米托蒽醌、乙環(huán)氧甘醚、健擇、吉西他濱和順鉬。
9.權(quán)利要求7或8所述的靶向高分子載藥體系，其特征在于所述靶向高分子載藥體系是按照權(quán)利要求10中所述方法制備得到的。
10.制備權(quán)利要求7或8所述靶向高分子載藥體系的方法，包括下述步驟1)合成生物可降解的脂肪族聚酯與聚環(huán)氧乙烷的兩親性嵌段共聚物；所述兩親性嵌段共聚物中聚環(huán)氧乙烷鏈段的端基為可修飾的官能團；所述可修飾的官能團具體為氨基、 羧基、羥基或者甲氧基；2)利用步驟I)合成的兩親性嵌段共聚物中聚環(huán)氧乙烷鏈段末端的可修飾的官能團與對膀胱腫瘤細胞具有靶向作用的生物功能分子進行反應(yīng)，得到靶向分子修飾的兩親性嵌段共聚物；3)利用步驟I)合成的兩親性嵌段共聚物中聚環(huán)氧乙烷鏈段末端的可修飾的官能團與熒光分子進行反應(yīng)，得到熒光分子修飾的兩親性嵌段共聚物；4)將步驟2)得到的兩親性嵌段共聚物或步驟2)和3)得到的兩親性嵌段共聚物溶于有機溶劑中；將疏水性抗腫瘤藥物或經(jīng)疏水處理后的親水性抗腫瘤藥物溶于所述有機溶劑中形成油相，或?qū)⒂H水性抗腫瘤藥物與步驟I)制備的兩親性嵌段共聚物中的可修飾官能團進行化學(xué)鍵合后溶于所述有機溶劑中形成油相；將所述油相在攪拌條件下滴加到過量水相中，攪拌2 24小時后透析除去有機溶劑得到載藥膠束溶液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于膀胱腫瘤灌注治療的靶向高分子載藥體系及其制備方法。所述靶向高分子載藥體系，是以脂肪族聚酯為疏水相、末端功能化的聚環(huán)氧乙烷為親水相的嵌段共聚物膠束載藥體系，抗腫瘤藥物包裹于膠束的疏水內(nèi)核中或與親水鏈段中的可修飾的官能團進行化學(xué)鍵合。通過對共聚物的親水鏈段端基進行修飾可以得到具有靶向功能以及熒光示蹤作用的高分子載藥體系。該載藥體系對膀胱腫瘤細胞具有顯著的靶向作用，可明顯的抑制膀胱腫瘤細胞的生長，并且實現(xiàn)穩(wěn)定而持續(xù)的藥物釋放速度，顯示了其在膀胱腫瘤灌注治療中的重要應(yīng)用前景。
文檔編號A61K9/00GK103251955SQ201210037859
公開日2013年8月21日 申請日期2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月17日
發(fā)明者甘志華, 周丹華, 喻青松 申請人:中國科學(xué)院化學(xué)研究所