专利名称：一种用于膀胱肿瘤灌注治疗的高分子靶向药物载体及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用于膀胱肿瘤灌注治疗的高分子靶向药物载体及其制备方法。
背景技术：
膀胱肿瘤是泌尿外科中常见的疾病，目前，全球每年有超过1200万新增的膀胱肿瘤病例，其中540万发生在发达国家,670万病例在发展中国家(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)。膀胱肿瘤在我国也是泌尿系及男生殖系中发病率很高的肿瘤疾病。在膀胱癌中，浅表膀胱癌(superficial bladder cancer)占60-80%。传统的治疗方式主要为手术切除肿瘤后辅助药物治疗，由于膀胱特殊的生理结构，一般采用膀胱内药物输送(intravesical drug delivery)即灌注治疗来避免全身的药物毒性。但由于浅表膀胱肿瘤的复杂生物学行为， 50-70%浅表肿瘤术后容易复发，其中30-40%的复发导致肿瘤恶性程度的增高或浸润能力的增强，使得进一步治疗的难度急剧增大。因此，如何提高浅表膀胱肿瘤的治疗效果对于提高膀胱癌的治疗水平至关重要。
目前，在膀胱灌注治疗中比较常见的化学药物有噻替派(Thiot印a)、丝裂霉素 (Mitomycin C)、阿霉素(Doxorubicin)、表柔比星(Epirubicin)等。这些小分子药物在膀胱肿瘤的灌注治疗中虽然表现出一定的治疗效果，但是，由于小分子药物容易随尿液排除， 在膀胱内的停留时间短，因而需要反复灌注，不仅费用提高，也会导致副作用增大，更会造成肿瘤的抗药性，给后续的治疗带来困难。同时，由于膀胱特殊的生理特点，会导致小分子药物经膀胱而被全身吸收，产生毒副作用。
高分子载药体系由于其独特的优点而受到广泛重视，高分子载体具有独特的纳米尺寸效应所导致的在肿瘤组织部位具有增强的渗透与停留效应(enhanced permeation and retention,简称EPR效应)。同时，由于化学结构的多样性,高分子可以连接与肿瘤细胞表面受体具有高亲合性的配体(如抗体、多肽、糖类、生长因子等)，利用受体和配体的特异性结合实现高分子载药体系对肿瘤的主动靶向性，从而增大治疗效果，减小毒副作用。因此，高分子载药体系已经成为药物释放系统中研究的热点之一。
高分子载药体系在膀胱肿瘤灌注治疗中的应用研究，文献报道很少。一些研究主要集中在药物的选择、作用时间、剂量等(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)。有报导利用壳聚糖涂覆PCL、PLL制备了包埋丝裂霉素的纳米粒子而实现了膀胱灌注治疗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)。也有报导将各种表皮生长因子受体应用于膀胱肿瘤的治疗中，但是其较低的响应率限制了其应用(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)。还有报导将CS-PAA磁性聚合物微球进行动物实验取得一定的效果，但是需要外加磁场，给治疗带来一定的麻烦。发明内容
本发明提供了一种膀胱肿瘤灌注治疗用的靶向药物载体及其制备方法。
本发明所提供的膀胱肿瘤灌注治疗用的靶向药物载体为两亲性嵌段共聚物的胶束，所述胶束具有核壳结构，其外壳由所述两亲性嵌段共聚物中的亲水链段组成，内核由所述两亲性嵌段共聚物中的疏水链段组成；所述亲水链段为具有功能端基的聚环氧乙烷，所述功能端基为下述I)或2):1)对膀胱肿瘤细胞具有靶向作用的生物功能分子，2)对膀胱肿瘤细胞具有靶向作用的生物功能分子和荧光分子；所述疏水链段为生物可降解的脂肪族聚酯。
其中，所述胶束的尺寸为10 500nm。
所述两亲性嵌段共聚物的数均分子量为1，500 600，000，其中脂肪族聚酯链段与聚环氧乙烷链段的平均分子量之比为0.01 1，000，脂肪族聚酯链段的数均分子量为 I, 000 500，000，聚环氧乙烷链段的数均分子量为500 100，000。
所述脂肪族聚酯具体可选自下述任意一种单体形成的均聚物和至少两种单体形成的共聚物中的一种或多种:己内酯(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。
上述胶束的亲水外壳通过化学修饰连接了各种功能分子，而疏水内核则可以物理包埋各种抗肿瘤药物。胶束表面连接各种靶向分子，具有两重靶向作用，包括(I)主动靶向，利用肿瘤细胞表面的特异性受体等对胶束表面进行设计而使其与肿瘤细胞具有特异性结合而达到对肿瘤细胞的靶向作用，使药物载体富集于肿瘤部位并进入肿瘤细胞进而实现药物释放遏制肿瘤细胞的生长，实现肿瘤的靶向治疗；(2)被动靶向，所制备的胶束尺寸在 20 200nm之间，很容易进入肿瘤部位并停留在肿瘤部位，即EPR被动靶向作用。此外，通过在胶束表面亲水链段的官能团连接异硫氰酸荧光素、四乙基罗丹明等荧光分子从而使高分子载药体系具有荧光示踪作用，方便观察其在细胞内的分布、定量表征及药效评价。
所述对膀胱肿瘤细胞具有靶向作用的生物功能分子包括叶酸、线性多肽(如RGD) 或者环状多肽等靶向分子及生长因子受体等，以使胶束载体具有对膀胱肿瘤细胞的主动靶向功能。
所述荧光分子包括异硫氰酸荧光素(FITC)、四乙基罗丹明(RBITC)等荧光指示分子，以使胶束载体具有荧光示踪功能。
当以上述两亲性嵌段共聚物的胶束为载体制备用于膀胱肿瘤灌注治疗的载药体系时，所负载的抗肿瘤药物为疏水性药物，其可通过物理作用在制备过程中被包埋于胶束的疏水内核中；所负载的抗肿瘤药物为亲水性药物，其可通过改变其亲水性使其疏水然后物理 包埋或者通过与亲水链段端基中的可修饰的官能团进行化学键合而负载。所述抗肿瘤药物具体可选自阿霉素(Doxrubin)、丝裂霉素C (Mitomycin C)、紫杉醇(Paclitaxel)、批柔比星(pirarubicin)、轻基喜树喊(Hydroxycamptothecin)、噻替哌(Thiotepa)、卡介苗 (Calmette-Guerin vaccine)、米托蒽酉昆(Mitoxantrone Hcl)、乙环氧甘醚(Ethoglucid)、 健择(Gemcitabin)、吉西他滨(Gemcitabine)、顺钼(Cisplatin)中的一种或几种等。
本发明的高分子靶向药物胶束载体，使用FDA批准可在人体内安全使用的可生物降解的脂肪族聚酯和聚环氧乙烷(PEO)为原料，合成两亲性嵌段共聚物。
以脂肪族聚酯如聚己内酯(PCL)，聚丙交酯(PLA)与水溶性聚环氧乙烷(PEO)合成两亲性嵌段共聚物PEO-b-PCL/PLA为例，作为药物载体的两亲性嵌段共聚物胶束的制备步骤如下:
1、开环阴离子聚合合成两亲性嵌段共聚物
聚环氧乙烷与脂肪族聚酯(包括左旋聚乳酸、右旋聚乳酸、消旋聚乳酸以及聚己内酯)嵌段共聚物(PEO-b-PCL/PDLA/PLLA/PLA)的合成路线如下:
以双(三甲基硅)氮钾([(CH3) 3Si]2NK)为引发剂，在氩气保护下，通过环氧乙烷单体(EO)和脂肪族酯单体:己内酯(CL)或者丙交酯(LA)，左旋丙交酯(DLA)，右旋丙交酯 (LLA)中的一种或数种进行阴离子开环聚合得到脂肪族酯与环氧乙烷的嵌段共聚物，如聚 (环氧乙烷_b-己内酯)嵌段共聚物(PEO-b-PCL)、聚(环氧乙烷-b-乳酸)嵌段共聚物 (PEO-b-PLA)、聚(环氧乙烷-b-己内酯/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)。
本发明中所用的聚合物的分子结构式如下:
权利要求
1.一种靶向药物载体，为两亲性嵌段共聚物的胶束，所述胶束具有核壳结构，其外壳由所述两亲性嵌段共聚物中的亲水链段组成，内核由所述两亲性嵌段共聚物中的疏水链段组成；所述亲水链段为具有功能端基的聚环氧乙烷，所述功能端基为下述I)或2) 1)对膀胱肿瘤细胞具有靶向作用的生物功能分子，2)对膀胱肿瘤细胞具有靶向作用的生物功能分子和荧光分子；所述疏水链段为生物可降解的脂肪族聚酯。
2.根据权利要求I所述的靶向药物载体，其特征在于所述胶束的尺寸为10 500nm；所述两亲性嵌段共聚物的数均分子量为1，500 600，000，其中脂肪族聚酯链段与聚环氧乙烷链段的平均分子量之比为0.01 1，000，脂肪族聚酯链段的数均分子量为 I, 000 500，000，聚环氧乙烷链段的数均分子量为500 100，000。
3.根据权利要求I或2所述的靶向药物载体，其特征在于所述脂肪族聚酯选自下述任意一种单体形成的均聚物和至少两种单体形成的共聚物中的一种或多种己内酯、丙交酯和乙交酯。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的靶向药物载体，其特征在于所述对膀胱肿瘤细胞具有靶向作用的生物功能分子包括叶酸、线性多肽、环状多肽或生长因子受体；所述荧光分子包括异硫氰酸荧光素和/或四乙基罗丹明。
5.权利要求1-4中任一项所述的靶向药物载体在制备用于膀胱肿瘤灌注治疗的靶向高分子载药体系中的应用。
6.制备权利要求1-4中任一项所述的靶向药物载体的方法，包括下述步骤1)合成生物可降解的脂肪族聚酯与聚环氧乙烷的两亲性嵌段共聚物；所述两亲性嵌段共聚物中聚环氧乙烷链段的端基为可修饰的官能团；所述可修饰的官能团具体为氨基、 羧基、羟基或者甲氧基；2)利用步骤I)合成的两亲性嵌段共聚物中聚环氧乙烷链段末端的可修饰的官能团与对膀胱肿瘤细胞具有靶向作用的生物功能分子进行反应，得到靶向分子修饰的两亲性嵌段共聚物；3)利用步骤I)合成的两亲性嵌段共聚物中聚环氧乙烷链段末端的可修饰的官能团与荧光分子进行反应，得到荧光分子修饰的两亲性嵌段共聚物；4)将步骤2)得到的两亲性嵌段共聚物或步骤2)和3)得到的两亲性嵌段共聚物，溶于有机溶剂形成油相；将所述油相在搅拌条件下滴加到过量水相中，搅拌2 24小时后透析除去有机溶剂得到靶向药物载体胶束溶液。
7.一种用于膀胱肿瘤灌注治疗的靶向高分子载药体系，由权利要求1-4中任一项所述的靶向药物载体和抗肿瘤药物组成。
8.根据权利要求7所述的靶向高分子载药体系，其特征在于所述抗肿瘤药物为疏水性药物，所述抗肿瘤药物物理包埋在权利要求1-4中任一项所述靶向药物载体的疏水内核中；所述抗肿瘤药物为亲水性药物，所述抗肿瘤药物进行疏水处理后物理包埋在权利要求 1-4中任一项所述祀向药物载体的疏水内核中，或所述抗肿瘤药物与端基为可修饰官能团的两亲性嵌段共聚物中可修饰官能团进行化学键合，所述两亲性嵌段共聚物为脂肪族聚酯与聚环氧乙烷的两亲性嵌段共聚物，其中聚环氧乙烷链段的端基为可修饰的官能团；所述可修饰的官能团具体为氨基、羧基、羟基或者甲氧基；所述抗肿瘤药物具体选自下述至少一种阿霉素、丝裂霉素C、紫杉醇、吡柔比星、羟基喜树碱、噻替哌、卡介苗、米托蒽醌、乙环氧甘醚、健择、吉西他滨和顺钼。
9.权利要求7或8所述的靶向高分子载药体系，其特征在于所述靶向高分子载药体系是按照权利要求10中所述方法制备得到的。
10.制备权利要求7或8所述靶向高分子载药体系的方法，包括下述步骤1)合成生物可降解的脂肪族聚酯与聚环氧乙烷的两亲性嵌段共聚物；所述两亲性嵌段共聚物中聚环氧乙烷链段的端基为可修饰的官能团；所述可修饰的官能团具体为氨基、 羧基、羟基或者甲氧基；2)利用步骤I)合成的两亲性嵌段共聚物中聚环氧乙烷链段末端的可修饰的官能团与对膀胱肿瘤细胞具有靶向作用的生物功能分子进行反应，得到靶向分子修饰的两亲性嵌段共聚物；3)利用步骤I)合成的两亲性嵌段共聚物中聚环氧乙烷链段末端的可修饰的官能团与荧光分子进行反应，得到荧光分子修饰的两亲性嵌段共聚物；4)将步骤2)得到的两亲性嵌段共聚物或步骤2)和3)得到的两亲性嵌段共聚物溶于有机溶剂中；将疏水性抗肿瘤药物或经疏水处理后的亲水性抗肿瘤药物溶于所述有机溶剂中形成油相，或将亲水性抗肿瘤药物与步骤I)制备的两亲性嵌段共聚物中的可修饰官能团进行化学键合后溶于所述有机溶剂中形成油相；将所述油相在搅拌条件下滴加到过量水相中，搅拌2 24小时后透析除去有机溶剂得到载药胶束溶液。
全文摘要
本发明公开了一种用于膀胱肿瘤灌注治疗的靶向高分子载药体系及其制备方法。所述靶向高分子载药体系，是以脂肪族聚酯为疏水相、末端功能化的聚环氧乙烷为亲水相的嵌段共聚物胶束载药体系，抗肿瘤药物包裹于胶束的疏水内核中或与亲水链段中的可修饰的官能团进行化学键合。通过对共聚物的亲水链段端基进行修饰可以得到具有靶向功能以及荧光示踪作用的高分子载药体系。该载药体系对膀胱肿瘤细胞具有显著的靶向作用，可明显的抑制膀胱肿瘤细胞的生长，并且实现稳定而持续的药物释放速度，显示了其在膀胱肿瘤灌注治疗中的重要应用前景。
文档编号A61K9/00GK103251955SQ201210037859
公开日2013年8月21日 申请日期2012年2月17日 优先权日2012年2月17日
发明者甘志华, 周丹华, 喻青松 申请人:中国科学院化学研究所