一种核酸纳米结构抗癌复合药物及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明属于纳米药物领域，涉及一种核酸纳米结构抗癌复合药物及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]目前，恶性肿瘤正在成为威胁人类生命的头号杀手，每年癌症在全世界范围的患病率正逐步提高，而且，癌症的死亡率也在不断上升。当前常用的治疗手段有化学疗法、手术治疗和放射性疗法，但是就现有的实际病例而言，任何一种手段都不能彻底地根治肿瘤，而且每种治疗方法都存在一定的弊端，因而亟需一种治疗手段能够结合上述治疗方法的优势，避免相应的不足。
[0003]化学治疗是最为常见的抑制肿瘤的方法，利用化学药物来抑制肿瘤的增殖、转移和浸润，可以有效地杀伤肿瘤，常见的化学治疗的药物有伊立替康、喜树碱、紫杉醇、阿霉素等。作为一种抗生素，阿霉素具有多种衍生结构，不同结构的物理化学性能具有很大的区另IJ，因而被广泛的研宄。作为一种广谱性抗癌抗生素，阿霉素能够有效地抑制DNA和RNA的扩增，从而治疗急性白血病、乳腺癌、支气管肺癌、卵巢癌、膀胱癌、甲状腺癌、胃癌、肝癌等。但是，由于阿霉素在体内的代谢效果不佳，而且不能针对特定的区域进行作用，因而会产生一系列不良反应，比如脱发、骨髓抑制、呕吐，甚至心脏衰竭。此外，与其他抗生素无异，长期使用阿霉素，会导致肿瘤对其产生抗性，进而提高癌症治疗的难度。
[0004]纳米材料的诞生为抗癌药物带来的新的契机，纳米材料具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应，特定的纳米药物载体为阿霉素等抗癌药物提供了靶向性、可控性等性能。美国FDA已批准脂质体和聚乙二醇(PEG)干扰素-a 2a(Pegasys)作为内包阿霉素(Doxorubicin)的药物载体(Robby A.Petros&Joseph M.DeSimone, Strategies inthe design of nanoparticles for therapeutic applicat1ns, Nature Reviews DrugDiscovery,2010, 9, 615-627.；Vladimir P.Torchilin, Recent advances with liposomesas pharmaceutical carriers, Nature Reviews Drug Discovery, 2005, 4, 145-160.；G.Sharma, S.Anabousi,等.Liposomes as targeted drug delivery systems in thetreatment of breast cancer.J.Drug Target.2006, 14, 301-310 ；R.Duncan.Polymerconjugates as anticancer nanomedicines.Nature Review Cancer 2006, 6, 688-701)。但是现存的药物载体在多功能集成、药物可控释放等方面仍然存在一定局限。
[0005]随着纳米材料的发展，贵金属纳米颗粒成为了肿瘤治疗方面的另一研宄热点，由于贵金属纳米颗粒的等离子共振效应，使其能够吸收可见光或者近红外光并将其转化为热量释放出来，这当中属金纳米颗粒最具代表。由于金元素的化学性质不活泼，金纳米颗粒具备制备简单、形貌丰富、尺寸可控以及生物安全性等优势，而且金纳米颗粒可以吸收近红外光，这种光的杀伤效果小，穿透深度高。金纳米颗粒容易合成、性质稳定，并且很容易修饰上不同的基团，这使得金纳米颗粒能够在生物体内实现稳定循环；相比于正常组织，金纳米颗粒更容易在肿瘤区域富集，从而有效杀伤肿瘤。现今已有关于金纳米棒、金纳米壳及金立方体等不同形貌的金纳米颗粒在光热治疗方面的研宄。
[0006]DNA折纸技术的出现为纳米材料的制备提供了一个新的出路，所谓DNA折纸技术，即是利用长的单链核苷酸序列与若干条短的寡核苷酸序列通过碱基互补配对进行杂交形成预先设计的结构，通过这项技术，可以简单方便的制备结构复杂的二维或三维DNA纳米材料。基于沃森-克里克的碱基互补配对原则，DNA纳米材料具备形貌可控性、可寻址性、可修饰性等优势，值得一提的是，作为生物大分子，DNA具有其他材料不可比拟的生物安全性，这为DNA纳米材料作为药物载体提供了强有力的支持。此外，由于DNA独特的双螺旋结构，使得阿霉素这一类的抗肿瘤药物能够嵌入DNA双链之间；而经过DNA单链修饰的金纳米颗粒，也能依靠DNA之间的杂交连接到DNA折纸结构上。例如CN 104368004A公开了一种用于运载抗肿瘤药物的核酸纳米结构及其制备方法和应用，所述核酸纳米结构是通过DNA折纸技术构建的任意二维和/或三维纳米结构，具体是脚手架链与辅助折叠的订书钉链通过碱基互补配对原则进行杂交完成自组装而形成的核酸纳米结构。该发明所述核酸纳米结构作为抗肿瘤药物的载体不但能够保证其运载的抗肿瘤药物的抗肿瘤活性，而且能够提高抗肿瘤药物的靶向性，使抗肿瘤药物在肿瘤组织中富集，显著降低抗肿瘤药物由于非特异性而产生的全身毒性。这种核酸纳米结构运载抗肿瘤药物的策略仅能解决化学药物治疗中存在的问题，而不能解决其他治疗手段存在的缺陷。
[0007]因此，在本领域期望能够开发一种将核酸纳米结构、贵金属纳米颗粒以及化学抗癌药物结合在一起的抗癌产品，以期产生热疗和化疗的双重效果。
【发明内容】
[0008]针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种核酸纳米结构抗癌复合药物及其制备方法和应用。
[0009]为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案:
[0010]一方面，本发明提供了一种核酸纳米结构抗癌复合药物，所述核酸纳米结构抗癌药物由核酸纳米结构、化学抗癌药物和金纳米颗粒制备得到。
[0011]本发明将核酸纳米结构、化学抗癌药物和金纳米颗粒组装在一起得到核酸纳米结构抗癌复合药物，提高了化学抗癌药物以及金纳米颗粒在体循环中的稳定性，以及对肿瘤细胞的靶向性，并且本发明的核酸纳米结构抗癌复合药物对肿瘤细胞的杀伤作用明显优于核酸纳米结构单独负载化学抗癌药物或金纳米颗粒时对肿瘤细胞的杀伤作用，可以产生热疗和化疗的协同治疗效果，使治疗更加高效。
[0012]在本发明的核酸纳米结构抗癌复合药物中，所述核酸纳米结构为利用DNA折纸技术制备的DNA 二维和/或三维纳米结构。
[0013]优选地，所述核酸纳米结构是通过环状长序列的DNA单链和短序列的DNA单链按照碱基互补配对原则杂交组装成的DNA纳米结构。
[0014]在本发明的核酸纳米结构抗癌复合药物中，所述化学抗癌药物可以为但不限于顺铂、环磷酰胺、羟基喜树碱、阿霉素或所述药物的药学上可接受的盐中的任意一种或至少两种的组合，优选为盐酸阿霉素。此类抗癌药物为能够和DNA作用，即能够嵌入DNA双螺旋中的药物。在药物联合应用时，应注意药物之间的相互作用，例如环磷酰胺与阿霉素同用时，可增加心脏毒性，因此在药物联合应用时，避免药物相互作用而对人体产生毒性。本发明所述药物组合可以为但不限于羟基喜树碱和顺铂的组合、羟基喜树碱和阿霉素的组合、顺铂和盐酸阿霉素的组合、羟基喜树碱与顺铂和阿霉素的组合、顺铂与环磷酰胺和羟基喜树碱的组合。
[0015]在本发明的核酸纳米结构抗癌复合药物中，所述金纳米颗粒为金纳米棒、金纳米壳及金纳米立方体，优选为金纳米棒。
[0016]另一方面，本发明提供了所述核酸纳米结构抗癌复合药物的制备方法，所述方法包括以下步骤:
[0017](I)用DNA修饰金纳米颗粒，备用；
[0018](2)将核酸纳米结构与化学抗癌药物进行组装，分离纯化，备用；
[0019](3)将步骤(2)得到的负载有化学抗癌药物的核酸纳米结构与步骤(I)得到的DNA修饰的金纳米颗粒进行组装，分离纯化，得到所述核酸纳米结构抗癌复合药物。
[0020]在本发明所述核酸纳米结构抗癌复合药物的制备方法中，步骤(I)中所述金纳米颗粒采用现有技术方法制备得到，例如根据Babak Nikoobakht和Mostafa A.El-Sayed.Preparat1n and Growth Mechanism of Gold Nanorods(NRs)Using Seed-MediatedGrowth Method.Chem Mater, 2003, 15 (10): 1957-1962 中所述方法进行制备，该方法为以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂，抗坏血酸为还原剂，AgNO3辅助晶种生长金纳米棒，具体包括晶种的合成和金纳米棒的制备两个步骤。同样可以参考现有技术制备得到金纳米壳和金纳米立方体。
[0021]步骤(I)所述对金纳米颗粒进行DNA修饰参考文献Baoquan Ding, A facilean