一种预防和/或治疗肺纤维化的纳米药物及其制备方法与应用与流程

本发明属于生物医药领域，涉及一种预防和/或治疗肺纤维化的纳米药物及其制备方法与应用。

背景技术：

1、肺纤维化是由多种不同因素引起的严重肺内疾病，其诱因包括职业暴露(如：工程纳米材料enms、石棉、矽等)、空气污染(如：pm2.5、pm10、臭氧等)、药物诱导(如：博来霉素等化学药物)、中毒(如：百草枯)、肺内细菌感染及后遗症(如：嗜盐细菌)、肺内病毒及后遗症(如：sars-cov-2)等。某些肺纤维化与遗传背景相关，如cdc42基因缺失或cav-1缺失的特发性纤维化等。虽然诱因、疾病情形各异，不同类型的肺纤维化均常涉及如下共性特征，即：细胞外基质的过度沉积和炎症，以及最终导致的肺功能下降和/或呼吸衰竭。肺纤维化的病理生理过程复杂，早期以肺部炎症为主，伴随大量炎性细胞浸润，肺泡壁弥漫性增厚；中晚期胶原纤维大量生成、沉积，肺泡变形、闭索，正常肺组织结构被破坏，功能丧失。而且，在大多数情形下，肺纤维化是不可逆的。越来越多的临床数据也表明，某些新发传染病，如新冠病毒康复患者，也面临着患有肺纤维化的风险。

2、在当前治疗肺纤维化的药物中，尼达尼布主要抑制多种酪氨酸激酶，阻滞细胞内信号传导，抑制成纤维细胞的增殖、迁移和转化；吡非尼酮主要抑制转化生长因子(tgf-β)等靶点，降低细胞增值、纤维化相关蛋白的产生和细胞外基质的合成和聚集。cn104755088a公开了半乳糖苷抑制剂通过结合半乳凝集素-3来治疗肺纤维化，cn105263948b公开了利用有机分子nutlin-3a(ntl)或肽csp-4调控p53来抑制肺纤维化，专利cn104666344b公开了借助间充质干细胞外泌体制备治疗肺纤维化的药物，专利cn106924274b公开了葫芦烷型四环三萜类化合物通过降低肺纤维化组织间质中胶原堆积量来预防和/或治疗肺纤维化疾病。这些不同靶点的小分子药物或蛋白类抑制剂，靶向性低、特异性差、可调控性弱，严重制约着其在肺纤维化预防和治疗领域的广泛应用。除此之外，糖皮质类激素、环磷酰胺、环孢霉素、秋水仙碱和青霉胺等也经常被应用于临床上。然而，临床实践发现这些药物的治疗效果有限，副作用明显。由于缺乏有效的药物，某些类型的肺纤维化治疗也面临无药可用的窘境。

3、因此，迫切需要从其它靶点或通路开发新的药物来控制由炎症促使的肺纤维化。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种预防和/或治疗肺纤维化的纳米药物及其制备方法与应用。

2、为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种预防和/或治疗肺纤维化的纳米药物，实现了从肺纤维化、间质性肺炎的病理特征源头出发，靶向炎症通路，选用高效装载特异性促炎症消退介质(specialized pro-resolving mediators，spms)类物质的纳米体系，所述纳米药物的组成包括spms类物质、用于包覆或装载spms类物质的脂类辅料，以及修饰在脂质辅料上的聚合物(见图1)。

4、所述肺纤维化的诱导因素包括职业暴露、空气污染、药物诱导等，具体例如氧化石墨烯、gd2o3、博来霉素等。

5、所述spms类物质包括spms、spms衍生物、spms类似物或spms前体中的任意一种或至少两种的组合，所述spms包括脂氧素、消退素、保护素或胞壁质中的任意一种或至少两种的组合，所述spms衍生物包括rvt1、rvt2、rvt3、rvt4、at-rvd1、at-rvd2、at-rvd3、at-rvd4、at-rvd5或at-rvd6中的任意一种或至少两种的组合(at表示aspirin-triggered，阿司匹林诱发的)，所述spms类似物包括atl-1、22-f-pd1、ncgc00120943(c1a)、ncgc00135472(c2a)、pmppf或pmppi中的任意一种或至少两种的组合，所述spms前体包括ω3(omega3)脂肪酸、ω6脂肪酸、epa(二十碳五烯酸)、dpa(二十二碳五烯酸)、dha(二十二碳六烯酸)、la(亚油酸)、ala(α-亚麻酸)、5s-hepe、11s-hepe、12s-hepe、12r-hepe、15s-hepe、18s-hepe、18r-hepe、4s-hdha、7s-hdha、10s-hdha、11s-hdha、14s-hdha、14r-hdha、17s-hdha、17r-hdha、20s-hdha、17s-hdpan-6、14s-hdpan-6、10s-hdpan-6、17s-hdpan-3、14s-hdpan-3、10s-hdpan-6、15s-hete、15r-hete、鱼油、海豹油、磷虾油、亚麻籽油或海藻油中的任意一种或至少两种的组合。

6、优选地，所述脂氧素包括lxa4、lxa5、15-epi-lxa4、lxb4或15-epi-lxb4中的任意一种或至少两种的组合，所述消退素包括rvd1、rvd2、rvd3、rvd4、rvd5、rvd6、rvd1n-3、rvd2n-3、rvd5n-3、rve1、18s-rve1、20-羟基-rve1(20-hydroxy-rve1)、rve2、rve3、rve4或18s-rve3中的任意一种或至少两种的组合，所述保护素包括pd1/npd1、22-羟基-pd1(22-hydroxy-pd1)、at-pd1、ent-at-npd1、pdx、pctr1、pctr2、pctr3、pd1n-3或pd2n-3中的任意一种或至少两种的组合，所述胞壁质包括mar1、mar2、7-epi-mar1、mar-l1、mar-l2、mar1n-3、mar2n-3或mar3n-3中的任一种或至少两种的组合；

7、优选地，所述spms还包括7s,17s-dihdpan-3、δ12-前列腺素j2(delta12-prostaglandin j2)、15-脱氧-δ12,14-前列腺素j2(15-deoxy-delta12,14-prostaglandin j2)、10s,17s-dihdpan-6、7,17-dihdpan-6、7,14-hdpan-6、10s,17s-hdpan-6、7,17-hdpan-6、7s,14s-dihdha、10s,17s-dihdha、14s,21s-dihdha、14s,21r-dihdha、14r,21s-dihdha、14r,21r-dihdha、13s,14s-epoxy-dha(13s,14s-环氧-dha)、16,17s-dihdha或(16,17-环氧-dha)16,17-epoxy-dha中的任一种或至少两种的组合。

8、优选地，所述脂类辅料包括与肺内的肺表面活性物质的脂类成分类似的物质，例如卵磷脂、胆固醇及其类似物、dspc(二硬脂酰磷脂酰胆碱)、dppc(二棕榈酰磷脂酰胆碱)、dopc、dmpc(二肉豆蔻酰基卵磷脂)、popc、dlpc(二月桂酰基卵磷脂)、depc、p-lysopc、dspe、dppe、dope、dmpe、pope、dlpe、dspg、dppg、dmpg、dlpg、popg、dopg、dspa、dppa、dmpa、dlpa、dopa、dpps或dops中的任意一种或至少两种的组合等。

9、优选地，所述聚合物包括聚乙二醇(peg)和/或其衍生物。

10、优选地，所述纳米药物的制备原料包括spms类物质、脂质辅料和聚合物修饰的磷脂；

11、所述聚合物修饰的磷脂包括dspe-peg、dspe-peg-cooh、dspe-peg-oh、dspe-peg-sh、dspe-peg-nh2、dspe-peg-nhs、dspe-peg-fa、dspe-peg-mal、mpeg-dspe、mpeg-dope、dope-peg-cooh、dope-peg-oh、dope-peg-sh、dope-peg-nh2、dope-peg-nhs、dope-peg-fa或dope-peg-mal中的任意一种或至少两种的组合。

12、优选地，所述纳米体系包括纳米乳，胶束、树状大分子和聚合物药物复合物等聚合物纳米载体，固体脂质纳米粒、脂质纳米囊等脂质体，或脂质聚合物杂化纳米粒中的任意一种或至少两种的组合。

13、优选地，所述纳米药物体系包括纳米乳和/或与其它纳米载体的复合体系。

14、第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的预防和/或治疗肺纤维化的纳米药物的制备方法，所述制备方法包括反向微乳法、薄膜法、溶剂注入法、复乳法、微流化法、相转变法、自发乳化法、沉淀法、高压均质法、喷雾干燥或冷冻干燥法中的任意一种或至少两种的组合。

15、优选地，所述制备方法为反向微乳法，具体包括如下步骤(图1)：

16、(1)将spms类物质、脂类辅料、聚合物修饰的磷脂与有机溶剂混合，得油相；将水或磷酸盐缓冲液与乳化剂混合，得水相；

17、(2)将油相与水相混合，乳化，形成水包油乳液；

18、(3)去除有机溶剂，得纳米乳液，超声，自组装得到所述纳米药物。

19、优选地，所述有机溶剂包括氯仿、二氯甲烷或甲醇中的任意一种或至少两种的组合，对spm类物质有较好溶解性的其它亲脂性有机溶剂亦可替代。

20、优选地，所述乳化剂包括吐温20、吐温40、吐温60、吐温80或吐温85中的任意一种或至少两种的组合，其它符合药典要求的表面活性剂亦可替代吐温的使用。

21、优选地，所述spms类物质、脂类辅料与聚合物修饰的磷脂的质量比为(5×10-5-100):(10-100):(1-5)。

22、优选地，所述乳化剂与聚合物修饰的磷脂的质量比为(3-20):(1-5)。

23、优选地，所述油相与水相的体积比为1:(1-3)。

24、上述(5×10-5-100)中的具体数值例如5×10-5、7.5×10-5、1×10-4、5×10-4、1×10-3、0.01、0.05、0.1、0.5、1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100等。

25、上述(10-100)中的具体数值例如10、20、30、40、50、60、70、80、90、100等。

26、上述(1-5)中的具体数值例如1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5等。

27、上述(3-20)中的具体数值例如3、4、5、6、7、8、9、10、12、14、16、18、20等。

28、上述(1-3)中的具体数值例如1、1.2、1.5、1.7、2、2.2、2.5、2.7、3等。

29、优选地，步骤(1)具体包括将10ng-100mg spms类物质、10-100mg脂类辅料、1-5mg聚合物修饰的磷脂与1-5ml有机溶剂混合，得油相；将2-10ml水或磷酸盐缓冲液与3-20mg乳化剂混合，得水相。

30、当所述spms类物质为spms、spms衍生物或spms类似物时，其加入量为10ng-100ng，当所述spms类物质为spms前体时，其加入量为10mg-100mg。

31、上述10ng-100mg中的具体数值例如10ng、20ng、30ng、40ng、50ng、60ng、70ng、80ng、90ng、100ng、500ng、1μg、10μg、50μg、100μg、500μg、1mg、10mg、30mg、50mg、60mg、70mg、80mg、90mg、100mg等。

32、上述10-100mg中的具体数值例如10mg、20mg、30mg、40mg、50mg、60mg、70mg、80mg、90mg、100mg等。

33、上述1-5mg中的具体数值例如1mg、1.5mg、2mg、2.5mg、3mg、3.5mg、4mg、4.5mg、5mg等。

34、上述1-5ml中的具体数值例如1ml、1.5ml、2ml、2.5ml、3ml、3.5ml、4ml、4.5ml、5ml等。

35、上述2-10ml中的具体数值例如2ml、2.5ml、3ml、3.5ml、4ml、4.5ml、5ml、6ml、7ml、8ml、9ml、10ml等。

36、上述3-20mg中的具体数值例如3mg、4mg、5mg、6mg、7mg、8mg、9mg、10mg、12mg、14mg、16mg、18mg、20mg等。

37、优选地，步骤(2)所述混合在搅拌下进行，所述搅拌的时间为1-120min，例如1min、10min、20min、30min、40min、50min、60min、70min、80min、90min、100min、110min、120min等。

38、优选地，步骤(2)所述乳化的方式包括超声。

39、优选地，所述超声的功率为10-500w，例如10w、20w、30w、40w、50w、60w、70w、80w、90w、100w、200w、300w、400w、500w等，所述超声的时间为1-120min，例如1min、10min、15min、20min、25min、30min、35min、40min、45min、50min、55min、60min、70min、80min、90min、100min、110min、120min等。

40、优选地，步骤(3)所述去除有机溶剂的方式包括使用干燥氮气流或氩气流蒸发溶剂、静置使其自然挥发或旋蒸中的任一种或至少两种方式的组合。

41、优选地，步骤(3)所述超声的时间为1-60min，例如1min、10min、15min、20min、25min、30min、35min、40min、45min、50min、55min、60min等，所述超声的功率为1-60w，例如1w、2w、3w、4w、5w、6w、7w、8w、9w、10w、11w、12w、20w、30w、40w、50w、60w、等。

42、采用本发明提供的制备方法，各参数相互配合，制备得到的纳米药物聚合指数(pdi)小、包封率高、粒径均匀，选用兼容性好、递送效率高的脂材，利于进入肺部微环境，更好地发挥治疗效果。此外，薄膜法、溶剂注入法、复乳法、微流化法、相转变法、自发乳化法、沉淀法、高压均质法、喷雾干燥或冷冻干燥法等其它纳米合成技术也可制备本发明的纳米药物。

43、第三方面，本发明提供如第一方面所述的预防和/或治疗肺纤维化的纳米药物或如第二方面所述的预防和/或治疗肺纤维化的纳米药物的制备方法在制备预防和/或治疗器官纤维化疾病(如肝纤维化、肾纤维化和肺纤维化等)和/或肺部疾病(如急性肺损伤、急性呼吸窘迫综合征ards、慢性阻塞性肺疾病copd、哮喘、囊性纤维化、肺纤维化和间质性肺炎)的药物中的应用；

44、优选地，在制备预防和/或治疗肺纤维化的药物中的应用。

45、优选地，所述药物的剂型包括溶液剂、片剂、胶囊剂、颗粒剂、气雾剂或喷雾剂中的任意一种。

46、第四方面，本发明提供如第一方面所述的预防和/或治疗肺纤维化的纳米药物或如第二方面所述的预防和/或治疗肺纤维化的纳米药物的制备方法在制备il-1β(白细胞介素-1β)抑制剂、tnf-α(肿瘤坏死因子-α)抑制剂、casp1(caspase-1，含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶)抑制剂、tgf-β1(转化生长因子-β)抑制剂、s1p(1-磷酸鞘氨醇)抑制剂、smad2/3磷酸化抑制剂、mcp-1(单核细胞趋化蛋白-1)抑制剂、mmp-9(基质金属蛋白酶9)抑制剂、α-sma(α平滑肌肌动蛋白)抑制剂、pdgf-aa(血管内皮生长因子-aa)抑制剂、羟脯氨酸抑制剂或nf-κb p65磷酸化抑制剂中的应用。

47、本发明提供一种抑制il-1β释放的方法，所述方法包括对目标细胞或组织给予如第一方面所述的预防和/或治疗肺纤维化的纳米药物，来抑制il-1β释放。

48、本发明提供一种抑制tnf-α释放的方法，所述方法包括对目标细胞或组织给予如第一方面所述的预防和/或治疗肺纤维化的纳米药物，来抑制tnf-α释放。

49、本发明提供一种抑制casp1活性的方法，所述方法包括对目标细胞或组织给予如第一方面所述的预防和/或治疗肺纤维化的纳米药物，来抑制casp1活性。

50、本发明提供一种抑制s1p释放的方法，所述方法包括对目标细胞或组织给予如第一方面所述的预防和/或治疗肺纤维化的纳米药物，来抑制s1p释放。

51、本发明提供一种抑制tgf-β1释放的方法，所述方法包括对目标细胞或组织给予如第一方面所述的预防和/或治疗肺纤维化的纳米药物，来抑制tgf-β1释放。

52、本发明提供一种抑制smad2/3磷酸化的方法，所述方法包括对目标细胞或组织给予如第一方面所述的预防和/或治疗肺纤维化的纳米药物，来抑制smad2/3磷酸化。

53、本发明提供一种抑制mmp-9释放的方法，所述方法包括对目标细胞或组织给予如第一方面所述的预防和/或治疗肺纤维化的纳米药物，来抑制mmp-9释放。

54、本发明提供一种抑制α-sma释放的方法，所述方法包括对目标细胞或组织给予如第一方面所述的预防和/或治疗肺纤维化的纳米药物，来抑制α-sma释放。

55、本发明提供一种抑制pdgf-aa释放的方法，所述方法包括对目标细胞或组织给予如第一方面所述的预防和/或治疗肺纤维化的纳米药物，来抑制pdgf-aa释放。

56、本发明提供一种抑制羟脯氨酸的方法，所述方法包括对目标细胞或组织给予如第一方面所述的预防和/或治疗肺纤维化的纳米药物，来抑制羟脯氨酸产生。

57、本发明提供一种抑制nf-κb p65磷酸化的方法，所述方法包括对目标细胞或组织给予如第一方面所述的预防和/或治疗肺纤维化的纳米药物，来抑制smad2/3磷酸化。

58、本发明所述的数值范围不仅包括上述列举的点值，还包括没有列举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

59、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

60、(1)本发明创造性地以一个全新的切入点治疗肺纤维化

61、肺纤维化发病病理过程如图2所示：肺部正常的巨噬细胞、上皮细胞在诱导物(工程纳米材料、药物、细菌、病毒等)的作用下，产生炎症，表现为il-1β、tnf-α、tgf-β1、s1p等炎症因子含量提高，后发生上皮介质转化(emt)，导致肺纤维化，肺纤维化表现为成纤维细胞增殖、肺纤维化组织间质中胶原堆积。

62、目前现有技术中针对肺纤维化的药物都是基于其症状，即抑制成纤维细胞的增殖、迁移和转化，降低肺纤维化组织间质中胶原堆积量的角度出发进行治疗的，然而实际应用中发现，这些药物效果有限，副作用明显，而且对于不同诱导因素引发的肺纤维化而言并不通用，导致某些类型的肺纤维化治疗也面临无药可用的窘境。

63、本发明创造性地从肺纤维化的源头出发，以抑制炎症为切入点，借助spms类物质(spms、spms衍生物、spms类似物、spms前体等)，靶向炎症通路，实现了延缓(甚至逆转)不同诱因带来的肺纤维化的病理过程，疗效(炎症消退、降低肺部小气道周围胶原蛋白含量、改善肺纤维化、恢复肺功能)好，且对于不同类型(诱导因素)的肺纤维化具有一定的通用性。

64、(2)考虑到肺部微环境的特殊性(肺部内有大量的黏液层及肺表面活性剂，普通的纳米药物很难穿越黏膜屏障，到达肺部)，以及为了克服spms相关物质的不稳定、易氧化分解，而且大部分疏水、生物利用度低的问题，本发明创造性地提供了一种适宜于肺内微环境的纳米药物(图1)，利用脂质辅料对spms类物质进行包覆，既可解决spms不稳定的问题，又可降低肺泡表面张力，维持大小肺泡容量的相对稳定，此外脂质辅料表面修饰有聚合物，进一步促进了纳米药物增强气道粘液渗透、穿越黏液屏障，进而促进了药效的发挥。

65、基于以上设计，本发明制备的纳米药物稳定性高(至少存储一至三个月内理化性质几乎不变)、可控性强、分散性好，生物利用度高，在促进炎症消退及缓解不同类型的肺纤维化方面效果显著。

66、(3)本发明在验证spms药物在治疗肺纤维化方面的效果后，又证实了其前体(鱼油等)及前体制得的纳米药物同样具有很好的疗效(例如5μg/ml左右的鱼油与100ng/ml的rvd1功能相当)，相比于spms本身，鱼油等spms前体物质具有成本低、易得、稳定性高、已经被fda批准，安全性有保障的优势，更具实际应用价值。

67、(4)本发明将制得的纳米药物以不同给药方式用于肺纤维化动物模型中发现，在同频、等量给药的情况下，口咽抽吸的给药方式获得的疗效显著好于现有技术常用的腹腔注射方式，因此对于本发明的纳米药物而言，肺部给药可能是优选。