靶向肠道抑制痛风的口服水凝胶微球及其制备方法与应用与流程

本发明属于生物医药，具体涉及一种靶向肠道抑制痛风的口服水凝胶微球及其制备方法与应用。

背景技术：

1、痛风是一种常见的由高尿酸血症导致的炎症性关节炎，几乎4％的成年人表现相关症状。高尿酸血症以及继发的痛风疾病主要受体内尿酸代谢因素影响。尿酸是人体嘌呤代谢的最终产物，人体内的尿酸在肝脏、肾脏和肠道的作用下保持动态平衡。当失去平衡时，血清尿酸水平会升高。长期高尿酸血症引起的尿酸钠结晶在关节内及周围沉积而引起的炎症性疾病被称为痛风性关节炎。

2、尿酸的排泄主要通过肾脏和肠道进行。其中，肾脏排泄途径是当前降尿酸药物的主要靶点。然而，高尿酸自身会导致潜在的肾脏损伤，传统的尿酸代谢药物也可能会加剧肾脏的负担，这导致了这类药物有明显的使用局限性。例如，苯溴马隆等肾脏靶向药物加重了肾脏负担，肾功能不全患者禁用；丙磺舒通过抑制肾脏尿酸转运蛋白的活性来减少尿酸重吸收但副作用会导致肾绞痛。不可忽略的肾脏损伤风险再加上作用于肾脏靶点的药物已经被大量研究，开发潜力有限，因此对于一部分不适用肾脏靶点药物的患者目前缺少有效的治疗替代方案。

3、肠道是仅次于肾脏的尿酸排泄场所，人体内约三分之一通过肠道排出，因此肠道有着巨大的尿酸排泄潜力，可有效缓解肾脏压力，对肾脏排泄药物不耐受的患者而言肠道排泄是一种重要的替代方案。并且肠道将尿酸排泄出体外的过程是通过伴随人体废物一同排出相比于肾脏排泄更加安全、快速和高效。所以，通过增加肠道尿酸排泄途径对于痛风患者具有现实意义。

4、然而，目前缺乏针对肠道排泄途径降低尿酸治疗痛风的药物，如何增加体内尿酸排泄仍然是一个挑战。

5、与肾脏排泄途径相似，肠道排泄过程中相关尿酸转运蛋白发挥了关键作用，包括glut9转运蛋白、abcg2转运蛋白等。ichida通过敲除abcg2基因小鼠，证实了功能失调的abcg2转运蛋白会减少肠道尿酸盐排泄是高尿酸血症的常见机制。debosch通过敲除glut9基因小鼠，证实了缺乏肠glut9转运蛋白的小鼠会发展为高尿酸血症代谢综合征。据文献报道，肠道内皮细胞对尿酸浓度的感知主要是通过tlr受体，肠道细胞tlr4-nlrp3炎症体和pi3k/akt信号通路调节了人类肠道细胞中可溶性尿酸刺激的pdzk1和abcg2肠道尿酸转运蛋白的表达。与单一靶点药物不同，这类肠道内皮细胞的多数转运蛋白的表达均与肠道环境的尿酸水平相关。研究发现，通过降低肠道内尿酸水平，具有上调肠道内皮细胞的多种尿酸转运蛋白水平的潜力。但是，如何高效激活肠道尿酸转运蛋白大量表达是目前需要解决的的问题。

6、同时，尿酸酶作为目前最高效的尿酸降解工具之一，在胃内易失活，能够到达肠道含量少，并且尿酸酶在肠道滞留时间短，易经肠道蠕动而被排泄出体外，从而导致直接口服尿酸酶对痛风的治疗无效。同时降低肠道整体尿酸浓度需患者服用大量尿酸酶临床应用难度较大，限制了其广泛作用。

7、可见，一方面，如何高效固定尿酸酶于肠道壁是目前存在的问题，另一方面，如何聚焦肠道黏膜微环境的尿酸水平调控，进而激活对整体肠道尿酸的调控，对于治疗痛风有很大的现实意义。

8、因此，如何提供一种能够很好靶向肠道、并能高效固定尿酸酶于肠道壁，充分发挥药物调控肠道黏膜微环境的尿酸水平，实现增加肠道尿酸排泄来达到治疗痛风的目的，成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明就是为了解决上述技术问题，从而提供一种靶向肠道抑制痛风的口服水凝胶微球及其制备方法与应用。本发明的技术目的在于，首次提供一种通过肠道排泄游离的尿酸来抑制痛风的水凝胶微球及其药物递送系统，并实现高效发挥尿酸酶的活性，充分发挥其调控肠道黏膜微环境的尿酸水平，显著增加肠道尿酸排泄，以大幅度提升对痛风的治疗效果。

2、为了实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

3、本发明的目的之一是提供一种靶向肠道抑制痛风的口服水凝胶微球的制备方法，其包括以下步骤：

4、(1)将尿酸酶和多巴胺溶解在海藻酸钠溶液中，控制尿酸酶的浓度为10～20u/mg，多巴胺的浓度为0.01～0.1g/ml，经超声分散；

5、(2)将步骤(1)所得溶液置于微流控装置中，采用气体微流控技术，在氮气流作用下将溶液剪切成均匀的液滴；

6、(3)将步骤(2)所得液滴滴入氯化钙溶液中，经交联形成所述靶向肠道抑制痛风的口服水凝胶微球。

7、本发明的上述制备方法，关键在于通过采用尿酸酶与多巴胺进行复配，并通过控制尿酸酶的浓度和多巴胺的浓度，从而很好实现了保证尿酸酶活性的效果，能够充分发挥尿酸酶对肠道排泄尿酸的调控，并减少尿酸酶的用量和给药次数，显著实现了对治疗痛风疗效的提升。

8、而本发明人的摸索实验表明：当上述水凝胶微球体系中仅存在多巴胺时，无法实现对肠道尿酸排泄的调控；当上述水凝胶微球体系中仅存在尿酸酶时，尿酸酶的活性较低，无法充分发挥其调控肠道尿酸排泄的效果，导致尿酸酶的用量增加，给药次数增多，且疗效较差。而当上述水凝胶微球体系中同时存在尿酸酶和多巴胺，并按照本发明的浓度复配时，能够最大程度保证尿酸酶的活性，显然提升其调控肠道尿酸排泄的效果，其尿酸酶的活性与仅存在尿酸酶时相比，提升了接近3倍，从而实现了减少尿酸酶的用药量和给药次数，并大幅度提升了疗效。

9、本发明人通过上述方法成功构建了负载尿酸酶的肠道“爆破”口服水凝胶微球，很好实现了肠黏膜尿酸酶的固定，从而首次通过肠道排泄游离的尿酸抑制痛风。本发明的水凝胶微球口服后肠道内释放的尿酸酶水解尿酸会产生过氧化氢，过氧化氢与肠道内的过氧化氢酶反应产生局部氧气微环境，诱发多巴胺聚合转变为聚多巴胺，从而固定进一步释放的尿酸酶在小肠壁上。通过该级联反应，少量尿酸酶可上调肠道内皮细胞的尿酸转运蛋白表达，将内皮细胞内的尿酸排出到肠道内，通过肠道内粪便排泄，降低体内尿酸水平。

10、体外实验和小鼠体内发现肠道“爆破”水凝胶微球，实现了多巴胺与尿酸酶的精准肠道递送。临床痛风病人粪便样本和猪小肠的离体实验证明微球能显著降低体外粪便中的尿酸达37％。小鼠高尿酸血症模型和急性痛风关节炎模型实验证实微球可以有效靶向高尿酸血症小鼠的肠道尿酸排泄和痛风性关节炎小鼠的关节炎关节，有效增加粪便尿酸排泄达27.6％，降低血尿酸达71％。此外，16s核糖体rna测序显示该微球优化了肠道菌群组成，益生菌muciniphila和verrucomicrobiales等显著增加，抑制了bacteroidetes等痛风患者肠道常见有害菌，从而改善肠道稳态。综上，我们首次实现了通过小肠黏膜层排泄尿酸治疗痛风。

11、进一步的是，步骤(1)中控制所述尿酸酶的浓度为10u/mg。

12、进一步的是，步骤(1)中控制所述多巴胺的浓度为0.01g/ml。

13、进一步的是，步骤(1)中所述海藻酸钠的浓度为1％w/v。

14、进一步的是，步骤(2)中控制氮气的流速为0.2～1.0l/min，优选为0.8l/min。

15、进一步的是，步骤(2)中控制步骤(1)所得溶液的流速为10-30ml/h，优选为20-25ml/h。

16、进一步的是，步骤(3)中所述氯化钙溶液的浓度为100mm。

17、本发明的目的之二是提供一种由如上所述方法制备得到的靶向肠道抑制痛风的口服水凝胶微球。

18、作为优选的方案，所述水凝胶微球的直径为180-220微米。

19、本发明的目的之三是提供上述靶向肠道抑制痛风的口服水凝胶微球在制备治疗痛风的药物中的应用。

20、本发明的有益效果如下：

21、(1)本发明首次实现了通过肠道排泄游离的尿酸来抑制痛风，且构建得到的负载尿酸酶的肠道“爆破”口服水凝胶微球，很好实现了肠黏膜尿酸酶的固定，并高效发挥了尿酸酶的活性；

22、(2)本发明的口服水凝胶微球能够很好靶向肠道，并能高效固定尿酸酶于肠道壁，充分发挥尿酸酶调控肠道黏膜微环境的尿酸水平，其中尿酸酶与多巴胺的复配更好地保证了尿酸酶的活性，实现了高效治疗痛风的效果。