一种自协同抗肿瘤的纳米组装体及其制备方法与应用

本发明属于药物制剂联合治疗新辅料和新剂型，具体涉及一种自协同抗肿瘤的纳米组装体及其制备方法与应用。

背景技术：

1、在世界范围内，恶性肿瘤仍对人类健康存在严重威胁，鉴于传统化疗等现有治疗方法存在疗效不佳和毒性严重的局限，开发高效低毒的新型疗法成为临床癌症治疗的重中之重。近年来，铁死亡作为一种新兴的癌症治疗通路已经引起了广泛的关注。胞内铁超载、剧烈的氧化应激及脂质过氧化物的蓄积是铁死亡的主要特征，可作为抗肿瘤策略设计的重要靶点。鉴于肿瘤细胞与正常细胞之间的氧化还原水平存在巨大差异，肿瘤细胞因更高水平的代谢导致较高水平的氧化还原微环境。因此，通过诱导铁死亡从而打破氧化还原稳态并放大氧化应激的策略作为一种新兴的肿瘤治疗方式被广泛研究。然而，肿瘤细胞内的抗氧化系统会削弱氧化应激，从而保护肿瘤细胞免受氧化损伤。并且在众多诱导铁死亡的策略中，基于经典的芬顿反应诱导的策略已被广泛研究。而芬顿反应的发生受多种因素的调节，如作为反应物的铁离子源及过氧化氢水平、肿瘤微环境的酸性、温度及能量供应等。并且，生理水平下的芬顿反应往往以较为缓慢的速度进行，因此生成的羟基自由基(·oh)并不足以诱导剧烈的脂质过氧化风暴。近年来，越来越多的文献报道光热疗法过程产生的过高热可促进芬顿反应动力学，从而加速·oh的生成，诱导肿瘤细胞发生脂质过氧化风暴。然而，光热疗法往往受限于肿瘤细胞自身的热应激保护系统，肿瘤在暴露于较高的温度时会上调热休克蛋白(hsps)从而抑制光热疗效。特别的是，铁死亡过程产生的脂质过氧化物(lpos)可通过破坏hsps的结构，从而使肿瘤细胞对光热损伤更加敏感。因此，基于光热/铁死亡疗法的多模态疗法已经受到了越来越多的关注。

2、如前所述，基于芬顿反应诱导铁死亡的策略往往受限于生理环境下的温度，而单一的光热疗法受限于热应激上调的hsps。并且，基于单一通路的策略设计在抗肿瘤治疗中被证明是低效的。为解决上述挑战，研究者们对光热/铁死亡双向增强的联合策略产生了极大的兴趣。然而，由于不同药物的物理化学性质差异较大，两种诱导剂的有效共递送仍然是一个挑战，如药物的有效共载、两种诱导剂的剂量比调整和体内同步递药。此外，虽然已有文献报道相关的联合策略，但仍存在选择性差的问题及脱靶毒性风险。因此，光热/铁死亡双向增强的抗肿瘤策略在同步递药、良好的治疗效果和安全性等方面面临多重困难，新型策略应该被合理设计并开发。

3、随着生物医学纳米技术的广泛应用，利用纳米载体进行多种药物的同时包载较易实现。目前，大多数纳米药物共递送系统是通过将药物非共价封装到有机或无机纳米载体中实现的。然而，传统的纳米药物共递送系统存在共载效率低、剂量调整不灵活、药代动力学行为不佳及协同作用不理想等局限。这主要是因为纳米载体材料与不同药物分子之间的亲和力差异。一方面，纳米载体与药物的亲和力较差，往往导致载药效率低下，药物过早泄漏。另一方面，载体与药物之间的分子间亲和力过强固然有利于药物包封，但不可避免地会导致药物释放迟缓。近十年来，与传统的共递送纳米载体相比，由小分子药物或前药共组装的无载体纳米药物显示出多种优势，包括易于制备、高药物共载效率、提升的药代动力学、高效的肿瘤特异性积累和可控且同步的药物释放。值得注意的是，分子间相互作用力驱动的无载体杂化纳米组装体的形成赋予了其极好的同步递药特性。具体而言，两种药物之间的分子间相互作用力驱动它们共组装成杂化纳米组装体，而通过响应肿瘤微环境，分子间作用力消失并进一步促进了纳米结构的解体和肿瘤部位特异性的药物释放。然而，尽管无载体杂化纳米组装体有许多优点，但在联合癌症治疗中尚未很好地解决多种药物的叠加毒性问题。

4、近年来，纯药共组装的无载体纳米递药系统在药物递送中显示出广阔前景，特别是对于某些无需载体材料即可共组装成稳定纳米粒的抗癌药物。因此，构建具有多种药物分子的杂化纳米组装体在联合疗法中极具潜力。研究开发一种具有可控释药的自协同光热/铁死亡诱导肿瘤消融的纳米组装体是当前亟待研究的重要课题。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种自协同抗肿瘤的纳米组装体及其制备方法与应用，解决了二茂铁(fc)组装能力差、不稳定的铁离子供应、药物泄露和辅料相关毒性等问题。fc作为铁死亡诱导剂与光热光敏剂(dir)共组装的纳米组装体具有优良的氧化还原特性。基于该纳米粒的制备，达到了载药量高、稳定性好、毒副作用低的效果，进而解决了单药治疗效果不理想的问题，增强了光热/铁死亡联合诱导的肿瘤消融效果。

2、本发明通过以下技术方案实现上述目的：

3、第一方面，本发明提供了一种自协同抗肿瘤的纳米组装体，所述纳米组装体由光热光敏剂与芬顿反应反应物通过分子间作用力共组装，并修饰以peg修饰剂。

4、进一步地，所述光热光敏剂与芬顿反应反应物的摩尔比为10:1～1:10，光热光敏剂与芬顿反应物之和与peg修饰剂的质量比为10:90～90:10。

5、进一步地，所述分子间作用力包括π-π堆积作用力、疏水作用力和氢键。

6、进一步地，所述的光热光敏剂包括dir、ir系列光热光敏剂、方酸菁染料、金纳米粒、卟啉类光热光敏剂、酞菁衍生物类光热光敏剂或花菁类光热光敏剂中的至少一种；所述的芬顿反应反应物包括fc、fc衍生物、fecl2、fe3o4、α-fe2o3、mnfe2o4、feox-msns，聚多巴胺、基于铁的金属有机框架或者基于其他金属离子的芬顿反应反应物。

7、进一步地，所述ir系列光热光敏剂包括ir808或ir780；所述feox-msns中x为1-2；所述基于其他金属离子的芬顿反应反应物中的其他金属离子包括铜离子或锰离子。

8、进一步地，feox-msns为feo-msns、feo2-msns、fe2o3-msns或fe3o4-msns。

9、进一步地，所述光热光敏剂优选为dir。

10、进一步地，所述芬顿反应反应物优选为fc。

11、进一步地，所述peg修饰剂包括pcl-peg、dspe-peg、dspe-ss-peg、plga-peg、pe-peg中的一种或二种以上，所述peg修饰剂中peg的分子量为200-20000。

12、进一步地，所述peg修饰剂优选为dspe-peg2k。

13、进一步地，dir和fc的摩尔比为5:1～1:2。

14、第二方面，本发明提供了一种自协同抗肿瘤的纳米组装体的制备方法，包括如下步骤：

15、将光热光敏剂和芬顿反应反应物分别溶解到有机溶剂中，将混匀后的溶液缓慢滴加到去离子水中，在搅拌的作用下自发形成共组装纳米粒；然后将溶有peg修饰剂的有机溶剂在搅拌下滴加至所述共组装纳米粒中，除去有机溶剂，即得。

16、进一步地，所述搅拌的速度为200-2000rpm

17、进一步地，所述的有机溶剂为无水乙醇、四氢呋喃、二甲基亚砜中的一种或二种以上的组合。

18、进一步地，所述有机溶剂优选为四氢呋喃与无水乙醇的混合溶剂，混合比例为四氢呋喃与无水乙醇体积比1:1。

19、进一步地，所述除去有机溶剂的方法包括旋转蒸发或透析。

20、进一步地，所述的制备方法中，除去有机溶剂的方法可以为溶剂蒸发法、超滤法和膜渗透法。

21、第三方面，本发明提供了一种自协同的纳米组装体在制备光热/铁死亡抗肿瘤药物中的应用。

22、第四方面，本发明提供了一种自协同的纳米组装体在制备药物递送系统中的应用。

23、第五方面，本发明提供了一种自协同的纳米组装体在制备注射给药、口服给药或局部给药系统中的应用。

24、本发明相对于现有技术具有的优势如下：

25、1.本发明制备了一种光热光敏剂(优选为dir)与芬顿反应反应物(优选为fc)形成的共组装纳米粒，用peg修饰剂修饰，得到光热/铁死亡自协同诱导肿瘤消融的纳米组装体。其中，dir可诱导过高热加速芬顿反应进程，芬顿反应触发铁死亡产生的脂质过氧化物可抑制hsps，从而增强协同的抗肿瘤疗效。

26、2.本发明的光热光敏剂与芬顿反应反应物共组装纳米粒可达到载药量高、稳定性好、毒副作用低等技术效果，满足临床中对高效低毒制剂的迫切需求，为同型协同药物纳米粒的组装提供了一个新策略，为开发无载体的杂化纳米组装体以及光热/铁死亡驱动的肿瘤联合治疗提供了一个有效的纳米平台。