本发明涉及药物载体生产，特别涉及一种氨肽酶催化水解致电荷翻转聚合物及其应用。
背景技术：
：：1、恶性肿瘤的高效治疗方案一直是我国的重大需求。目前，纳米药物研制的理论基础仍是利用肿瘤部位的通透性和滞留效应(enhanced permeability and retention，epreffect)。但近年来大量研究表明，临床患者肿瘤毛细血管的通透性远比动物模型的弱、且呈很强的异质性(随肿瘤分期、部位、癌种和患者不同而异)。同时，纳米药物尺寸大、扩散系数本身就很小，而肿瘤组织内具有细胞密度高、基质致密以及瘤内压高等病理特征。因此，临床肿瘤epr效应弱且异质性强，而纳米药物的大尺寸使其在瘤内扩散非常困难，从血管渗出后不能扩散至远离血管的细胞完成递药，导致疗效低，这也是众多新开发的纳米药物临床试验失败的主要原因(kohli a g,s,tiffany m r,szoka f c,improving thedistribution ofin the tumor matrix by depletion of tumorhyaluronan.journal of controlled release,2014,191:105-114；scott l,yao j,benson a,et al.a phase ii study of pegylated-camptothecin(pegamotecan)in thetreatment of locally advanced and metastatic gastric and gastro-oesophagealjunction adenocarcinoma.cancer chemotherapy and pharmacology,2009,63(2):363-370)。2、研究发现，肿瘤细胞(特别是肿瘤毛细血管周围活跃的肿瘤细胞)分泌大量的酶(choi k y,swierczewska m,lee s,chen x y,protease-activated drugdevelopment.theranostics,2012,2(2):156-178)，如肾癌、肝癌、胰腺癌和浸润性乳腺癌等肿瘤细胞分泌大量γ-谷氨酰转肽酶。基于γ-谷氨酰转肽酶催化水解致电荷翻转的聚合物药物载体被肿瘤毛细血管内皮细胞过表达的γ-谷氨酰转移酶催化水解产生氨基、带上正电荷，随后吸附并触发内皮细胞内吞、胞内传输和对侧外排(转胞吞)，将正电聚合物外递到血管外(不依赖epr的血管外渗)；在瘤内，带正电荷的聚合物也吸附在肿瘤细胞上触发其转胞吞过程，并通过这种迭代不断的内吞-外排作用实现跨细胞传递及肿瘤组织的主动渗透(zhou q,shao s q,wang j q,et al.enzyme-activatable polymer-drug conjugateaugments tumour penetration and treatment efficacy.nature nanotechnology,2019,14(8):799-809)。3、因此，亟需研制该类酶催化水解致电荷翻转的聚合物药物载体，其拥有较长的血液循环时间，在肿瘤高表达的酶作用下就能实现电荷由负或中性向正的转变，从而使得带正电的聚合物触发快速高效的转胞吞过程，由于转胞吞过程是细胞耗费能量的主动运输过程，因此肿瘤内的高渗透压和高细胞密度等阻碍传统被动扩散的因素对本主动输送过程没有作用，因此该载体具有很强的瘤内渗透能力，可将药物输送给每一个细胞，从而具有很高的抗肿瘤疗效。4、氨肽酶是一种在细胞膜表面上的跨膜酶，在许多生理病理过程中发挥了重要作用(fukasawa k,fujii h,saitoh y,et al.aminopeptidase n(apn/cd13)is selectivelyexpressed in vascular endothelial cells and plays multiple roles inangiogenesis.cancer letters,2006,243(1):135-143；mina-osorio p,themoonlighting enzyme cd13:old and new functions to target.trends in molecularmedicine,2008,14(8):361-371)。以氨肽酶为生物靶点，通过抑制其正常作用，可以实现许多疾病的治疗，例如通过抑制氨肽酶的活性，可以有效预防肿瘤血管的生成及转移(guzman-rojas l,rangel r,salameh a,et al.cooperative effects ofaminopeptidase n(cd13)expressed by nonmalignant and cancer cells within thetumor microenvironment.proceedings of the national academy of sciences of theunited states of america,2012,109(5):1637-1642)。此外，已有研究表明，由于氨肽酶在肿瘤细胞中的高表达，可以设计制备氨肽酶响应的诊断剂及治疗剂，从而实现酶催化下的肿瘤诊断剂治疗(xiao m,sun w,fan j,et al.aminopeptidase-n-activatedtheranostic prodrug for nir tracking of local tumor chemotherapy.advancedfunctional materials,2018,28(47):1805128)。技术实现思路1、本发明的目的在于提供一种氨肽酶催化水解致电荷翻转聚合物及其应用，将其用作抗肿瘤药物载体，可在肿瘤高表达的氨肽酶催化下水解产生氨基，实现电荷翻转带正电，从而使得带正电的聚合物快速地被肿瘤细胞内吞、胞内转运、进而外排出肿瘤细胞，通过这种迭代不断的内吞-外排作用实现跨细胞传递并有效渗透到肿瘤组织深处，该过程是细胞耗费能量的主动运输过程，解决了传统聚合物药物载体在肿瘤内被动扩散渗透效率低的问题。2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：3、一种氨肽酶催化水解致电荷翻转聚合物，该聚合物含有氨肽酶响应基元，所述氨肽酶响应基元结构如式ⅰa或ⅰb所示：4、5、其中，r1为氢、烷基、芳香基、卤素原子中的一种；r2为氢、烷基、芳香基、羰基、卤素原子中的一种。6、芳香基包括苯、萘、蒽、芴、吡啶、苯并噻吩、苯并呋喃、吲哚、喹啉等。烷基如甲基、乙基、丙基、丙基、丁基、戊基、己基、辛基、癸基、十二烷基、十八烷基等。7、作为优选，所述氨肽酶催化水解致电荷翻转聚合物由含有氨肽酶响应基元的单体直接聚合得到。聚合方法为现有的聚合方法。8、作为优选，所述的含有氨肽酶响应基元的单体由氨肽酶响应基元部分和含有聚合能力的官能团部分组成，其结构式如式ⅱa或ⅱb所示：9、10、其中，x为该单体含有聚合能力的官能团部分；r1为氢、烷基、芳香基、卤素原子中的一种。含有聚合能力的官能团为丙烯酰胺基团、丙烯酸酯基团、甲基丙烯酰胺基团、甲基丙烯酸酯基团中的一种。11、作为优选，所述含有氨肽酶响应基元的单体包括含有氨肽酶响应基元的丙烯酰胺类单体、含有氨肽酶响应基元的丙烯酸酯类单体、含有氨肽酶响应基元的甲基丙烯酰胺类单体、含有氨肽酶响应基元的甲基丙烯酸酯类单体。12、一种采用所述的氨肽酶催化水解致电荷翻转聚合物制备的药物载体，所述药物载体的结构通式如ⅲa或ⅲb所示：13、14、其中，m1为含有氨肽酶响应基元的单体，m2为负载药物的单体；15、式ⅲa表示m1与m2形成的无规共聚物结构式，其中x为m1单体所占比例，x＝0.01～0.99，n为聚合度，n＝3～300；16、式ⅲb表示m1与m2形成的嵌段共聚物结构式，其中m、n为结构单元数，m＝3～500，n＝1～500。m2为负载有药物的丙烯酰胺类单体、丙烯酸酯类单体、甲基丙烯酰胺类单体、甲基丙烯酸酯类单体。17、作为优选，所述药物载体由含有氨肽酶响应基元的单体和负载药物的单体，进行无规共聚合或嵌段共聚合制备得到。18、作为优选，所述负载药物为抗肿瘤药物，抗肿瘤药物包括阿霉素、喜树碱、7-乙基-10羟基喜树碱、7-乙基-喜树碱、紫杉醇、铂类药物、姜黄素、伊立替康、甲氨蝶呤、苦参碱、丹酚酸、抗肿瘤蛋白、抗肿瘤多肽、抗肿瘤dna分子、抗肿瘤rna分子。19、作为优选，所述聚合物药物载体为无规共聚物，其具体结构式如ⅲc其中之一所示：20、21、其中，x＝0.01～0.99，n＝3～300。22、作为优选，所述聚合物药物载体为嵌段共聚物，其具体结构式如ⅲd其中之一所示：23、24、其中，m＝3～300，n＝3～300。25、氨肽酶催化水解致电荷翻转聚合物在制备药物载体中的应用。26、本发明的有益效果是：27、(1)小鼠荷瘤模型的抑瘤结果表明，与无法实现电荷翻转的两性离子对药物载体相比，本发明合成的电荷翻转载体因为能够在细胞表面氨肽酶作用下快速的实现电荷转正，所以进入细胞的速率大大提高，克服了同类载体进入肿瘤细胞速度慢的缺点，极大提高了抗肿瘤药物在细胞内的浓度，提高了药物在肿瘤细胞内的利用率。28、(2)本发明提供的氨肽酶催化水解致电荷翻转的聚合物对氨肽酶响应灵敏、高效且专一，该聚合物载体可以在水中溶解形成乳液、纳米尺寸胶束或者囊泡，利用本领域常用的制备方法即可得到所需要的溶液分散形式，易于实施。29、(3)本发明合成的氨肽酶催化水解致电荷翻转的聚合物作为药物载体具有良好的水溶性和生物相容性，在体内能长时间的循环从而容易富集在血管不规整较为疏漏的肿瘤区域，减少了药物在正常组织中的富集，减少药物对正常组织的毒副作用，提高生物相容性的同时可以明显提高药物的药学作用。30、(4)本发明合成的氨肽酶催化水解致电荷翻转的聚合物作为药物载体，相比于依靠epr原理设计的药物载体，其独特优势是依靠转胞吞过程进行肿瘤渗透，该过程是细胞耗费能量的主动运输过程，因此肿瘤内的高渗透压和高细胞密度等阻碍传统被动扩散的因素对本主动输送过程没有作用，因此该载体具有很强的瘤内渗透能力。31、本发明提出将氨肽酶催化电荷翻转聚合物用作抗肿瘤药物载体，为抗肿瘤药物输送提供了一种新型载体：能够在血液中有较长的循环时间，在肿瘤外围就能实现电荷由负或中性向正的转变，从而使得带正电的聚合物有效渗透到肿瘤组织深处，快速地进入肿瘤细胞，大大的提高药物对肿瘤治疗效果，在医学领域对抗肿瘤治疗具有重要意义。32、另外，本发明提供的氨肽酶催化水解致电荷翻转的聚合物作为电荷翻转药物载体时，如果化学标记该药物载体，那么该药物载体将同时具有治疗疾病、预防疾病、承载治疗基因或者病灶部位示踪功能，即该聚合物具有成为治疗疾病、预防疾病、承载治疗基因或者病灶部位示踪功能分子前体的潜能。当前第1页12当前第1页12