[发明专利]基因传输

说明书

技术领域

本发明涉及一种传输治疗剂给靶细胞的方法。

背景技术

囊肿性纤维化引起机体产生大量的分泌物，从而影响肺和消化道。每10位患有囊肿性纤维化的新生儿就有1位，由于肠梗阻的原因，在出生后头几天就需进行手术。儿童和成人反复发生胸部感染和胰腺功能障碍。后者的并发症使得囊肿性纤维化患者难以对食物进行消化。因此可导致营养缺乏、发育不良、身体虚弱和青春期延迟。老年患者会由于胰腺疾病增加而发生胰岛素生成缺乏，从而造成糖尿病。囊肿性纤维化也会引起肝导管栓塞。其发病率大约为8％，但是对健康的潜在威胁极为严重，以致需要肝移植。当疾病严重影响到食管、胰腺、肝脏和生殖道时，对肺的影响也是很严重的。反复的周期性感染导致肺部持续炎症和损伤，最终导致呼吸衰竭和死亡。

囊肿性纤维化是由单基因，CFTR(囊性纤维化跨膜传导调节因子)突变引起的一种遗传性疾病。因此利用基因疗法对患者治疗可以针对疾病病因进行治本，而不是对症状的治标。CFTR的引入已经表明能在体外纠正囊肿性纤维化缺陷。利用病毒和脂质体为转染载体的基因疗法已经进行了人体试验。用于基因转染的重组病毒需要能感染分裂和非分裂细胞，整合进宿主基因组，实现基因长期表达。迄今为止所有试验的病毒载体(腺病毒、反转录病毒、腺相关病毒和仙台病毒)都不具备所有这些性质。用作基因传输系统的病毒载体也有潜在的安全性问题，以及由于免疫反应引发所导致的长期性失效。类似的转染问题适用于各种遗传疾病。

本发明解决对非病毒基因转染剂的需求，该剂可减轻重组病毒载体所带来的缺点。非病毒剂具有非感染性、相对的非免疫原性和低毒性，可以携带更大的DNA质粒，而且能进行大规模廉价生产。一类药剂为DNA包被的磁性粒子。

现有的磁性转染系统的转染效率较低。本发明人开发了一种磁性粒子式传输系统，该系统基于早期体外研究令人惊奇地表明，其转染效率比现有的系统要高出10倍。

发明内容

本发明首先涉及提供一种传输治疗剂给靶细胞的方法，该方法包括利用磁性装置施加磁力于粒子以使粒子倾向于移向或远离磁性装置，并同时移动磁性装置，从而将含有治疗剂的粒子靶向给细胞。

本发明优选的是，利用磁性装置施加磁力于粒子以使粒子沿第一个方向倾向于移向或远离磁性装置，并同时沿与第一个方向成一夹角的第二个方向相对粒子移动磁性装置。

沿第二个方向移动磁性装置一般相对第一个方向为非零夹角，例如夹角在0至180°之间，如相对第一个方向的夹角为0至90°之间。

优选的是，沿第二个方向移动磁性装置为振荡移动。驱动磁铁的振荡频率通常是可变的，一般处于0至100Hz范围，但是可以超出该范围使用。

本发明优选的是，沿第二个方向移动磁性装置，与粒子倾向于移动的第一个方向实质上是垂直的。

为使粒子移向或远离磁性装置而施加给粒子的磁力可描述为平移力。该平移力由梯度磁场产生。优选的平移力方向为朝向磁铁。

本发明优选的磁性装置为磁铁或磁铁阵列。磁铁可以为电磁铁。

粒子可以被磁性装置吸引到或排斥开。优选的是粒子被吸引到磁性装置。

本发明的更优选是，粒子为磁性粒子。

优选的粒子为可磁化材料制造。可磁化粒子为天然磁性粒子或磁场所磁化的磁性粒子。

一般来讲，任何磁性材料都可使用，然而，要符合我们所定义的磁，例如顺磁性的超顺磁性材料，铁磁性和/或反铁磁性材料，例子包括元素铁、铬锰、钴、镍、或其化合物。铁化合物可以为铁盐，铁盐选自磁铁矿(Fe₃O₄)、磁赤铁矿(ГFe₂O₃)、和硫铁矿(F₃S₄)或其任何组合。铬化合物可以为二氧化铬。

粒子可以提供在聚合物的孔内。或者，粒子包含带有生物相容性包被的磁核。生物相容性包被包含有聚合物，例如葡聚糖、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯亚胺(PEI)或硅石。

本发明更优选的是，粒子的平均大小为10μm和5nm之间，例如在1μm和10nm之间。

优选的粒子为纳米粒子。

由于场向量会改变与粒子的磁化向量的夹角，依据如下公式，较大的磁封闭的粒子(磁铁矿＞30nm)在振荡场会遭遇扭矩：

T＝μBsinθ

其中T是扭矩，μ是磁矩，B是磁通量密度，θ是施加磁场和粒子磁化向量间的夹角。这种扭转、楔入和牵引增强了粒子/治疗剂复合物的移动，从而改善细胞的吸收。