[发明专利]靶向性抗肿瘤药物和基因共载载体材料及制备和应用

说明书

技术领域

 本发明涉及一种靶向性抗肿瘤药物和基因共载载体材料及制备和应用，具体说是基于功能化氧化石墨烯的靶向性抗肿瘤药物和基因等负电性治疗用生物分子共载载体材料及其制备方法和应用。

背景技术

将基因和抗肿瘤药物组合后共同进行靶向输送，可模拟临床肿瘤治疗的联合用药模式，分别通过不同途径协同作用，可以使二者达到微观水平上的序贯联合作用，提高了各自的抗肿瘤疗效，同时降低药物对人体正常器官、组织的毒副作用。例如多药耐药是多种癌症化疗无效或渐失效的主要原因，如果将抗肿瘤药物和逆转肿瘤细胞多药耐药的小干扰RNA（MDR siRNA）进行共载输送，可以用来逆转肿瘤多药耐药，增加耐药细胞对抗肿瘤药物的敏感性，提高化疗药物的抗肿瘤疗效。或者将抗肿瘤药物与抑制肿瘤细胞生长的端粒酶逆转小干扰RNA（TERT siRNA）、诱导肿瘤细胞调亡的小干扰RNA（Bcl－2靶向的siRNA）或者抗肿瘤的蛋白药物等进行共载输送，可以使化疗药与这些基因或大分子蛋白药物一起协同杀死肿瘤细胞，从而提高抗肿瘤疗效。另一方面常用的化疗药物由于其全身分布，要达到病灶部位的药物有效浓度，会对人体的其它部位产生较大的毒副作用，一些病人往往死于化疗药物对其他脏器的伤害。因而能够达到靶向输送对于提高药效和降低药物副作用更重要。导向治疗属于靶向给药系统，是指让治疗药物与靶向载体相结合，在载体的导向下把药物运送到靶器官或靶组织，使药物有选择的集中于人体的病变部位，以减少药物在非靶向组织的无效流失，从而提高药效，更重要的是避免对正常器官和组织的毒副作用。因而就需要寻找一种能实现靶向输送的多功能高效的药物和基因共载输送体系。

要对抗肿瘤药物和基因进行共载靶向输送，就需要找到可以进行多种功能化的适合的载体，由于新型碳纳米材料氧化石墨烯（Graphene Oxide，GO）具有大比表面积、可同时进行多种功能化、极好的水溶液分散性、无生物毒性、可进入细胞并具有酸敏性等特点，可用来负载大量的各种分子，包括各种金属、生物分子、荧光分子和多种药物等，从而使其在药物及基因的靶向输送以及生物分子的检测、分离和纯化等方面具有许多潜在的应用。

要实现用氧化石墨烯携带抗肿瘤药物和基因共同进入肿瘤细胞，首先需要氧化石墨烯先载着抗肿瘤药物和基因到达肿瘤细胞。一种常见的实现基因或药物靶向输送的方法是在转运载体上连接能够与肿瘤细胞表面的某些特定分子相互作用的特异性配体，例如作用于肿瘤细胞表面抗原的单克隆抗体、作用于细胞表面叶酸受体的叶酸或作用于细胞表面铁传递蛋白受体的铁传递蛋白等都可以增强载体材料的肿瘤细胞靶向传输效果。其中叶酸是一种常用且效果较好的肿瘤细胞靶向分子，与它特异性相互作用的叶酸受体在大部分恶性肿瘤中具有高度表达，有时可比正常组织高出100～300倍。细胞膜共振提示叶酸纳米粒子在肿瘤细胞中的浓度比游离叶酸高10倍， 叶酸对于卵巢癌、子宫内膜癌、乳腺癌、头颈部肿瘤及粒细胞白血病等多种肿瘤细胞都有很好的靶向效果。而甘草次酸受体介导的和多糖介导的输送体系能够实现肝靶向药物和基因输送。

为了增加氧化石墨烯的生物相容性并降低毒性，通常采用聚乙二醇、普鲁兰多糖和壳聚糖等生物相容性大分子对其进行修饰。其中壳聚糖是自然界唯一的氨基多糖甲壳素的脱乙酰产物, 具有优良的生物学性质(良好的生物相容性和可生物降解性、无毒性及被动的肿瘤靶向性等)和物理化学特性(高反应活性及pH 敏感性等), 是一种理想的药物靶向和缓控释高分子载体。因此，用壳聚糖对氧化石墨烯进行修饰，能很好的增加其生物相容性。在壳聚糖的侧链有多个氨基，如对其部分氨基偶联乳糖酸、甘草次酸、叶酸，或具有肿瘤靶向性的小肽，则可以实现氧化石墨烯载体体系的靶向输送。而对壳聚糖侧链剩余的部分氨基进一步季铵化，则能增强其正电性，从而能够更高效的携载基因。

此外，文献（Nano Lett. 2010, 10, 3318–3323.）报道，一定大小的功能化氧化石墨烯能够在肿瘤组织中高度富集，具有明显的肿瘤组织滞留性，即增强渗透滞留效应（Enhanced permeability and retention effect，EPR）效应。因而采用连接靶向分子的壳聚糖修饰氧化石墨烯，可以使其主动靶向到肿瘤部位，再利用特定尺寸氧化石墨烯对肿瘤组织的EPR效应，结合主动靶向与被动靶向协同作用，增强多功能化氧化石墨烯载体对肿瘤的靶向作用。同时，氧化石墨烯和壳聚糖本身都对某些抗肿瘤药具有酸敏性，因而壳聚糖修饰的氧化石墨烯可以实现抗肿瘤药物和基因在肿瘤细胞内的最大释放。