[发明专利]用放射、氧化铈纳米颗粒、和化疗剂的组合治疗癌症

说明书

本发明涉及用放射、氧化铈纳米颗粒和至少一种化疗剂的组合治疗癌症的方法。氧化铈纳米颗粒(CONP)是氧化铈的纳米尺寸的晶体，一般尺寸范围是约1纳米至约20纳米。本发明的方法使用氧化铈纳米颗粒来增强放射诱导和化疗诱导的癌细胞死亡并且也降低与放射治疗和化疗相关的毒性。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年7月17日提交的美国临时专利申请第62/025,861号的权益，该申请的全文通过引用纳入本文。

发明领域

本发明涉及用于治疗患者中癌症的方法。更具体地，本发明涉及用放射、氧化铈纳米颗粒和化疗剂的组合治疗癌症的方法。

发明背景

放射是用于在患者中杀死癌细胞并使癌症肿瘤萎缩的熟知疗法。使用放射来产生形成自由基的电离反应，其与DNA和RNA反应，触发癌细胞中的程序化细胞死亡(凋亡)。从放射生成自由基也破坏治疗患者癌症肿瘤的放疗路径上的器官生理学和正常细胞。

放疗对癌症患者的最明显副作用之一是，在放射治疗癌症患者肿瘤的期间，在放射路径上产生的放射诱导型皮炎(皮肤炎症)。皮肤破坏的严重性直接与放射治疗的剂量和频率成比例。

放射肿瘤学领域已经在过去的十年中努力研究改善放射递送技术使敏感结构免受电离放射的影响。与现有的更初级的放射技术相比，这些技术已经产生了改善的功能结果。然而，对达到充分的肿瘤覆盖率的需要和头颈中某些正常结构的敏锐放射敏感性是对这些技术所保持的生活质量和功能幅度的固有限制。甚至在最佳环境下，在放疗治疗其癌症肿瘤之后，许多癌症患者经历了来自放射治疗的明显毒性。

化疗是用于治疗患者中癌症肿瘤的另一种方法。化疗是向患者给予抗癌药物以干扰肿瘤中癌细胞活性的一种做法。根据治疗中的癌症类型，可以特定顺序给予某些化疗药物。虽然化疗可能在治疗某些癌症中特别有效，化疗剂可到达身体的所有部分，而不仅仅是癌细胞。由于这种分布，在全身化疗期间有广泛的副作用。通常尝试化疗剂组合以改善患者的癌症治疗，然而，组合化疗并不必然减少治疗的毒性。

癌细胞不同于正常组织细胞，其缺少常规细胞机制和表现，使得治疗选择和所得功效更难以预测。活细胞具有多种复杂的平行和连续细胞信号转导途径和遗传途径。一个困难在于癌细胞是极异常的、调节不善的并且具有遗传变异，从而难以鉴定使癌症成功的关键遗传突变。癌症药物发现和测试正积极寻求靶向癌细胞中最严重影响癌症肿瘤的扩散、侵袭、形成和活力的关键改变。如果能够如此简化癌症生物学，则在理论上，选择性化疗混合物在杀死癌症肿瘤上可能是非常有效的。然而，肿瘤中的癌细胞包括不同突变克隆，其癌细胞的各亚群具有不同的基因型并且可能具有不同表型。耐药性是一个问题，并且一些癌细胞可能在化疗中存活，因为它们对于癌症药物有更高抗性。癌症药物抗性可能是由于癌细胞对癌症药物的代谢增加，或由于癌症药物膜转运体将癌症药物转运出癌细胞的速率增加，使得胞内癌症药物浓度对癌细胞保持在亚毒性上。

此外，组织机制可能影响治疗的功效和后续复发。癌细胞繁殖不受调节其多细胞生长的正常细胞接触的抑制，并且一般生长超过其现有的血液供应。肿瘤在某种程度上保持缺氧并且在代谢上比正常细胞更依赖糖酵解。癌细胞原则上比正常细胞更少依赖于有氧代谢。为了弥补缺氧的生长限制效果，癌症肿瘤在遗传上已经进化出根据需要生长额外血管床的手段。这种额外的血液循环被称为高-血管循环，因为其具有明显异常的血管形成并且其是使用造影剂血流成像检测进化的癌症肿瘤的有用标记物。富血管的血管壁的组织学显示该壁包含明显异常的血管内皮细胞和异常癌细胞的混合物。在功能上，高-血管循环有漏损以至于Gibbs-Donnan规律失效。生长的肿瘤部分保持缺氧。这产生了选择压，使得肿瘤中的细胞亚群变得更加耐缺氧。癌症肿瘤的血液供应永远不会充足。

已知放疗和/或化疗治疗是非常侵入性的抗癌细胞治疗，其功效不可预测。放射和化疗可能提醒一些癌细胞它们正处于攻击下。可能包埋到癌症肿瘤中的心血管的血管内皮中的这类癌细胞然后可能从肿瘤脱落并且逃逸到血液循环中以迁移离开癌症肿瘤。这类脱落的癌细胞可能繁衍出新肿瘤，其也可能具有对缺氧和癌症药物的增加的耐受性。