靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用

靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用第1页靶向药品与纳米技术在新药研发中应用中国药科大学周建平靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用第2页一、靶向药品概述二、纳米技术概述三、新药研发与案例内容提要靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用第3页一、靶向药品概述靶（target）：目标、标靶向（targeting）:

作用于目标=命中目标靶向药品（targetingdrug）:命中目标药品分子靶向给药系统（targetingdrugdeliverysystem，TDDS/TDS）:命中目标药品制剂（靶向制剂）靶向治疗（targetingtherapeutics）：命中目标治疗方法或伎俩靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用第4页◎靶向药品定义：依据病变或靶（肿瘤）组织、细胞、分子生物学特征差异，研发含有命中目标药品分子统称为靶向(治疗)药品相关机制：靶向药品经过阻断肿瘤细胞或相关细胞信号传导，控制细胞基因表示改变，而产生抑制或杀死肿瘤细胞特点：专属性强，副作用小；风险大，机制尚待明确，价格高按药品作用位置和方式不一样分类：1、作用于肿瘤细胞表皮生长因子（EGF）药品：Herceptin等；2、作用于血管细胞血管表皮生长因子（VEGF）

药品：Avastin等；3、抗体引导药品运输到肿瘤细胞周围，高效力杀死肿瘤细胞，如：Mylotarg等？……靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用第5页◎靶向制剂定义：靶向制剂属于第四代药品制剂，系指载体将药品经过局部给药或全身血液循环而选择性浓集定位于靶组织、靶器官、靶细胞或细胞内结构给药系统。俗称导弹药品历史：靶向制剂概念是EhrlichP在1906年提出，至今已100多年。上世纪70年代末80年代初，相关人员即开始较全方面地研究。特点：最大程度提升治疗效果，降低全身性毒副作用，尤其适合用于癌症化疗。成本高，风险低（疗效明确）基础分类：1、被动靶向制剂：微粒吞噬（生理特征，RES效应）2、主动靶向制剂：表面修饰（单抗定位）3、物理化学靶向：磁性、热和pH敏感、栓塞性微球等靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用第6页◎疾病治疗主要靶向伎俩介入疗法（临床医学领域，肌体创伤，物理植入）靶向药品（药品化学领域，分子修饰，新物质发觉）靶向制剂（药品制剂领域，运载伎俩，新载体发觉）靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用第7页◎靶向治疗发展方向肿瘤疾病：组织—→细胞—→分子结构组织部位：血液—→肝、肾脏等—→脑、骨髓等方法和伎俩：手术（微细病灶？转移问题？）—→药品（单抗药品、TDS、基因等）靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用第8页二、纳米技术概述纳米技术系指在0.1~100纳米尺度里，研究物质电子、原子和分子内运动规律和特征一项崭新技术。物质在纳米尺度下，显著地表现出许多新特征，而利用这些特征制造含有特定功效药品，称为纳米药品。药品纳米载体是以纳米颗粒（几十~几百纳米）作为药品载体，将药品治疗分子包裹在纳米颗粒之中或吸附在其表面，经过靶向分子与细胞表面特异性受体结合，在细胞摄取作用下进入细胞内，实现安全有效靶向药品输送和基因治疗。靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用第9页◎肿瘤靶向治疗新技术

研究发觉，纳米颗粒因为有足够小纳米尺寸，从而能够从高通透性肿瘤血管中渗出(EPR效应)，进入肿瘤组织，集中在肿瘤周围。一些纳米颗粒经过表面修饰会产生很高抑制肿瘤生长效果，但没有可检测到细胞毒性和体内毒性，其效果已经在肝癌、乳腺癌和胰腺癌动物模型上得到证实。经过纳米技术开发含有靶向性、各种功效药品传输体系，有利于实现肿瘤靶向治疗，并将毒副作用降低到较低水平。从临床治疗角度而言，实现肿瘤低毒性治疗含有划时代意义。

靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用第10页◎主要纳米载体脂质体：磷脂+胆固醇（注射用紫杉醇脂质体）白蛋白纳米粒：人血清白蛋白为载体（内源性、提升免疫功效等）

☆注射用紫杉醇（白蛋白结合型）Abraxane高分子胶束：含有双亲分子特征（全合成或天然材料修饰）脂质纳米粒：脂质材料为载体（起源广泛、价廉易得）其它：纳米乳、纳米囊、纳米球等靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用第11页三、新药研发与案例◎理想靶向制剂应具备：定位浓集控释无毒可生物降解靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用第12页◎紫杉醇及其临床用制剂紫杉醇是一个广谱抗癌药，对各种恶性肿瘤如乳腺癌、卵巢癌、非小细胞肺癌、头颈部肿瘤、胃癌、淋巴瘤等都显示出较必定临床疗效。紫杉醇不溶于水,当前在临床上使用紫杉醇注射液Taxol以聚氧乙烯蓖麻油和无水乙醇作助溶剂（约1：1百分比）。无靶向作用特征聚氧乙烯蓖麻油本身含有生物学效应：1.安全性影响：严重过敏反应；神经毒性；骨髓抑制（协同作用）等2.有效性影响：剂量受限制；非线性消除；量效关系不易预测等3.稀释不稳定性：存在药品析出风险（长时间放置）4.使用不方便性：需使用特殊输液导管，并滴注时间较长（3小时）靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用第13页◎紫杉醇脂质体（被动靶向制剂）Liposomes脂质体=类脂小球=液晶微囊药品被包封于类脂质双分子层内微型泡囊（主要膜材：磷脂+胆固醇）肿瘤靶向性：RES+EPR→细胞膜亲和性靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用第14页◎紫杉醇白蛋白纳米粒Nanoparticles☆白蛋白纳米粒特点：白蛋白亲水性水中可自组装纳米粒疏水区与紫杉醇弱结合冻干制剂优良骨架对药品有稳定作用白蛋白生物学功效靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用第15页注射用紫杉醇（白蛋白结合型)Abraxane平均粒径=130nm紫杉醇白蛋白电子显微镜下纳米粒图靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用第16页☆Abraxane毒性较低Abraxane

在小鼠半数致死剂量（LD50）比Taxol高约1.5倍Abraxane

在动物中骨髓抑制作用及神经毒性均较Taxol轻靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用第17页☆Abraxane肿瘤靶向性Abraxane在肿瘤组织中分布较正常组织高;移植了MX-1人乳癌组织裸鼠接收等剂量Abraxane或Taxol后，裸鼠乳癌组织内紫杉醇浓度Abraxane组比Taxol组高1.33倍。0.00.51.01.5

肿瘤

肌肉心脏

肾脏

肺

脾脏

血液紫杉醇含量百分比(ABX/Taxol)正常组织等剂量Abraxane与Taxol在荷瘤裸鼠组织分布比较

MX-1荷瘤裸鼠20mg/kg（n=5)，给药1h后P<0.008(全部组织）靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用第18页☆Abraxane肿瘤靶向性

荷瘤小鼠接收等剂量Abraxane或Taxol后

肿瘤组织紫杉醇含量比较Abraxane=133XTaxol靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用第19页☆Abraxane疗效提升MX-1人乳腺癌荷瘤小鼠接收等剂量Abraxane与Taxol（30mg/kg）疗效比较靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用第20页☆Abraxane毒性降低等毒性剂量Abraxane与Taxol对不一样荷瘤裸鼠疗效比较

(每组N=5，IVqdx5days)ProstateOvarianLungDesaiN,YaoZ,Soon-ShiongP,etal.Evidenceofenhancedinvivoefficacyatmaximumtolerateddose(MTD)ofnanoparticlepaclitaxel(ABI-007)andTaxolin5humantumorxenograftsofvaryingsensitivitytopaclitaxel[abstract].ProcAmSocClinOncol.;21:116a.Abstract462.靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用第21页☆Abraxane作用机制探讨Abraxane经过其药品中白蛋白、组织细胞膜上白蛋白受体（Gp60）、胞膜上窖蛋白（Caveolin-1)，以及肿瘤组织中SPARC，使其紫杉醇更轻易地聚集在肿瘤组织中在血浆中蛋白（如白蛋白）离开血循环抵达组织（肿瘤组织）主要经过两个路径：细胞旁通道—经过内皮细胞间隙（IntercellularJunction)经过细胞膜上移动小泡（如胞膜窖蛋白Caveolin）作用进行转运（VesiclesTrafficking），将蛋白从细胞膜一侧转运到细胞膜另一侧（Transcytosis）靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用第22页Albumin-MediatesEndothelialTransportofPlasmaConstituents:Thegp60/Caveolin-1Pathway靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用第23页聚氧乙烯蓖麻油抑制Caveolin介导转胞吞作用Abraxane紫杉醇穿过细胞层比Total紫杉醇高4.2倍-methylcyclodextrin能抑制nab-紫杉醇细胞转运,提醒Caveolae可能是主要转运机制Taxol(Cremophor)

nab-paclitaxel

nab+b-methylcyclodextrin4.2XGreaterTransportofNab-Paclitaxel靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用第24页Exploitingthegp60PathwaytoPreferentiallyFeedtheTumorAlbumin-BoundPaclitaxel

靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用第25页紫杉醇白蛋白纳米粒激活Gp60-caveolae胞膜转运路径EndothelialCellCaveolaecontainingfluorescentPaclitaxelDesaietalSABC,靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用第26页SPARC（SecretedProteinthatisAcidicandRichinCysteine）富含半胱胺酸酸性分泌型蛋白和肿瘤关系肿瘤细胞分泌见于各种恶性肿瘤中和肿瘤预后相关，SPARC含量越高，预后越差靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用第27页Chinetal:IntJourCancer,头颈部肿瘤SPARC表现与预后关系靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用第28页SPARC+stromaSPARC–tumorcells靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用第29页12/188patientswithmelanomas≤0.75mmrelapsedSPARC(osteonectin)stainingwascarriedoutintheseprimarytumorsandtumorsfrom24patientswhodidnotrelapseOverallSPARCstaining(n=36)Negative: 36%1-50%ofcells: 50%>50%ofcells: 14%HumanPathology30:339,1999靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用第30页靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用第31页BreastTumorSectionstainedforSPARC,20XNormalBreastTissuestainedforSPARC,20XSPARCisOver-expressedInHumanBreastCa.

Dataonfile,AmericanBioScience,Inc靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用第32页靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用第33页AlbuminSPARCTissueCo-LocalizationIntracellularCo-LocalizationSPARC与白蛋白关系

在MX-1乳癌组织中SPARC与白蛋白展现共位点Dataonfile:AmericanBioScience,Inc靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用第34页

在发生乳腺上皮癌变(MX-1)组织能较正常乳腺上皮(HMEC)检测到更多SPARC。尽管大多数SPARC在细胞内，经过聚焦显微镜和非透化性细胞表面染色观察，发觉大量SPARC在细胞表面。箭头表示表面相关SPARC。HMECMX-1MX-2SPARC共焦MX-1SPARC表面染色MX-1细胞SPARC表示靶向药物与纳米技术在新药研发中的应用第35页SPARC表示与ABX疗