主动靶向策略介绍课件

抗肿瘤载药体系的主动靶向策略陈天翔2013.07.191A抗肿瘤载药体系的主动靶向策略陈天翔1A目录靶向简介载体主动靶向策略及文献分析2A目录靶向简介2A各类肿瘤的治疗方法手术局部治疗切除已知肿瘤放疗局部杀灭快速分化的肿瘤细胞化疗细胞毒药物杀灭迅速分化的肿瘤细胞靶向治疗特异性抑制肿瘤生长关键途径免疫治疗激发机体特异性免疫应答3A各类肿瘤的治疗方法手术放疗化疗细胞毒药物靶向治疗免疫治疗传统化疗的缺点耐药性毒副反应明显某些肿瘤治疗困难缺陷非特异性杀伤大多数化疗药物由于缺乏对肿瘤细胞的特异性,常规治疗剂量即会对正常组织器官产生显著的毒副作用，给治疗带来困难。4A传统化疗的缺点耐药性毒副反应明显某些肿瘤治疗困难缺陷非特异性靶向药物的优势杀灭化疗不敏感或耐药的细胞毒性相对较低化疗药物协同优势选择性杀伤靶向载体系统经过合理有效的设计和构建后能够有效地输送药物到达肿瘤部位，达到特异性靶向输送药物的目的，减少了药物在正常组织中的分布，降低了药物的毒副作用，同时大幅提高药物的生物利用度。5A靶向药物的优势杀灭化疗不毒性相对较低化疗药物协同优势选择性杀靶向药物制剂靶向给药系统(target-orienteddrugdeliverysystem,简称TODDS)又称靶向制剂，是借助载体、配体或抗体将药物通过局部给药、胃肠道或全身血液循环而选择性地浓集于靶组织、靶器官、靶细胞或细胞内结构的制剂。一级靶向二级靶向三级靶向到达特定的器官或组织到达器官或组织内的特定的细胞（如肿瘤细胞而不是正常细胞，肝细胞而不是Kupffer细胞）到达靶细胞内的特定的细胞器（例如溶酶体）6A靶向药物制剂靶向给药系统(target-oriented靶向分类抗肿瘤药物载体的靶向策略被动靶向：利用实体瘤组织的高通透性和滞留效应（EnhancedPermeabilityandRetentioneffect,EPR效应），可实现药物载体被动靶向肿瘤部位。主动靶向：采用新技术/工艺制备针对某一实体瘤的靶向分子，它能引导药物最大限度地输送至并选择性浓集于靶器官、靶组织、靶细胞的给药系统，达到低毒高效的治疗效果。实体瘤高通透性和滞留效应，EPR效应是指表面经修饰后的药物微粒给药系统，不被单核吞噬系统识别CellMicro-particles7A靶向分类抗肿瘤药物载体的靶向策略被动靶向：利用实体瘤组织的高被动靶向被动靶向给药制剂经静脉注射后，在体内的分布首先取决于微粒的粒径大小。通常小于50nm的纳米囊与纳米球缓慢积集于骨髓；小于7μm时一般被肝、脾脏器官中的巨噬细胞所摄取；大于7μm的微粒通常被肺的最小毛细血管床以机械滤过的方式截留，被单核白细胞摄取进入肺组织或肺气泡。除粒径外，微粒表面的性质如荷电性疏水性表面张力等对药物的体内分布也起着重要作用。

表面带负电荷的微粒易被肝脏摄取；

表面带正电荷的微粒易被肺摄取。8A被动靶向被动靶向给药制剂经静脉注射后，在体内的分布首先取决于主动靶向载体介绍脂质体是将药物包封于类脂质双分子层内形成的微型泡囊。聚合物纳米粒由各种生物相容性聚合物制成，粒径在10-1000nm。药物被包裹在载体膜内称为纳米囊，药物分散在载体基质中称为纳米球。嵌段共聚物胶束是球形纳米化两亲性共聚物的超分子载体，粒径10-100nm。胶团中心包裹疏水药物，其亲水性外壳可使胶团分散于水中。树突体是合成的多分枝的单分散性大分子。当分子量增加到一定程度时形成球状，中心空穴可包裹药物，外壳多分枝可作为主动靶向因子的连接点。9A主动靶向载体介绍聚合物纳米粒由各种生物相容性聚合物制成，粒径主动靶向策略主动靶向体外刺激靶向型：某些药物载体本身的物化性质对外部环境的改变有良好的响应性，使载体材料的物化性质发生改变或者结构遭到破坏，继而释放其携带的抗肿瘤药物，达到主动靶向肿瘤部位的目的。多功能型：通过包埋、偶联等方式，将上述几种靶向类型相应的功能材料集合，可以使之成为All-in-one的多功能药物传输系统，可以在肿瘤疾病诊断的同时发挥治疗的作用，更大程度上发挥其智能化的优势，减少药物的不良反应给患者带来的痛苦。体内刺激靶向型：载体在正常组织细胞中具有较高的稳定性或结构完整性，而载体到达肿瘤部位后由于周围环境的改变其稳定性或完整性被破坏，在肿瘤部位释放携带的药物，实现药物在肿瘤部位的富集，达到靶向输送的目的。生物导向型：药物载体表面嫁接配体，携带抗肿瘤药物进入肿瘤组织，依靠受配体之间特异性识别效果，药物载体可大量聚集于细胞表面继而引起细胞内化。此策略不仅实现药物靶向输送，且由于细胞与载体间的特异性反应大大增加细胞内吞载体的数量。10A主动靶向策略主动靶向体外刺激靶向型：某些药物载体本身的物化性生物导向型适配子生物小分子某些维生素、单糖、小分子蛋白等来源于机体，不但受配体间特异性反应强，免疫原性低，不良反应小，例如叶酸、氯代毒素。寡肽以精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)三肽为代表的寡肽序列。可用噬菌体展示技术筛选。(Phagedisplay)适配子实质上是一段寡核苷酸序列，其与靶物质结合过程类似抗原抗体反应。可用SELEX技术筛选。生物导向型11A生物导向型适配子生物小分子某些维生素、单糖、小分子蛋白等来源适配子适配子与配体间有较大的接触面积，能形成许多潜在的结合位点，这一优势使适配子能识别配体间如一个甲基或羟基的极细微的差别，使得其与靶分子的结合具有亲和力高、特异性强的特点。SELEX筛选技术流程因此，适配子所能结合的靶分子远远多于抗体，除了蛋白质、核苷酸(DNA或RNA)大分子外，还可以是药物小分子(辅因子、生长因子、类固醇和糖类)，甚至连很难用做半抗原的毒素和朊病毒也能被适配子特异性识别。12A适配子适配子与配体间有较大的接触面积，能形成许多潜在的结合位PANS.2009;105(45):17356-17361.作者制备了前列腺特异性膜抗原的适配子，而前列腺癌组织能够高表达前列腺特异性膜抗原。将此适配子与聚乳酸-羟基乙酸共聚物纳米球通过聚乙二醇相连接，利用适配子与抗原的特异性结合，载体输送铂类化合物用于前列腺癌的治疗取得了良好的治疗效果。13APANS.2009;105(45):17356-1736寡肽近年来，寡肽用于靶向输送抗肿瘤药物关注较多的是精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)三肽。该肽段可以与在肿瘤细胞表面高表达的整合素αγβ-3结合，不仅表现出抑制肿瘤生长的作用，且具有靶向性标记肿瘤和输送抗肿瘤药物的作用。除了RGD等简单的短肽，更多的靶向型短肽可以通过噬菌体展示技术（PhageDisplay）筛选获得：采用多轮筛选，每一轮过后，被目标蛋白吸附的噬菌体被洗脱下来，将其进一步感染新鲜宿主菌，从而使与目标蛋白有吸附作用的噬菌体得到大量扩增，用于下一轮的竞争筛选，作用力更强的噬菌体将被保留下来，直到获得令人满意的噬菌体克隆。14A寡肽近年来，寡肽用于靶向输送抗肿瘤药物关注较多的是精氨酸-甘Mol.Pharmaceutics2011,8,1720-1728.以原位pVIII-寡肽融合蛋白为亲和配基，利用pVIII的两亲性与脂质体自组装形成纳米复合物，既可省去化学合成寡肽配基的程序，降低成本，又可利用融合蛋白的结构特性，特定靶向病灶部位或肿瘤细胞。15AMol.Pharmaceutics2011,8,17Mol.Pharmaceutics2011,8,1720-1728.MCF-7细胞特异性结合能力MCF-7特异性噬菌体脂质体靶向细胞（含噬菌体融合蛋白靶向分子）(B)MCF-7特异性噬菌体脂质体靶向细胞和非特异性C166-GFP细胞（脂质体）(C)非特异性C166-GFP细胞及NIH3T3细胞（含噬菌体融合蛋白靶向分子）(D))非特异性C166-GFP细胞及NIH3T3细胞（脂质体）16AMol.Pharmaceutics2011,8,17生物小分子叶酸：叶酸受体在正常组织中的表达高度保守，只在肺、肾、脉络膜、胎盘中有低到中等水平表达，但是在大部分恶性肿瘤中，如卵巢癌、子宫内膜癌、肺癌、肾癌、乳腺癌、结肠癌和鼻咽癌中均高度表达，有时可比正常组织高出20~300倍。蝎氯毒素：是一类能特异阻断神经胶质瘤氯电流的短链蝎毒素。它们具有高度的同源性、保守的基因序列。其中，氯代毒素Chlorotoxin(Cltx)能与神经胶质瘤细胞特异相互作用,并抑制其侵袭与转移.17A生物小分子叶酸：叶酸受体在正常组织中的表达高度保守，只在肺、J.Mater.Chem.

2011,21,5786-5794.18AJ.Mater.Chem.

2011,21,5786J.Mater.Chem.

2011,21,5786-5794.偶联有叶酸靶向分子的化学交联稳定的生物可降解PEG-PLA聚合物胶束用于抗癌药物紫杉醇的肿瘤细胞靶向释放。结果表明通过化学交联可有效提高胶束药物的稳定性，可望解决胶束药物在注射到体内后易早释的问题。偶联有叶酸靶向分子的交联的胶束药物在短时间内（12小时）产生比自由的紫杉醇药物更高的药效，结合交联和主动靶向可望有效提高胶束药物的肿瘤靶向治疗效果。

首先利用半胱胺盐酸盐，偶氮二异丁腈（AIBN）及二甲基酰胺（DMF）活化PLA-PEG共聚物，制备出PLA-PEG-氨基化的聚合物；再在DMSO，DCC及NHS混合溶液中激活叶酸羧基，叶酸的活化羧基与PLA-PEG-氨基键合，形成PLA-PEG-FA共聚物。其次，自组装形成PLA-PEG-FA和PEG-PAC-PLA共聚物。再利用UV紫外使PLA-PEG-FA和PEG-PAC-PLA交联固化，形成致密型胶束。19AJ.Mater.Chem.

2011,21,5786体内刺激靶向型载体在正常组织细胞中具有较高的稳定性或结构完整性，而载体到达肿瘤部位后由于周围环境的改变其稳定性或完整性被破坏，在肿瘤部位释放携带的药物，实现药物在肿瘤部位的富集，达到靶向输送的目的。体内刺激类型pH敏感型酶靶向型正常组织pH在7.4左右，而肿瘤细胞由于在无氧状态下进行高的糖降解速率，产生的乳酸大量堆积于肿瘤部位，使得细胞周围处于弱酸环境，其pH在6.0~7.0之间。细胞外基质的降解是肿瘤细胞侵袭转移的前提，基质金属蛋白酶是一种蛋白裂解酶，在肿瘤细胞表面高水平表达，它几乎能降解细胞外基质中的各种蛋白成分，破坏肿瘤细胞侵袭过程中的组织学屏障，在肿瘤侵袭转移中起关键性作用。20A体内刺激靶向型载体在正常组织细胞中具有较高的稳定性或结构完整pH敏感型利用pH变化制备pH依赖型药物载体，使其在血液循环中结构保持完整不释放药物，而到达肿瘤部位后，弱酸性环境使载体崩解或结构发生变化而释放药物。以pH敏感的胶束为例，聚合物胶束主要是通过双亲的嵌段或接枝共聚物自组装形成胶束制备而成。共聚物中含对pH响应的聚合物链段。pH响应的聚合物链段可以分成两类：质子化的聚合物和酸不稳定的聚合物。质子化的聚合物是带胺基、吡啶或者咪唑基等碱性基团的弱碱性聚合物或带羧酸基团的弱酸性聚合物。当pH发生改变时,这类聚合物的离子化状态发生改变,导致它们在水中的溶解性发生变化。质子化的聚合物是带胺基、吡啶或者咪唑基等碱性基团的弱碱性聚合物或带羧酸基团的弱酸性聚合物。最常用的弱碱性聚合物如聚(二乙基胺基乙基甲基丙烯酸酯)[PDEA]、聚(乙烯基吡啶)[PVP]、聚组氨酸[PHis]和聚(β-胺基酯)[PbAE]。这些聚合物在碱性和中性条件下不溶于水，而在酸性条件下，碱性基团发生质子化而带有正电荷，使聚合物溶于水。带羧基的弱酸性聚合物主要是聚(2-烷基丙烯酸),如聚(2-甲基丙烯酸)、聚丙烯酸、聚(2-乙基丙烯酸)和聚(2-丙基丙烯酸)。与弱碱性的聚合物不同，它们在酸性条件下质子化后不溶于水，而在碱性条件下溶于水。21ApH敏感型利用pH变化制备pH依赖型药物载体，使其在pH敏感型酸不稳定的聚合物：目前常用的在酸性条件下快速水解的化学键有腙键、乙二缩醛键、β-羧酸酰胺键、原酸酯键等。用能快速水解的腙键(-NH-N=)把疏水的阿霉素(DOX)连接到亲水的PEG-聚冬氨酸的嵌段共聚物上,形成键合物,使得聚冬氨酸链段变成疏水链段。双亲的嵌段共聚物在中性条件下形成胶束。但在pH5.0左右的酸性溶液中,腙键断裂,聚合物变为亲水而导致胶束溶解,释放出药物。22ApH敏感型酸不稳定的聚合物：目前常用的在酸性条件下快速水解的BioconjugateChem.2009,20,1163-117023ABioconjugateChem.2009,20,11BioconjugateChem.2009,20,1163-1170作者利用苯甲酰亚胺接头分子合成了具有pH敏感的两亲性聚合物胶束，利用此胶束包埋抗肿瘤药物阿霉素。该体系中当pH在6.5~7.0时，体系部分崩解，pH在6.0时，体系完全崩解，溶酶体膜层结构被破坏，药物被快速释放。此靶向载体的设计应用实现了药物在肿瘤细胞外部以及胞内溶酶体pH环境下的可控释放。24ABioconjugateChem.2009,20,11酶靶向型聚乙二醇通过肽段与二油酰磷脂酰乙醇胺相连接，形成PEG-肽-二油酰磷脂酰乙醇胺三元结合物(PPD)，将此结合物连接于基因药物载体运送基因药物。体内实验表明其治疗效果依赖于各肿瘤组织表达基质金属蛋白酶量的多少，其原因在于此结合物载体到达肿瘤部位后，基质金属蛋白酶可切断聚乙二醇与二油酰磷脂酰乙醇胺的肽段连接，使药物载体失去聚乙二醇的保护在肿瘤部位积聚，提高了局部药物浓度，实现了药物靶向输送肿瘤部位的效果。GeneTher.2006;14(1):68-77.25A酶靶向型聚乙二醇通过肽段与二油酰磷脂酰乙醇胺相连接，形成P体外刺激靶向型热敏感型光敏感型在特定波长的光照射下材料的特性发生变化。磁感应型将磁性物质引入载体基质中，制备得到磁性纳米颗粒，在外加磁场的作用下，药物载体可以随血液循环聚集到肿瘤组织。热疗是通过加热使肿瘤组织的温度达到40~44℃，引起肿瘤细胞生长受阻与死亡，热疗与载体相结合后，形成热敏感型靶向载体。体外刺激26A体外刺激靶向型热敏感型光敏感型在特定波长的光照射下材料的特性热敏感型以温度为触发机制，载体在正常体温时能够稳定携带药物在体内长期循环，一旦到达肿瘤加热部位，温度升高，载体稳定性改变，在加热部位沉积下来或其中携带的药物渗漏出来，导致肿瘤部位药物浓度增加，从而达到靶向治疗的目的。聚N-异丙基丙烯酰胺(poly(N-isopropylacrylamide),PNIPAM)是一种具有低临界溶解温度的热敏型高分子。在温度超过其临界点温度(32℃)时，其水溶液会发生相变行为，高分子经历由线形构象到球形构象的转变，进而引起本身由亲水性向疏水性转变，使得高分子在水溶液中发生聚集沉淀。N-异丙基丙烯酰胺聚乙烯基己内酰胺27A热敏感型以温度为触发机制，载体在正常体温时能够稳定携带药物在JournalofControlledRelease115(2006)46-56聚异丙基丙烯酰胺和聚二甲基丙烯酰胺所合成的共聚物具有在40℃左右的低临界溶解温度。当外界温度低于LCST时，（IPAAm-co-DMAAm）共聚物与水之间的互相作用主要是酰胺基团与水分子间的氢键作用。由于范德华力和氢键作用，IPAAm-co-DMAAm分子周围的水分子形成了一种由氢键链接的稳定的五边形等结构，此时溶剂化壳层的有序化程度较高。28AJournalofControlledRelease热敏感型随着温度上升，分子内与分子间的疏水作用加强，部分氢键被破坏，IPAAm-co-DMAAm分子亲水部分的溶剂化层被破坏，水分子从溶剂化层排出，产生相变，从而表现为温敏性。文章结果表明当温度高于LCST时，药物释放速度加快，40h左右，在42.5℃释放将近100%，而37℃只有20%。29A热敏感型随着温度上升，分子内与分子间的疏水作用加强，部分氢键磁感应型此靶向策略利用磁物质良好的外磁场响应性，在肿瘤部位载体相互吸引聚集，实现了肿瘤部位载体的富集靶向。磁性载药白蛋白微粒磁性脂质体磁性载药纳米微粒现有的磁性靶向制剂研究30A磁感应型此靶向策略利用磁物质良好的外磁场响应性，在肿瘤部位载Adv.Funct.Mater.2011,21,3446–3453