本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料領(lǐng)域,具體涉及一種靶向光熱治療聯(lián)合免疫治療抗腫瘤復(fù)合制劑及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù):
癌癥對于人類的威脅與日俱增,且癌癥的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移仍是傳統(tǒng)治療手段仍需面對的問題,因此,尋找更新、更加全面的治療手段是十分必要的。傳統(tǒng)的手術(shù)治療、放射療法和化學(xué)療法存在可能損傷機(jī)體正常組織及其他副作用的缺點(diǎn),從而限制了其對癌癥的治療效果。近年來,以利用近紅外光熱轉(zhuǎn)換的光熱治療(photothermal therapy, PTT)迅速發(fā)展為繼傳統(tǒng)化療、放療、手術(shù)治療之后又一新型腫瘤治療技術(shù)。光熱治療的基本原理是利用在腫瘤部位聚集的光熱材料,通過激光照射,光熱轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的高熱量,可使腫瘤局部溫度升高(42℃以上),從而造成腫瘤細(xì)胞損傷,甚至熱消融消除腫瘤細(xì)胞,達(dá)到治療癌癥的目的。由于,光熱治療是基于將光熱材料靶向傳輸?shù)侥[瘤部位,然后選擇性對腫瘤部位進(jìn)行激光照射,從而極大地降低了對機(jī)體其他正常組織毒副作用使得全身系統(tǒng)毒性極大降低,因此,光熱治療是一種極具發(fā)展情景的腫瘤治療技術(shù)。其中,光熱材料能否成功靶向腫瘤部位且在腫瘤部位細(xì)胞位點(diǎn)上有較強(qiáng)近紅外光吸收,并能高效率的實(shí)現(xiàn)光熱轉(zhuǎn)換是成功實(shí)施PTT的關(guān)鍵。
目前,被廣泛研究的光熱材料主要包括無機(jī)材料和有機(jī)材料。其中,包括主要集中于以金、銀、鈀等為基礎(chǔ)的新型金屬納米粒、以銅為基礎(chǔ)的半導(dǎo)體納米粒材料以及以碳為基礎(chǔ)的石墨烯、碳管的無機(jī)材料運(yùn)用于光熱治療時(shí)存在很多不可忽略的問題,如金屬納米離子的生物代謝差、在機(jī)體內(nèi)不易消除而可能還存在長期毒性以及碳納米材料的生物毒性等。而與其相比,含有發(fā)色團(tuán)并且在經(jīng)紅外區(qū)域有較強(qiáng)的光吸收的有機(jī)光熱分子因其良好的生物相容性、光學(xué)穩(wěn)定性、較高的光熱轉(zhuǎn)換效率等優(yōu)勢而備受研究者關(guān)注。但是,單純的有機(jī)小分子應(yīng)用于光熱治療仍然存在著一些不可避免的問題,比如化學(xué)穩(wěn)定性差、易發(fā)生光漂白以及在體內(nèi)靶向性差,不能在腫瘤部位較長時(shí)間滯留,通過靜脈給藥后藥物很快被代謝清除,不能達(dá)到有效的PTT濃度。因此,研究發(fā)現(xiàn)將有機(jī)光熱小分子與其他高分子通過聚集體的形式形成膠束或者泡囊時(shí),可以有效地提高有機(jī)小分子的穩(wěn)定性,以及對腫瘤部位的靶向性。
屬于碳菁類染料一類的吲哚菁綠(ICG)是由美國食品和藥物管理局批準(zhǔn)可以用于臨床近紅外成像的有機(jī)光熱分子,但由于ICG水溶性差,且穩(wěn)定性較差,亦會在血中與蛋白結(jié)合而降低進(jìn)入癌細(xì)胞的量,從而限制了ICG在光熱治療中的應(yīng)用。針對ICG的這些缺陷,有研究者設(shè)計(jì)了一種采用非共價(jià)鍵形成的磷脂聚乙二醇-吲哚菁綠的膠束,可延長吲哚菁綠在腫瘤局部滯留時(shí)間,使吲哚菁綠在腫瘤內(nèi)的富集量明顯提高,從而使光熱效果更加顯著(X Zheng,D Xing,F(xiàn) Zhou et al.Mol.Pharm,2011,8:447~456)。此外,有報(bào)道一種由卟啉-磷脂雙分子層自組裝形成的納米顆粒(Porphysome),這種納米顆粒具有廣泛可調(diào)性吸光系數(shù)、結(jié)構(gòu)依賴性的熒光自淬滅特性和獨(dú)特的光熱及光聲特性。研究人員利用該納米粒實(shí)現(xiàn)了對淋巴系統(tǒng)的感光成像,并生成了低背景的熒光圖像。通過靜脈給藥的方式在小鼠體內(nèi)該納米顆粒具有極好的酶生物降解性,急性毒性極低,有好的生物安全性。進(jìn)一步的動物試驗(yàn)也表明這種納米顆粒具有良好的腫瘤靶向性,在激光照射誘導(dǎo)下,可使小鼠的腫瘤因產(chǎn)生光熱效應(yīng)而被清除。
Cypate分子中擁有兩個(gè)羧基,可以同時(shí)連接多肽兩端形成對酶穩(wěn)定的環(huán)狀結(jié)構(gòu),因此,可有效避免光熱試劑在到達(dá)靶位之前脫落,提高了穩(wěn)定性,而且Cypate在近紅外區(qū)能產(chǎn)生熒光并具有光熱效應(yīng),故在研究中受到重視。但Cypate的疏水性強(qiáng),靶向性差,在腫瘤部位滯留時(shí)間短,易在體內(nèi)清除。因此,開發(fā)生物相容性好、靶向性好、光熱轉(zhuǎn)換效率高的包載光熱試劑Cypate脂質(zhì)體在腫瘤光熱治療上更具應(yīng)用價(jià)值。
此外,免疫治療是近年來備受關(guān)注的另一種新型治療手段。與其他治療手段不同,免疫治療的原理是通過激發(fā)機(jī)體的免疫功能,增強(qiáng)對腫瘤細(xì)胞的免疫識別功能來從根本上清除腫瘤細(xì)胞。盡管許多研究表明機(jī)體中的細(xì)胞免疫和體液免疫均對腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生免疫應(yīng)答,但由于免疫治療發(fā)揮作用周期長,需要花時(shí)間等待才能啟動對腫瘤細(xì)胞的生長抑制作用,故抑制惡性腫瘤生長和發(fā)展的效果不理想。因此,免疫治療需要聯(lián)合其他治療手段來達(dá)到抗腫瘤的目的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種靶向光熱治療聯(lián)合免疫治療抗腫瘤復(fù)合制劑的制備、表征以及聯(lián)合應(yīng)用。該復(fù)合制劑能利用光熱效應(yīng)治療實(shí)體瘤,并通過啟動自身免疫,進(jìn)一步清除殘余的腫瘤細(xì)胞,提高抗腫瘤效果,達(dá)到預(yù)防腫瘤復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移的效果。
本發(fā)明主要是一方面通過包載光熱材料的脂質(zhì)體,通過EPR效應(yīng),以被動靶向作用傳輸?shù)侥[瘤部位,在近紅外光的照射下產(chǎn)生的光熱效應(yīng),對腫瘤產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性損傷,另一方面利用免疫原阿霉素-牛血清白蛋白(ADM-BSA)非特異地激活機(jī)體的免疫功能,產(chǎn)生抗ADM多克隆抗體,再應(yīng)用分子橋透明質(zhì)酸-阿霉素(HA-ADM),由于HA可特異性地于腫瘤細(xì)胞表面的特異性受體結(jié)合,可形成“腫瘤細(xì)胞—HA-ADM—抗ADM多克隆抗體”復(fù)合物,從而增強(qiáng)免疫系統(tǒng)對腫瘤細(xì)胞的免疫識別能力,同時(shí)未結(jié)合的HA-ADM還可以發(fā)揮主動靶向化療作用,從而達(dá)到更好的抗腫瘤效果。故本發(fā)明基于EPR效應(yīng)、配體-受體、抗原-抗體特異性靶向作用,具有被動靶向、主動靶向和免疫治療的三重靶向治療作用的特點(diǎn),腫瘤復(fù)發(fā)抑制率從低濃度的20%,提高至高濃度的60%,能夠更為高效地治療癌癥。
為達(dá)到上述發(fā)明目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種靶向光熱治療聯(lián)合免疫治療抗腫瘤復(fù)合制劑,由Cypate脂質(zhì)體、ADM-BSA以及HA-ADM組成;Cypate脂質(zhì)體是一種具有良好近紅外光熱效應(yīng)和光熱治療效果的包載光熱試劑的脂質(zhì)體,利用脂質(zhì)成分形成穩(wěn)定的類似細(xì)胞膜的脂質(zhì)體結(jié)構(gòu),包載疏水性有機(jī)光熱材料Cypate于脂質(zhì)雙分子層中,其粒徑為80~200nm,優(yōu)選100~120nm,包封率高且化學(xué)穩(wěn)定性好,具有良好的光熱效應(yīng)。脂質(zhì)體可以為磷脂、膽固醇自組裝產(chǎn)物形成的給藥系統(tǒng),與Cypate協(xié)同性好,能有效提高被包裹藥物的穩(wěn)定性及其靶向性,改善藥物的溶解度或延長血液循環(huán)時(shí)間,通過EPR效應(yīng),發(fā)揮被動靶向作用,增加藥物在腫瘤部位的蓄積,降低對正常組織毒副作用。
上述技術(shù)方案中,所述ADM-BSA的結(jié)構(gòu)式為:
所述HA-ADM的結(jié)構(gòu)式為:
。
上述靶向光熱治療聯(lián)合免疫治療抗腫瘤復(fù)合制劑的制備方法,包括以下步驟:
(1) 將磷脂、膽固醇和Cypate置于反應(yīng)器中,加入有機(jī)溶劑,密閉攪拌,得到混合物;水浴下,混合物在攪拌后,超聲處理;然后在攪拌條件下加入純化水,繼續(xù)水浴攪拌3~8 min后,超聲處理;再繼續(xù)攪拌10~20min;然后去除有機(jī)溶劑,即得Cypate脂質(zhì)體;
(2) 將PBS溶液加入BSA中,得到BSA溶液;將ADM.HCl溶解于PBS和DMF混合溶液中,得到ADM溶液;混合BSA溶液與ADM溶液,然后以3~5滴/min的滴速滴加戊二醛溶液,室溫下避光反應(yīng);反應(yīng)完成后于4℃下離心處理,取上清,于4℃下,透析;透析完成后,取出透析袋內(nèi)液,凍干即為ADM-BSA;
(3)將HA加入純水中,然后加入EDC與NHS,攪拌下,室溫避光反應(yīng)7.5~8.5小時(shí),然后離心處理得到上清;將ADM.HCl溶解于純化水得到ADM溶液;然后將ADM溶液滴加入上清中,攪拌下,避光反應(yīng)10~14小時(shí),然后離心處理,取上清進(jìn)行純水透析;透析完成后,取出透析袋內(nèi)液,凍干即為HA-ADM;
所述靶向光熱治療聯(lián)合免疫治療抗腫瘤復(fù)合制劑由Cypate脂質(zhì)體、ADM-BSA以及HA-ADM組成。
上述技術(shù)方案中,將磷脂、膽固醇和Cypate置于反應(yīng)器中,加入無水乙醇和乙酸乙酯,密閉攪拌,得到混合物;水浴加熱,混合物在攪拌溶解后超聲處理;然后在攪拌條件下,開蓋加入純化水,迅速密閉,繼續(xù)水浴攪拌3~8 min乳化后,超聲處理;再繼續(xù)攪拌10~20min至徹底乳化;然后開蓋,水浴繼續(xù)攪拌去除有機(jī)溶劑,即得Cypate脂質(zhì)體;所述Cypate脂質(zhì)體為顆粒物,粒徑為80~200nm,優(yōu)選100~120 nm;所述Cypate脂質(zhì)體中,Cypate位于脂質(zhì)體雙分子層中。
上述技術(shù)方案中,將脂質(zhì)成分及Cypate按質(zhì)量比25:2加入有機(jī)溶劑中。密閉攪拌,待全部溶解后,水浴攪拌下,加入純化水,仍密閉攪拌,超聲乳化后,開蓋繼續(xù)攪拌揮發(fā)有機(jī)溶劑至直至揮發(fā)完全。磷脂可以是大豆磷脂,也可以是其他脂質(zhì)比如卵磷脂。Cypate能高效的被包裹在脂質(zhì)體雙分子中,且脂質(zhì)成分在水相中維持在一定的濃度,使得形成的脂質(zhì)體較為穩(wěn)定。
本發(fā)明公開的Cypate脂質(zhì)體的制備方法中,加入的有機(jī)溶劑可以是無水乙醇和乙酸乙酯,也可以是其他單一有機(jī)溶劑或混合溶劑,選擇溶劑為能溶解脂質(zhì)和Cypate且揮發(fā)性較好的有機(jī)試劑。
優(yōu)選的,處方和工藝制備去除有機(jī)溶劑,然后進(jìn)行超濾處理即得光熱試劑Cypate脂質(zhì)體;超濾處理時(shí)截留分子量為100 kD,轉(zhuǎn)速為4000~6000,反復(fù)超濾3次以上,對上述Cypate脂質(zhì)體進(jìn)行濃縮。
上述技術(shù)方案中,步驟(1)中,磷脂、膽固醇的質(zhì)量和與疏水性有機(jī)光熱材料的質(zhì)量比為25∶2;有機(jī)溶劑為無水乙醇和乙酸乙酯混合液等;所述混合物中,磷脂的濃度為2mg/mL,膽固醇的濃度為0.5mg/mL,采用揮發(fā)的方式或純化水透析的方式去除有機(jī)溶劑,水浴的溫度為45℃~50℃,攪拌轉(zhuǎn)速為1250 r·min-1;步驟(2)中,PBS和DMF混合溶液中,PBS與DMF等體積;所述戊二醛溶液中戊二醛的質(zhì)量濃度為22~28%;所述BSA、ADM.HCl、戊二醛的質(zhì)量比為1∶(50~90)∶(6~8);透析至紫外檢測至透析外液在480 nm處吸收峰消失即完成透析;步驟(3)中,HA、EDC、NHS的摩爾比為1∶20∶20;攪拌速率為120 r·min-1;離心處理工藝為8000 r·min-1離心10 min,純水透析至接收液在480nm處無紫外吸收后即完成透析。
優(yōu)選的,步驟(1)中,磷脂、膽固醇和疏水性有機(jī)光熱材料的質(zhì)量比為4∶1∶0.4;無水乙醇和乙酸乙酯混合液中,無水乙醇和乙酸乙酯的體積比為3∶1;磷脂、膽固醇和疏水性有機(jī)光熱材料的質(zhì)量和與純化水的質(zhì)量比為3∶100;于37℃下,在750 r·min-1的攪拌速度下采用揮發(fā)的方式去除有機(jī)溶劑;超聲處理時(shí)間為1分鐘;步驟(2)中,所述戊二醛溶液中戊二醛的質(zhì)量濃度為25%;以4滴/min的滴速滴加戊二醛溶液;室溫下避光反應(yīng)時(shí)間為6小時(shí);4℃下離心處理時(shí)的轉(zhuǎn)速為3000 r·min-1,時(shí)間為10 min;步驟(3)中,將HA加入純水中,然后加入EDC與NHS,攪拌下,室溫避光反應(yīng)8小時(shí),然后離心處理得到上清;純水透析時(shí),24小時(shí)換一次接收液。
上述技術(shù)方案中,步驟(2)中,戊二醛的稀釋度和滴加速度和攪拌速率尤為重要,稀釋度過小、滴加過快以及攪拌過快均會導(dǎo)致大量沉淀產(chǎn)生;步驟(3)中HA的活化時(shí)間和反應(yīng)溫度對HA-ADM產(chǎn)率影響較大,在本發(fā)明公開的活化時(shí)間以及反應(yīng)溫度下,HA-ADM產(chǎn)率最高,重復(fù)單元根據(jù)透明質(zhì)酸而定。
上述技術(shù)方案中,制備光熱試劑時(shí),乳化時(shí)水浴溫度為45℃~50℃,揮發(fā)有機(jī)溶劑時(shí)水浴溫度為37℃;乳化時(shí),攪拌速度為1250 r·min-1,揮發(fā)去除溶劑時(shí)的攪拌速度為750 r·min-1。制備工藝較為簡單且可控,將脂質(zhì)成分與藥物Cypate溶解于少量有機(jī)溶劑中,然后按3:100比例加入水相,通過攪拌(轉(zhuǎn)速為1250 r·min-1),超聲的方式進(jìn)行乳化,使得制得脂質(zhì)體的批間差異小,重復(fù)性好;乳化時(shí)水浴溫度可增加脂質(zhì)在有機(jī)相中的溶解度,但溫度過高則可能引起脂質(zhì)氧化和光熱試劑Cypate變性;反應(yīng)溫度以及攪拌速率的不同對于脂質(zhì)體的形成以及包裹的穩(wěn)定性有影響,本發(fā)明方法使Cypate經(jīng)脂質(zhì)體包裹后化學(xué)穩(wěn)定性良好,在pH 5.0、pH 7.4、細(xì)胞培養(yǎng)基及血清中,Cypate在48 h內(nèi)紫外吸收變化均小于10 %,明顯改善了游離Cypate的化學(xué)穩(wěn)定性。以Cypate為計(jì),濃度在1.0~25.0 μg·mL-1范圍內(nèi),相同濃度下,Cypate脂質(zhì)體在1.5 W/cm2激光照射(785 nm)下,5分鐘內(nèi)升溫效果明顯優(yōu)于游離Cypate,如在2.0 μg·mL-1時(shí),Cypate脂質(zhì)體比游離Cypate升溫更好,可增加升溫15℃,光熱轉(zhuǎn)換效率明顯提高;取得了意想不到的技術(shù)效果。
本發(fā)明的Cypate脂質(zhì)體有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、生物相容性、腫瘤被動靶向性,可對荷瘤小鼠進(jìn)行高效光熱治療,產(chǎn)生顯著的腫瘤細(xì)胞消除效果;本發(fā)明研發(fā)了生物相容性好,化學(xué)穩(wěn)定性良好的納米級微粒給藥系統(tǒng)脂質(zhì)體,將Cypate包載在脂質(zhì)雙分子層中,從而能夠被動靶向腫瘤部位,并在近紅外光激發(fā)下產(chǎn)生顯著光熱效應(yīng),從而抑制腫瘤細(xì)胞生長,甚至達(dá)到消除腫瘤細(xì)胞的治療效果。因此本發(fā)明還公開了光熱試劑Cypate脂質(zhì)體在制備抗腫瘤藥物中的應(yīng)用。
本發(fā)明公開的包載疏水性有機(jī)光熱材料的脂質(zhì)體均一性好,其粒徑為80~200nm,化學(xué)穩(wěn)定性好,有良好生物相容性,且在體內(nèi)具有良好腫瘤被動靶向性;比如Cypate脂質(zhì)體可采用785nm激光器激發(fā)產(chǎn)生光熱效應(yīng)明顯強(qiáng)于相同濃度下游離組Cypate產(chǎn)生的光熱效應(yīng),其原因可能是由于疏水性有機(jī)光熱小分子能在脂質(zhì)雙分子層中有序排列,而不同于游離Cypate(水溶性不好)在水溶液中的聚集狀態(tài);Cypate經(jīng)脂質(zhì)體包載后化學(xué)穩(wěn)定性良好,尤其改善了游離Cypate在微酸性環(huán)境下的穩(wěn)定性,亦即改善了Cypate在腫瘤局部微環(huán)境下的穩(wěn)定性,有利于發(fā)揮PTT作用,達(dá)到抗腫瘤效果;脂質(zhì)體是一種研究較為成熟且安全性高的納米微粒給藥系統(tǒng),從而使得Cypate脂質(zhì)體具有廣泛運(yùn)用于臨床的潛力;Cypate脂質(zhì)體粒徑<200 nm,具有顯著的EPR效應(yīng),從而有良好的腫瘤被動靶向性,并能在近紅外光激發(fā)下高效發(fā)揮光熱效應(yīng)治療腫瘤,在靜脈注射(5mg·kg-1)后24 h進(jìn)行光熱治療(785 nm, 1.5W·cm-2, 3 min),產(chǎn)生的光熱效應(yīng)可完全熱消融腫瘤細(xì)胞,且無復(fù)發(fā)現(xiàn)象。
本發(fā)明的多靶向抗腫瘤復(fù)合制劑基于EPR效應(yīng)、配體-受體、抗原-抗體特異性靶向作用,具有被動靶向、主動靶向和免疫治療的三重靶向治療作用特點(diǎn),能夠更為高效地治療癌癥。其中制備Cypate脂質(zhì)體具有良好的抗腫瘤優(yōu)勢;并且,阿霉素作為半抗原,用牛血清白蛋白你 阿霉素-牛血清白蛋白具有免疫原性,可促使癌癥機(jī)體產(chǎn)生抗阿霉素多抗;透明質(zhì)酸-阿霉素同時(shí)具有以下兩方面的作用:A.免疫治療的連接橋作用,特異性地作用于癌細(xì)胞表面的CD44受體,在癌細(xì)胞表面形成“CD44受體—透明質(zhì)酸-阿霉素—抗阿霉素抗體”復(fù)合物;B.主動靶向化療作用,未形成復(fù)合物的HA-ADM,可利用CD44受體受體介導(dǎo),使抗癌藥阿霉素進(jìn)入癌細(xì)胞,并發(fā)揮抗癌作用。Cypate脂質(zhì)體介入并光照,以光熱效應(yīng)明顯遏制小鼠腫瘤的生長,為抗體的產(chǎn)生及分子橋的作用發(fā)揮爭取時(shí)間;此外光熱治療也能夠協(xié)同增強(qiáng)機(jī)體的非特異免疫能力,可提高免疫治療的效果。
本發(fā)明首先利用光熱治療高效地抑制實(shí)體瘤生長,進(jìn)一步利用小分子免疫原非特異地激發(fā)機(jī)體的免疫系統(tǒng),并介入基于配體-受體、抗原-抗體的相互作用的分子橋,將免疫細(xì)胞靶向腫瘤細(xì)胞,從而達(dá)到光熱治療協(xié)同聯(lián)合免疫治療有效抗腫瘤的目的。首次公開的Cypate脂質(zhì)體、ADM-BSA和HA-ADM組成的被動靶向光熱治療、主動靶向化療和免疫治療的三效合一的抗癌制劑,實(shí)現(xiàn)了在免疫治療發(fā)揮作用的前期引入光熱治療,不僅遏制了腫瘤的增長、改善了小鼠生存狀態(tài),而且保證了免疫治療及分子橋的主動靶向化療發(fā)揮作用所需的時(shí)間,并協(xié)同增強(qiáng)了免疫治療效果,發(fā)揮顯著的治療作用;取得意想不到的技術(shù)效果。
由于上述技術(shù)方案的應(yīng)用,本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)本發(fā)明公開的免疫治療制劑中的小分子化療藥物阿霉素ADM偶聯(lián)大分子牛血清蛋白BSA為免疫原(ADM-BSA),可刺激機(jī)體產(chǎn)生抗ADM抗體;同時(shí)將透明質(zhì)酸HA通過EDC、NHS將羧基活化后與阿霉素ADM相連合成的分子橋HA-ADM,將機(jī)體的免疫效應(yīng)靶向腫瘤細(xì)胞,得到一種可增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞免疫原性的廉價(jià)復(fù)合物大分子,達(dá)到長期自身清除腫瘤細(xì)胞的目的。
(2)與游離光熱分子Cypate相比,本發(fā)明設(shè)計(jì)的Cypate脂質(zhì)體,其顯著的優(yōu)勢在于化學(xué)穩(wěn)定性高、生物相容性良好、光熱轉(zhuǎn)換效率高、體內(nèi)腫瘤靶向性優(yōu)異,由于疏水性有機(jī)光熱小分子能在脂質(zhì)雙分子層中有序排列,用激光器在785nm波長激發(fā)下產(chǎn)生的光熱效應(yīng)明顯強(qiáng)于同濃度游離組Cypate產(chǎn)生的光熱效應(yīng),為高效的腫瘤光熱治療的成功實(shí)施奠定了基礎(chǔ)。
(3)Cypate經(jīng)脂質(zhì)體包載后化學(xué)穩(wěn)定性良好,尤其改善了游離Cypate在酸性環(huán)境下的穩(wěn)定性,從而能進(jìn)一步改善Cypate在腫瘤局部微環(huán)境下的穩(wěn)定性,發(fā)揮PTT效果,得到的Cypate脂質(zhì)體是一種安全性高的納米微粒給藥系統(tǒng);Cypate脂質(zhì)體粒徑<200 nm,具有顯著的EPR效應(yīng),從而有良好的腫瘤被動靶向性,并能在近紅外光激發(fā)下高效發(fā)揮腫瘤光熱治療效果,在靜脈注射(5mg·kg-1)后24 h進(jìn)行光熱治療(785 nm, 1.5W·cm-2, 3 min),產(chǎn)生的光熱效應(yīng)可完全熱消融腫瘤細(xì)胞,且在考察的21天內(nèi)無復(fù)發(fā)現(xiàn)象;從而使得Cypate脂質(zhì)體具有廣泛運(yùn)用于臨床的潛力。
(4)本發(fā)明中,以小分子化療藥物阿霉素ADM偶聯(lián)大分子牛血清蛋白BSA得到的免疫原(ADM-BSA),可刺激機(jī)體產(chǎn)生抗ADM抗體;將透明質(zhì)酸HA通過EDC、NHS將羧基活化后與阿霉素ADM相連合成的分子橋HA-ADM,將機(jī)體的免疫效應(yīng)靶向腫瘤細(xì)胞,得到一種可增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞免疫原性的廉價(jià)復(fù)合物大分子,達(dá)到長期清除腫瘤細(xì)胞的目的;特別是Cypate脂質(zhì)體結(jié)合HA-ADM+ADM-BSA組成復(fù)合制劑,對于深部殘余以及轉(zhuǎn)移的腫瘤細(xì)胞治療效果好,整合了光熱治療和免疫治療的優(yōu)勢,避免它們各自治療上的缺陷,同時(shí),光熱治療也可非特異地激活機(jī)體的免疫功能,達(dá)到協(xié)同治療的目的;取得了意想不到的技術(shù)效果。
附圖說明
圖1為實(shí)施例一中Cypate脂質(zhì)體透射電鏡圖;
圖2為實(shí)施例一中Cypate脂質(zhì)體化學(xué)穩(wěn)定性圖,A、游離Cypate,B、Cypate脂質(zhì)體;
圖3為實(shí)施例一中Cypate脂質(zhì)體升溫曲線圖,A、游離Cypate,B、Cypate脂質(zhì)體;
圖4為實(shí)施例一中Cypate脂質(zhì)體的細(xì)胞毒性試驗(yàn)圖,A、非激光照射,B、激光照射;
圖5為實(shí)施例一中Cypate脂質(zhì)體的細(xì)胞攝取試驗(yàn)圖;
圖6為實(shí)施例一中Cypate脂質(zhì)體的細(xì)胞亞定位試驗(yàn)圖,A、非激光照射,B、激光照射;
圖7為實(shí)施例一中Cypate脂質(zhì)體的近紅外活體成像試驗(yàn)圖,A為小動物成像照片,B為數(shù)據(jù)圖;
圖8為實(shí)施例一中Cypate脂質(zhì)體的組織分布結(jié)果圖,A為組織成像照片,B為數(shù)據(jù)圖;
圖9為實(shí)施例一中Cypate脂質(zhì)體的抑瘤曲線(A)和腫瘤組織(B)圖;
圖10為實(shí)施例二中免疫原ADM-BSA的紫外吸收圖(A)和紅外圖譜(B);
圖11為實(shí)施例二中免疫原ADM-BSA在正常小鼠和荷瘤小鼠ELISA結(jié)果圖;
圖12為實(shí)施例三中HA-ADM的核磁鑒定圖;
圖13為實(shí)施例三中HA-ADM以及HA+ADM的DSC鑒定圖;
圖14為實(shí)施例三中連接橋在癌細(xì)胞表面連接抗體的紫外吸光圖;
圖15為實(shí)施例三中細(xì)胞流式結(jié)果圖;
圖16為實(shí)施例三中體外細(xì)胞毒性試驗(yàn)結(jié)果圖;
圖17為實(shí)施例四中聯(lián)合治療的腫瘤生長曲線(A)和腫瘤組織(B)圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例,對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明,但不限于本發(fā)明的范圍。本發(fā)明實(shí)施例從Cypate脂質(zhì)體的制備及表征、Cypate脂質(zhì)體體內(nèi)外藥效學(xué)評價(jià)、ADM-BSA的制備及其在荷瘤鼠體內(nèi)產(chǎn)生抗阿霉素多克隆抗體、HA-ADM的制備及連接橋作用印證以及產(chǎn)生多抗的荷瘤鼠使用聯(lián)合治療方法治療等方面詳述本發(fā)明技術(shù)方案帶來的意想不到的技術(shù)效果。
實(shí)施例一 Cypate脂質(zhì)體的制備及理化性質(zhì)的考察
稱取10g磷脂,2.5g膽固醇及0.5gCypate置于西林瓶中加入3.75mL無水乙醇和1.25mL乙酸乙酯,密閉,50℃水浴1250 r·min-1攪拌5min并超聲1 min,使其充分溶解。在攪拌條件下快速均勻加入430g純化水,50℃水浴1250 r·min-1攪拌5min乳化后,超聲1min,再繼續(xù)攪拌15min使其乳化完全,開蓋以37℃水浴750 r·min-1攪拌5小時(shí),徹底揮發(fā)有機(jī)溶劑,即得Cypate脂質(zhì)體混懸液。
制得的Cypate脂質(zhì)體均一性較好,形狀為規(guī)整球形,用透射電鏡(TEM)觀察Cypate脂質(zhì)體表觀形態(tài)為球形,且分布均勻,見圖1,用激光粒度儀測得Cypate脂質(zhì)體的平均粒徑為(111.9±5.94)nm(n=3)。取1.0 mLCypate脂質(zhì)體溶液置于超濾管(截留分子量100000)中,4℃5000 r·min-1離心15 min分離液相后,加入1.0 mL水于超濾管中洗滌,重復(fù)上述操作3次,合并超濾管內(nèi)液,用甲醇破壞脂質(zhì)體并定容,至吸光度為0.3-1.0之間,測定并計(jì)算藥物含量A;另取同體積Cypate脂質(zhì)體溶液,加入甲醇破壞脂質(zhì)體并定容后測定,算得相應(yīng)藥物含量A0,計(jì)算包封率(%)=(A0-A)/A0×100%;結(jié)果泡囊包封率為(98.11 ± 1.13)%(n=3)。
對上述Cypate脂質(zhì)體體外化學(xué)穩(wěn)定性分別進(jìn)行考察。實(shí)驗(yàn)分為Cypate脂質(zhì)體和游離Cypate兩組,分別在pH 5.0、pH 7.4、細(xì)胞培養(yǎng)基(medium)及血清(serum)中考察它們的穩(wěn)定性。以Cypate濃度計(jì)算,用以上介質(zhì)分別配制Cypate脂質(zhì)體和游離Cypate的5μg·mL-1的溶液(n=3),確定在0、2、4、8、24、48 h6個(gè)時(shí)間點(diǎn)測定Cypate的紫外吸收光譜。圖2結(jié)果顯示,游離Cypate僅在血清中具有較好的穩(wěn)定性,在pH 7.4和培養(yǎng)基中穩(wěn)定性較差,在pH5.0環(huán)境下極不穩(wěn)定,48h后紫外吸收下降了60%左右。然而,Cypate脂質(zhì)體的Cypate在pH 5.0、pH 7.4及血清中均能較穩(wěn)定存在,且在pH5.0環(huán)境下48h后紫外吸收的下降<5%,表明Cypate經(jīng)脂質(zhì)體包載后化學(xué)穩(wěn)定性明顯提高,為后期的光熱治療奠定基礎(chǔ)。
對上述Cypate脂質(zhì)體體外升溫效應(yīng)進(jìn)行考察,以Cypate濃度計(jì)算,配制1.0、2.0、5.0、10.0、25.0、50.0μg·mL-1的水溶液,采用785 nm激發(fā)的激光,1.5 W·cm-2 條件下照射5 min,每隔25s對溶液溫度進(jìn)行記錄。圖3表明,785nm激光照射下純水的幾乎沒有升溫效果,游離Cypate及脂質(zhì)體的光熱效應(yīng)均顯示濃度依賴性,而且相同濃度下,制備的Cypate脂質(zhì)體(Cy-Liposome)比游離Cypate(Free Cypate)表現(xiàn)出更強(qiáng)的升溫效果,當(dāng)濃度為5 μg·mL-1時(shí),Cy-Liposome溫度可升高37.6 ℃,而Free Cypate則僅升高15.3 ℃,兩者相差22.3 ℃,表明與Free Cypate相比,Cy-Liposome具有良好的升溫效應(yīng),其原因可能由于疏水性的Cypate經(jīng)脂質(zhì)體包載后可均勻分布在脂質(zhì)雙分子中,減少了Cypate的聚集,從而在激光照射下增強(qiáng)非輻射躍遷,從而能產(chǎn)生更多熱量,說明有利于后期的PTT治療。對上述Cypate脂質(zhì)體進(jìn)行細(xì)胞毒性考察。取對數(shù)生長期4T1細(xì)胞,以5000個(gè)細(xì)胞每孔接種于96孔細(xì)胞板,在37℃、5%CO2孵箱中培養(yǎng)24 h使其貼壁后,用完全培養(yǎng)基分別配制不同濃度的Cypate脂質(zhì)體溶液和游離Cypate溶液(以Cypate計(jì)算,濃度分別為1.0,2.0,5.0,10.0,25.0 μg·mL-1)每個(gè)濃度4個(gè)復(fù)孔。培養(yǎng)24 h棄去培養(yǎng)基,PBS洗滌3次后,更換培養(yǎng)基,非光照組放入培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng)24 h,光照組用785nm激光器對每孔進(jìn)行激光照射(1.5 W·cm-2,3 min)后,放入培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng)24 h,每孔加入5 mg·mL-1 MTT溶液10 μL和完全培養(yǎng)基100 μL,繼續(xù)培養(yǎng)4 h后棄去液體,每孔加入100 μL DMSO,避光震蕩10 min,用酶標(biāo)儀于490 nm測定吸光度,計(jì)算得到細(xì)胞生長存活率。結(jié)果,從圖4A中可以看出,Cypate脂質(zhì)體和游離Cypate溶液在非光照條件下,25μg·mL-1以內(nèi)均沒有表現(xiàn)出明顯的細(xì)胞毒性,而從圖4B中可以看出,在激光照射條件下Cypate脂質(zhì)體組和游離Cypate均對腫瘤細(xì)胞的生長均有抑制作用,且Cypate脂質(zhì)體的IC50為5.03 μg·mL-1,而游離Cypate在濃度25.0 μg·mL-1以內(nèi)未表現(xiàn)出明顯的細(xì)胞毒性,細(xì)胞致死量<50%,顯示脂質(zhì)體比游離組擁有更加有效的PTT治療作用,其原因可能是由于脂質(zhì)體用較好的細(xì)胞相容性,使得細(xì)胞對其的攝取量增加,且具有更強(qiáng)的光熱效果。而作為對照的非光照組細(xì)胞生長狀態(tài)良好,提示Cy-Liposome作為光熱治療制劑在后續(xù)光熱治療中將體現(xiàn)對治療部位的針對性和可控性。
對上述Cypate脂質(zhì)體傳輸藥物進(jìn)入細(xì)胞的能力進(jìn)行細(xì)胞攝取試驗(yàn)。取對數(shù)生長期的4T1細(xì)胞鋪6孔板,接種密度為1×105/mL,每孔3 mL,放入細(xì)胞培養(yǎng)箱恒溫培養(yǎng)12 h,細(xì)胞貼壁后,棄去培養(yǎng)液。以Cypate計(jì),分別加入10 μgmL-1用培養(yǎng)基配制好的游離Cypate溶液和Cypate脂質(zhì)體溶液,每孔1 mL,每組3個(gè)復(fù)孔。分別在給藥后培養(yǎng)6 h、24 h,棄去培養(yǎng)液,PBS洗2次,每孔加入500 μL 胰酶消化液,消化5 min后,再用500 μL培養(yǎng)基終止消化,然后用500 μL的PBS清洗合并轉(zhuǎn)移至1.5 mL離心管,1200 rmin-1離心10 min,用1mL PBS重新溶解,吹散均勻后,用細(xì)胞計(jì)數(shù)板對細(xì)胞進(jìn)行計(jì)數(shù)。然后將細(xì)胞混懸液用細(xì)胞粉碎機(jī)粉碎,強(qiáng)度為200 W,1秒/次,間隔1秒,超聲25次粉碎細(xì)胞,往1.0mL細(xì)胞粉碎液中加入3 mL甲醇,紫外分光光光度計(jì)測定吸光度,并通過細(xì)胞個(gè)數(shù)換算106個(gè)細(xì)胞對Cypate的攝取量。結(jié)果,從圖5可知,4T1細(xì)胞對Cypate經(jīng)脂質(zhì)體包載后的攝取量明顯高于游離Cypate,且隨著時(shí)間的延長差距加大。在6 h時(shí),Cypate脂質(zhì)體中的Cypate攝取量是游離組的3.17倍,24 h時(shí)則增加到5.89倍;而游離組Cypate的攝取量隨時(shí)間變化改變不大,從6 h到24 h,攝取量只增加了19 %。因此,可見Cypate脂質(zhì)體的光熱治療效果好,與其具有良好的細(xì)胞相容性,促使包載的Cypate更多地進(jìn)入細(xì)胞有關(guān)。
考察上述Cypate脂質(zhì)體在激光照射后在細(xì)胞中的定位情況,進(jìn)行亞細(xì)胞定位試驗(yàn)。為取對數(shù)生長期4T1細(xì)胞接種于玻璃底培養(yǎng)皿中,接種密度為2×105個(gè)·mL -1,加入1 mL,在37℃、5%CO2孵箱中培養(yǎng)24 h使其貼壁后,進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn):1)非光照組,加入用完全培養(yǎng)基配制的Cypate脂質(zhì)體溶液,以Cypate計(jì)算30.0 μg·mL-1,培養(yǎng)2 h后,吸出培養(yǎng)基,并用PBS清洗3遍,在避光條件下染色:加入Lysotracker Green DND 26(100.0 nM)100 μL染溶酶體,在37℃培養(yǎng)箱中染色3 min,然后吸出染液,用PBS清洗3遍后,再加入Hochest 33342(1.0 μM)100 μL染細(xì)胞核,在37℃培養(yǎng)箱中染色15 min后,再用PBS清洗3遍,加入4%多聚甲醛對細(xì)胞固定20 min;2)光照組,在給藥(30.0 μg·mL-1)培養(yǎng)2h后,吸出培養(yǎng)基并用PBS清洗3遍等操作相同。但在染色前,加入新鮮完全培養(yǎng)基,785 nm,1.5 W/cm2條件下,光照1 min后,放入繼續(xù)培養(yǎng)30 min后照射,其余同非光照組相同步驟進(jìn)行染色并固定細(xì)胞。將光照與非光照組通過激光共聚焦顯微鏡(LSM 710)進(jìn)行拍攝。圖6A顯示,非激光照射組,Cypate標(biāo)記的紅色熒光與溶酶體的綠色熒光發(fā)生重疊而產(chǎn)生了橘黃色熒光,結(jié)果表明Cypate脂質(zhì)體在進(jìn)入細(xì)胞后主要定位于溶酶體中。但經(jīng)過激光照射后,由于產(chǎn)生的PTT作用及PDT作用使得原來定位的溶酶體被破壞,所以由Lysotracker Green DND 26染色的溶酶體熒光強(qiáng)度較弱(圖6B)。
為考察本發(fā)明Cypate脂質(zhì)體在體內(nèi)對腫瘤部位的靶向性,構(gòu)建4T1皮下腫瘤模型裸鼠,進(jìn)行近紅外熒光活體成像試驗(yàn)。將50 μL含有2×106個(gè)4T1細(xì)胞混懸液皮下注射接種于裸鼠的右后肢,待腫瘤體積長至60-100 mm3時(shí) (腫瘤體積公式:腫瘤體積=長×寬2/2),進(jìn)行實(shí)驗(yàn):以Cypate計(jì)算濃度為5 mg·kg-1,分別從尾靜脈注射Cypate脂質(zhì)體溶液和游離Cypate。配制4%的水合氯醛溶液,腹腔注射麻醉裸鼠后,用小動物活體成像系統(tǒng)掃描成像,分別記錄給藥后0 h、24 h、48 h、72 h、96 h的小動物成像照片和數(shù)據(jù)。圖7A顯示,對照組游離Cypate組給藥后24 h,Cypate熒光信號主要分布于肝臟部位,信號強(qiáng)、面積大,且代謝快,而腫瘤部位熒光弱;但實(shí)驗(yàn)組Cypate脂質(zhì)體的肝區(qū)藥物分布量的強(qiáng)度和面積均顯著降低,ROI圈出的富集在腫瘤部位的熒光信號強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間顯著提高,在96 h仍有較強(qiáng)滯留,腫瘤部位成像效果明顯,如圖7B,表明Cypate脂質(zhì)體在體內(nèi)具有良好的被動靶向性。
對上述Cypate脂質(zhì)體在體內(nèi)組織分布進(jìn)行考察。
(1)培養(yǎng)4T1腫瘤細(xì)胞,將其消化制備成2×107個(gè)/mL細(xì)胞混懸液,保證細(xì)胞分散均勻,在小鼠右后肢近腹部上側(cè)種瘤,每只小鼠皮下注射500 μL,待腫瘤體積長至60-100 mm3時(shí)(腫瘤體積公式:腫瘤體積=長×寬2/2)繼續(xù)以下實(shí)驗(yàn)。
(2)以Cypate計(jì)算濃度為7.5mg·kg-1,分別由尾靜脈注射Cypate脂質(zhì)體溶液和游離Cypate。28 h后,頸椎脫臼處死小白鼠取出心、肝、脾、肺、腎、腫瘤組織,置于小動物成像系統(tǒng)進(jìn)行熒光成像,記錄成像圖。并通過軟件ROI圈出各組織的Cypate熒光信號強(qiáng)度(n=3)。圖8A是游離Cypate在各組織的近紅外熒光成像圖,可見在腫瘤部位熒光弱,而在肝臟部位熒光較強(qiáng);而Cypate經(jīng)脂質(zhì)體包載后,在腫瘤部位的熒光極大增強(qiáng),在肝臟組織熒光明顯減弱。圖8B是通過軟件ROI圈出各組織的Cypate熒光信號強(qiáng)度,結(jié)果Cypate脂質(zhì)體的腫瘤部位熒光信號強(qiáng)度是游離Cypate的1.58倍,而在肝臟組織的熒光信號強(qiáng)度下降了77.9%,因此,Cypate脂質(zhì)體具有良好的被動靶向性,且降低了肝臟的蓄積,可降低肝毒性。
對上述Cypate脂質(zhì)體體內(nèi)抑瘤效果進(jìn)行考察。采用上述建立腫瘤模型的方法構(gòu)建小白鼠荷瘤模型,待腫瘤體積至70 mm3時(shí),設(shè)計(jì)以下6組(每組5只鼠)給藥:PBS組2組、游離Cypate2組、Cypate脂質(zhì)體組2組(以Cypate計(jì)算濃度為5.0 mg·kg-1),分為一類用激光照射,另一類未照激光,并且,以第0天給藥,第1天用激光照射,光熱治療(785 nm,1.5W/cm2,3分鐘)。分別在第0、1、2、4、5、7、9、11、13、15、17、19、21天測量小鼠的體重和腫瘤體積。以第0天的腫瘤體積作為對照,得到腫瘤的生長曲線圖9,可知,注射PBS組,光照或未光照對腫瘤的生長均無影響,說明單獨(dú)光照不能對腫瘤產(chǎn)生抑制效果。而在相同濃度下,游離Cypate組及Cypate脂質(zhì)體組,未光照均不影響腫瘤生長。游離Cypate組光照對腫瘤的生長有一定抑制,但Cypate脂質(zhì)體組(Cypate濃度大于等于3.0 mg·kg-1)光照可在腫瘤部位迅速產(chǎn)生熱損傷作用使腫瘤消融,且在觀察的21天時(shí)間內(nèi)未出現(xiàn)復(fù)發(fā)現(xiàn)象,說明脂質(zhì)體的包載,使得Cypate在激光照射條件下能對腫瘤產(chǎn)生很好的PTT效果,其脂質(zhì)體是一種具有良好發(fā)展前景的光熱治療納米給藥系統(tǒng)。
實(shí)施例二 免疫原BSA-ADM的合成和抗體的制備
阿霉素是小分子,只有免疫反應(yīng)性而無免疫原性,不能直接免疫動物產(chǎn)生抗體,需要與異體蛋白(多用牛血清白蛋白,BSA)偶聯(lián)制備免疫原。另外,在酶聯(lián)免疫吸附分析(ELISA)方法中,將抗體結(jié)合在酶標(biāo)板上的包被抗原,常將阿霉素與另一異體蛋白(多用卵清蛋白,OVA)結(jié)合。
通過戊二醛交聯(lián)法制備合成免疫原ADM-BSA和包被原ADM-OVA。制備過程如下:稱取100 mg BSA于25 mL圓底燒瓶中,加入5 mL 0.1 mol.L-1 PBS溶液,充分溶解,攪拌速率為10 r.min-1,另取40.0 mg ADM.HCl溶解于3.0 mL DMF和 PBS混合溶液中(DME:PBS=1:1),將ADM逐滴加入BSA溶液中,待ADM與BSA充分混勻后,逐滴加入稀釋25倍的戊二醛3.68 mL,滴速為3滴/min,室溫下避光反應(yīng)6 h,于4 ℃、3000 r.min-1離心10 min取上清,用0.01 mol.L-1 PBS溶液 4 ℃連續(xù)透析4天,根據(jù)透析外液透析出來紅色(未結(jié)合的ADM)的顏色情況不時(shí)更換透析液。透析完成后,取出透析袋內(nèi)液體,凍干得橙紅色固體粉末,于-40 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>
包被原的合成過程與免疫原ADM-BSA的類似,保持蛋白質(zhì)OVA與阿霉素的摩爾比為1:90;阿霉素與戊二醛的摩爾比為1:4,其余實(shí)驗(yàn)條件均不變。
免疫原在凍干過稱中,另取相同體積的透析介質(zhì),同樣經(jīng)凍干并稱量,將凍干的免疫原的質(zhì)量減去凍干的鹽成分的質(zhì)量,即為所需的免疫原的質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),凍干所得產(chǎn)物中鹽含量高達(dá)70%左右。
合成的免疫原主要通過紫外-可見分光光度法和傅里葉轉(zhuǎn)換紅外法表征結(jié)果如圖10。圖10-A為ADM、BSA、ADM+BSA及ADM-BSA水溶液通過紫外-可見光分光光度計(jì),在200 nm~900 nm進(jìn)行掃描測得相應(yīng)的紫外-可見圖譜。由圖可知, BSA的紫外特征峰在280 nm左右處;ADM則在233 nm、253 nm、290 nm、485 nm處有不同吸收強(qiáng)度的吸收峰,產(chǎn)物ADM-BSA在485 nm左右出現(xiàn)了ADM的特征峰,并且在255 nm左右出現(xiàn)一個(gè)肩峰,推斷是ADM的吸收峰與BSA吸收峰加和的結(jié)果,推斷ADM與BSA交聯(lián)成功,得到了阿霉素-牛血清白蛋白偶聯(lián)物(ADM-BSA)。而圖10-B為ADM、BSA、ADM+BSA混合物、產(chǎn)物ADM-BSA在500~4000 cm-1的紅外吸收圖譜; ADM-BSA在1500-1700 cm-1 左右出現(xiàn)了BSA上的酰胺I帶吸收峰,以及亞胺的吸收峰(1635 cm-1)。2800-3500 cm-1左右的強(qiáng)峰歸屬于BSA上游離的-COOH和-NH2以及ADM上的同類基團(tuán)疊加,推斷目標(biāo)產(chǎn)物合成成功。
分別選取健康Balb/c雌性小鼠(3-5周齡)和荷瘤小鼠(對數(shù)生長期4T1細(xì)胞,用完全培養(yǎng)基配制成2×105個(gè)細(xì)胞/mL,每只小鼠皮下注射50 μL,構(gòu)建皮下瘤小鼠模型)作為模型動物,考察免疫原ADM-BSA產(chǎn)生多克隆抗體的情況。共免疫3次(首次免疫和第2、3次加強(qiáng)免疫)。首次免疫時(shí),先稱取1~2mg免疫原ADM-BSA粉末(扣除其中鹽成分),將其溶解在1 mL的生理鹽水中,加入1~1.5 mL福氏完全佐劑,充分混合成W/O型乳濁液,在小鼠上肢腋窩或腹股溝(淋巴結(jié)較豐富區(qū))進(jìn)行皮下注射0.1 mL/只。在首次免疫2周后,進(jìn)行加強(qiáng)免疫二免,僅需要將福氏完全佐劑替換為福氏不完全佐劑,其余與首次免疫相同。并且分別在二免5~7天后眼眶取血0.1~0.5 mL,于-4 ℃放置過夜,吸取上層清液(抗血清),備用。
通過酶聯(lián)免疫吸附分析方法(ELISA)間接競爭法檢測分別檢測正常小鼠和荷瘤小鼠血清中抗ADM抗體活性,將抗血清用0.1mol/L PBS(pH7.4)稀釋10倍的溶液,得到的抗血清1:500稀釋液,基本實(shí)驗(yàn)流程如下:
(1)以一定比例稀釋包被抗原(ADM-OVA), 按200 μL/孔加入于96孔酶標(biāo)板中, 4 ℃包被酶標(biāo)板12~24 h;
(2)通過洗板機(jī)用PBST 緩沖液清洗3次;
(3)按 280 μL/孔,加入0.01 mg. mL-1酪蛋白溶液,室溫放置1 h,封阻酶標(biāo)板上空余處;
(4)同(2)相同操作;
(5)在酶標(biāo)板的每孔中依次分別加入 100 μL 標(biāo)準(zhǔn)阿霉素溶液和 100 μL 一定稀釋度的抗血清,室溫低速振搖 1 h;
(6)同(2)相同操作;
(7)按200 μL/孔加入稀釋的山羊抗小鼠IgG-辣根過氧化物酶(GaRIgG-HRP)(1:5000),室溫放置1 h;
(8)同(2)相同操作;
(9)按200 μL /孔加入底物溶液(醋酸鈉緩沖液+TMB+H2O2),室溫避光條件下在微量振蕩器上振搖約 20~30 min,進(jìn)行顯色;
(10)當(dāng)深藍(lán)色出現(xiàn),可按80 μL/孔加入5 % H2SO4溶液終止反應(yīng),轉(zhuǎn)為黃色;
(11)用酶標(biāo)儀測定其490 nm處吸光度。
如圖11,可知,正常小鼠二免血清中當(dāng)抗ADM多克隆抗體稀釋500倍時(shí),PBS組的吸光度值(0.802)為標(biāo)準(zhǔn)溶液組(0.113)的7.10倍;而荷瘤小鼠二免血清稀釋500倍時(shí),PBS組的吸光度值(0.763)為標(biāo)準(zhǔn)溶液組(0.311)的2.45倍。結(jié)果表明,合成的免疫原ADM-BSA在正常小鼠和荷瘤小鼠中具有較好的免疫原性,雖然小鼠荷瘤后免疫系統(tǒng)功能較低,但仍然能產(chǎn)生特異性多克隆抗體。
實(shí)施例三 HA-ADM的合成
合成路線如下:
(1)透明質(zhì)酸的活化:稱取42.07 mg 透明質(zhì)酸(HA)于10 mL圓底燒瓶中,加入2.0 mL 純化水,充分溶解后,攪拌速率為120 r·min-1,另取38.3 mg EDC和22.9mg NHS依次加入,避光條件下反應(yīng)8h,8000 r·min-1離心10 min后收取上清液,即為活化HA溶液。
(2)HA-ADM的合成:取10.8 mg ADM.HCl溶解于1.3 mL純化水后,逐滴加入到上述活化HA溶液中,120 r·min-1,25 ℃避光反應(yīng)12 h。8000 r·min-1離心10 min取上清,與分子截留量為8000-14000透析袋中,以1000 mL純化水作為接收液,透析,每隔24h更換一次接收液,透析完全后(接收液在480nm處無紫外吸收),透析袋內(nèi)溶液經(jīng)冷凍干燥得紅色粉末,-20 ℃避光保存,即為HA-ADM,備用。
HA-ADM的結(jié)構(gòu)表征
(1)1H-NMR譜表征:圖12為從分子橋HA-ADM和HA在重水中的核磁圖譜,由圖的1HNMR可以看出,其HA-ADM特征峰有:δ(ppm):1.94(s,CH3 in HA),而3.76~3.26(m,- CH3 in HA),5.35(s,CH3 in ADM)。但由于重水的活潑氫交換作用的影響,不能觀察到明顯的酰胺峰。故根據(jù)上述核磁圖譜特征峰可以看出HA-ADM合成成功。
(2)DSC表征:圖13為DSC鑒定圖,上圖為自制HA-ADM測定結(jié)果;下圖為HA與ADM的混合物測定結(jié)果,由圖13可以看出,合成產(chǎn)物HA-ADM在224.7℃出現(xiàn)吸熱峰;而HA和ADM的混合物則無明顯的吸熱峰。由于產(chǎn)物和原料的物理混合物,曲線顯著不同,表明產(chǎn)物是新生成的物質(zhì),證明分子橋HA-ADM可成功合成。
故,以上兩種方法均證實(shí)HA-ADM合成成功。
HA-ADM連接橋作用考察
考察分子橋HA-ADM,既能與抗ADM抗體結(jié)合,又能與腫瘤細(xì)胞表面過度表達(dá)受體結(jié)合,通過形成“CD44-HA-ADM-抗ADM抗體”復(fù)合物,即通過考察:CD44受體-透明質(zhì)酸-阿霉素-抗阿霉素抗體的形成,證實(shí)HA-ADM具有將抗體靶向到腫瘤細(xì)胞的能力。采用細(xì)胞酶聯(lián)免疫吸附分析法來進(jìn)行驗(yàn)證,其原理與細(xì)酶聯(lián)免疫吸附分析法(ELISA)原理一致,只是用細(xì)胞板中貼壁生長的細(xì)胞代替了在酶標(biāo)板上包被抗原,在操作上略有不同,其基本過程如下:
(1)分別取對數(shù)生長期4T1細(xì)胞接種于96孔細(xì)胞板,接種密度為1×105個(gè)·mL-1,每孔100 μL,在37 ℃、5%CO2孵箱中培養(yǎng)24 h使其貼壁;
(2)每孔加入100 μL PBS,洗滌3次;
(3)分別加入以下樣品溶液各100μL(n=6),細(xì)胞培養(yǎng)箱恒溫孵育1 h。樣品溶液使用完全培養(yǎng)基分別配制:1)抗血清+HA-ADM溶液(即:antiserum+HA-ADM);2)抗血清+ADM溶液(即:antiserum+ ADM);3)正常血清+ HA-ADM溶液(即:normal serum+HA-ADM);4)PBS+HA-ADM溶液(即:PBS+HA-ADM)。以 ADM為計(jì),濃度均為5.0 μg·mL-1,抗血清及陰性血清的稀釋倍數(shù)均為200倍;37 ℃條件下恒溫震蕩30 min;
(4)每孔加入100 μL PBST,洗滌3次,然后每孔100 μL加入PBS稀釋的山羊抗小鼠IgG-辣根過氧化物酶(GaRIgG-HRP,標(biāo)記二抗),37 ℃恒溫孵育1 h;
(5)細(xì)胞板以PBST洗滌,每次100 μL,共3次;每孔加入100 μL底物溶液(現(xiàn)用現(xiàn)配:20mL純水、1 mL pH 5.8的磷酸鹽緩沖溶液、200 μl 1 %四甲基聯(lián)苯胺(TMB)、20 μL 5 %過氧化氫),室溫避光條件下,在微量振蕩器上震搖20 min左右,進(jìn)行顯色;
(6)當(dāng)細(xì)胞板上有些孔已顯深藍(lán)色時(shí),按40 μL/孔加入5% H2SO4溶液終止顯色反應(yīng);
(7)用酶標(biāo)儀測定其490nm處吸光度,結(jié)果見圖14。
由于HA-ADM,一端的HA可與癌細(xì)胞表面高表達(dá)的CD44結(jié)合,另一端的ADM可與小鼠抗血清(抗ADM多抗)結(jié)合,而小鼠抗血清可與標(biāo)記二抗作用,最終使細(xì)胞顯色,故在細(xì)胞ELISA測定結(jié)果圖14中,具體吸光度大小為:抗血清+HA-ADM >抗血清+ADM >正常血清+ HA-ADM > PBS+HA-ADM組,其中,“抗血清+HA-ADM”的吸光度值最高,分別依次為各對照組的1.47、2.58、3.95倍(均為p<0.05)。可見“抗血清+HA-ADM”組的吸光度值大,它使留在細(xì)胞板上的標(biāo)記二抗越多,說明多抗被引導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的效率越高,即證明分子橋HA-ADM使癌細(xì)胞表面形成了“CD44-HA-ADM-抗ADM抗體(CD44受體-透明質(zhì)酸-阿霉素-抗阿霉素抗體)”復(fù)合物,為刺激機(jī)體自身免疫,對癌細(xì)胞發(fā)起免疫殺傷作用的奠定了基礎(chǔ)。
HA-ADM主動靶向抗癌作用考察
(1)4T1細(xì)胞對HA-ADM的攝取情況
取對數(shù)生長期的4T1細(xì)胞,制成106 個(gè)/mL細(xì)胞的混懸液,每孔3 mL 接種于6孔板,在37 ℃、5%CO2孵箱中培養(yǎng)24 h使其貼壁后,分別加入用完全培養(yǎng)基配制的溶液3 mL:1)HA-ADM溶液;2)ADM溶液,使各組溶液的ADM終濃度均為10 μgmL-1。分別培養(yǎng)1h、4h后,PBS洗滌3次,加適量胰酶消化后在1 mL 4℃預(yù)凍的PBS溶液中重懸,1 h內(nèi)進(jìn)入流式細(xì)胞儀檢測,結(jié)果見圖15。由流式結(jié)果圖15可知,在1h和4 h,HA-ADM組的攝取量分別為ADM組的2.04倍和2.44倍,說明因HA介導(dǎo)顯著提高了攝取量,即HA-ADM具有主動靶向性。
(2)體外細(xì)胞毒性試驗(yàn),考察HA-ADM主動靶向抗癌作用
采用MTT法,通過對鼠乳腺癌(4T1)細(xì)胞的細(xì)胞毒性,考察HA-ADM主動靶向抗癌作用。
通過4T1細(xì)胞生長抑制試驗(yàn)HA-ADM、ADM、HA-ADM+HA及HA的細(xì)胞毒性。取對數(shù)生長期的4T1細(xì)胞,制成5×103個(gè)/mL細(xì)胞的混懸液,每孔100 μL 接種于96孔板,在37 ℃、5% CO2孵箱中培養(yǎng)24 h使其貼壁后,分別加入用無葉酸的完全培養(yǎng)基配制的溶液:①HA- ADM溶液;②HA-ADM+ADM溶液; ③ADM溶液;④HA溶液。其中各樣品溶液的ADM終濃度分別為0.1、0.5、1.0、2.0、5.0 μgmL-1,實(shí)驗(yàn)組②中每孔加入4mgmL-1游離HA。給藥24h后,吸取含藥培養(yǎng)基,用PBS洗滌3次后每孔加入5 mg·mL-1 MTT溶液10 μL和完全培養(yǎng)基100 μL,繼續(xù)培養(yǎng)4 h后棄去液體,每孔加入100 μL DMSO,避光震蕩20 min,用酶標(biāo)儀于490 nm測定吸光度,計(jì)算得到細(xì)胞生長存活率。不同藥物濃度作用不同時(shí)間的細(xì)胞存活率。
計(jì)算公式為:“存活率=(A藥物-A調(diào)零孔/A對照-A調(diào)零孔)×100%)”。分別以濃度(各組ADM濃度一致)為橫坐標(biāo),存活率為縱坐標(biāo),得到不同濃度藥物對癌細(xì)胞作用24h后的生長抑制曲線,并計(jì)算半數(shù)致死量IC50值。結(jié)果見圖16,可知,在24 h,當(dāng)ADM濃度一致時(shí),HA-ADM 、HA-ADM+HA、ADM對4T1的細(xì)胞生長抑制IC50(μg·mL-1)依次為:0.14、1.60、1.05,而HA對細(xì)胞幾乎無毒性,表明分子橋?qū)δ[瘤細(xì)胞的殺傷作用較ADM(p<0.05)大,即HA-ADM分子橋?qū)δ[瘤細(xì)胞具有主動靶向性。
實(shí)施例四
將4T1細(xì)胞在37℃、5% CO2孵箱內(nèi)培養(yǎng)。取對數(shù)生長期的細(xì)胞,用含10%胎牛血清無葉酸的1640培養(yǎng)基配制成5×105個(gè)細(xì)胞/mL,每只鼠皮下注射50μL(含1×104個(gè)細(xì)胞),構(gòu)建皮下瘤小鼠模型(荷瘤鼠模型)。經(jīng)觀察,4T1荷瘤Balb/c鼠模型動物構(gòu)建成功,用于Cypate脂質(zhì)體靶向光熱治療聯(lián)合ADM-BSA及HA-ADM免疫治療組成的多靶向抗腫瘤復(fù)合制劑的療效考察試驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)動物分組為:
實(shí)驗(yàn)組①:免疫+HA-ADM +PTT(1.5 mg·kg-1)(分子橋促進(jìn)免疫治療+主動靶向化療+1.5 mg·kg-1靶向光熱治療);
實(shí)驗(yàn)組②:免疫+HA-ADM + PTT(0.5 mg·kg-1)(分子橋促進(jìn)免疫治療+主動靶向化療+0.5 mg·kg-1靶向光熱治療);
免疫治療聯(lián)合分子橋組:免疫+HA-ADM(分子橋促進(jìn)免疫治療+主動靶向化療);
分子橋功能驗(yàn)證組:免疫+ ADM(體內(nèi)有抗體,普通化療+被動靶向化療);
單純免疫治療組:免疫+PBS(體內(nèi)有抗體,但無分子橋介入);
靶向光熱治療聯(lián)合主動靶向化療組:非免疫+HA-ADM +PTT(1.5 mg·kg-1)(體內(nèi)無抗體,分子橋主動靶向化療+1.5 mg·kg-1靶向光熱治療);
主動靶向化療組:非免疫+HA-ADM(體內(nèi)無抗體,分子橋主動靶向化療);
化療藥對照組:非免疫+ ADM(體內(nèi)無抗體,普通化療);
陰性對照組:非免疫+PBS(體內(nèi)無抗體,不治療)。
具體步驟如下:1)免疫周期:接種腫瘤第1天開始第1次免疫,免疫間隔時(shí)間及取血間隔時(shí)間與健康鼠一致,均為兩周;2)光熱治療組:在第0天尾靜脈注射Cypate脂質(zhì)體(以Cypate為計(jì),給藥劑量為0.5或1.5 mg·kg-1),給藥24 h后,采用785 nm激光器1.5 W·cm-2條件下對腫瘤部位照射3 min;3)分子橋介入:待免疫的荷瘤鼠血清檢測出相應(yīng)抗體后,為接種腫瘤后第22天,即光熱治療介入后第1天,尾靜脈注射分子橋,并以此為起點(diǎn)其后的第2、3、5、7、9天給予相應(yīng)藥物;介入分子橋HA-ADM或ADM時(shí),濃度以ADM為計(jì),給藥劑量均為0.33 mg·kg-1。其后,觀察并測量各組小鼠腫瘤體積,以第0天測量體積V0設(shè)為初始體積,計(jì)算各組瘤體積增長倍數(shù)做為指標(biāo),測量第i天的腫瘤體積增長倍數(shù)=(Vi -V0)/ V0。治療24天后,對照組小鼠出現(xiàn)死亡,將全部小鼠處死,取出其腫瘤組織,并拍攝照片。
由圖17A可知,組1A(陰性對照組1,非免疫+PBS)腫瘤生長速度明顯最快,組2A(陰性對照組2,單純免疫,免疫+PBS)腫瘤生長速度則稍低于陰性對照組,而且組2B(免疫及單純化療,免疫+ ADM)、組2C(分子橋引導(dǎo)免疫治療組,免疫+HA-ADM)、組1B(化療藥對照組,非免疫+ ADM)、組1C(主動靶向化療組、非免疫+HA-ADM)的腫瘤生長速度,均較為接近。但是,以下各組的瘤體顯著減小或不復(fù)發(fā):組2E(實(shí)驗(yàn)組1,免疫/HA-ADM/PTT,1.5mg·kg-1,組2D(實(shí)驗(yàn)組2,免疫/HA-ADM/PTT,0.5mg·kg-1,以及組1D(陽性對照組,非免疫/HA-ADM/PTT,1.5mg·kg-1)??梢妼?shí)驗(yàn)組1(免疫+HA-ADM +PTT,1.5 mg·kg-1)、實(shí)驗(yàn)組2(免疫+HA-ADM +PTT,0.5 mg·kg-1)腫瘤生長速度明顯降低,且Cypate脂質(zhì)體的給藥濃度越高,抑瘤效果越明顯,而沒有免疫、體內(nèi)無抗體的靶向光熱治療聯(lián)合主動靶向化療組(非免疫+HA-ADM +PTT(1.5 mg·kg-1))的抑瘤效果也不錯。
圖17B為治療24天后各組腫瘤組織照片,由圖可知實(shí)驗(yàn)組(靶向光熱治療聯(lián)合免疫治療組)與對照組相比,以及參考實(shí)例一中單獨(dú)Cypate脂質(zhì)體光熱治療抗腫瘤活性的研究,發(fā)現(xiàn)Cypate脂質(zhì)體給藥濃度為0.5 mg·kg-1和1.5 mg·kg-1時(shí),腫瘤在給藥24 h后進(jìn)行激光照射后,分別在第9天和13天出現(xiàn)復(fù)發(fā)情況。而將光熱治療結(jié)合免疫治療后,腫瘤復(fù)發(fā)率均有所下降。實(shí)驗(yàn)組1(免疫+HA-ADM +PTT,Cypate脂質(zhì)體1.5 mg·kg-1)、實(shí)驗(yàn)組2(免疫+HA-ADM + PTT,Cypate脂質(zhì)體0.5 mg·kg-1),以本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì),腫瘤復(fù)發(fā)抑制率從低濃度的20%,提高至高濃度的60%。而沒有免疫、體內(nèi)無抗體的靶向光熱治療聯(lián)合主動靶向化療組(非免疫+HA-ADM +PTT(1.5 mg·kg-1))僅能達(dá)到20%的腫瘤復(fù)發(fā)抑制率??梢娝O(shè)計(jì)的以Cypate脂質(zhì)體經(jīng)過光熱治療后,殺死實(shí)體腫瘤,而剩余少量殘留的腫瘤細(xì)胞則通過免疫原ADM-BSA非特異性地激活機(jī)體的免疫功能并聯(lián)合分子橋HA-ADM腫瘤靶向功能的免疫治療而被消除或抑制,證實(shí)了主動靶向光熱治療聯(lián)合主動免疫治療可抑制腫瘤生長并一定程度地抑制腫瘤復(fù)發(fā)。
綜上所述,本發(fā)明由Cypate脂質(zhì)體、ADM-BSA與HA-ADM組成的復(fù)合制劑,提供了一個(gè)能方便、高效提高腫瘤特異性,并有效抑制腫瘤生長和復(fù)發(fā)的聯(lián)合治療腫瘤的方法,主要包含兩個(gè)主要部分,通過近紅外激光結(jié)合光熱試劑對間質(zhì)腫瘤照射,通過包載光熱材料的脂質(zhì)體產(chǎn)生的光熱效應(yīng),對腫瘤產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性損傷,同時(shí)利用免疫原ADM-BSA非特異地激活機(jī)體的免疫功能,在此基礎(chǔ)上聯(lián)合應(yīng)用分子橋HA-ADM,將增強(qiáng)免疫系統(tǒng)對腫瘤細(xì)胞的免疫識別能力以及一定的靶向化療能力,從而達(dá)到更好的抗腫瘤效果。這兩個(gè)組成部分均能激活機(jī)體的抗腫瘤免疫反應(yīng)力。動物試驗(yàn)研究表明,將具有選擇性光熱治療與提高免疫系統(tǒng)的響應(yīng)性結(jié)合的聯(lián)合治療應(yīng)用,不僅可以摧毀治療原發(fā)性腫瘤,也有根除治療遠(yuǎn)距離轉(zhuǎn)移腫瘤的潛力。因此熱療聯(lián)合免疫治療復(fù)合制劑表現(xiàn)出了其抗腫瘤活性方面的優(yōu)勢,為進(jìn)一步的免疫治療聯(lián)合光熱治療的研究提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)和基礎(chǔ)方法,并為開發(fā)生物相容性好、靶向性好、光熱轉(zhuǎn)換效率高的包載光熱試劑Cypate脂質(zhì)體并結(jié)合ADM-BSA、HA-ADM在腫瘤免疫治療展示出應(yīng)用前景。