1靶向給藥與納米技術

報告人：侍海麗日期：2012-05-231靶向給藥與納米技術

報告人：侍海麗2CONTENTS前言納米技術靶向給藥基因治療展望2CONTENTS前言3前言

在21世紀，癌癥仍然是人類面臨的重大健康問題，即使在發達國家，癌癥占總死亡原因也高達20%，目前癌癥的臨床治療主要是通過手術、放療、化療等方法。幸運的是，治愈癌癥不是沒有希望，納米技術有望在這一方面取得突破．3前言在21世紀，癌癥仍然是人類面臨的重大健4

在納米生物材料研究中，目前研究的熱點和已有較好基礎及做出實質性成果的是納米藥物載體和納米基因治療技術。

這種技術是以納米顆粒作為藥物和基因轉移載體，將藥物、DNA和RNA等基因治療分子包裹在納米顆粒之中或吸附在其表面，同時也在顆粒表面耦聯特異性的靶向分子，在細胞攝取作用下進入細胞內，實現安全有效的靶向性藥物和基因治療。前言4

在納米生物材料研究中，目前研究的熱點和已有較好5納米技術

納米技術系指在1-1000納米的尺度里，研究物質的電子、原子和分子內的運動規律和特性的一項嶄新技術。物質在納米尺度下，顯著地表現出許多新的特性，而利用這些特性制造具有特定功能的藥物，稱為納米藥物。藥物納米載體是以納米顆粒作為藥物載體，將藥物治療分子包裹在納米顆粒之中或吸附在其表面，通過靶向分子與細胞表面特異性受體結合，在細胞攝取作用下進入細胞內，實現安全有效的靶向藥物輸送和基因治療。5納米技術納米技術系指在1-1000納米的尺度里，研6納米藥物優勢

研究發現，納米顆粒由于有足夠小的納米尺寸，從而能夠從高通透性的腫瘤血管中滲出(EPR效應)，進入腫瘤組織，集中在腫瘤周圍。納米級藥物載體可以進入毛細血管，在血液循環系統自由流動，還可穿過細胞，被組織與細胞以胞飲的方式吸收，提高生物利用率。通過納米技術開發具有靶向性、多種功能的藥物傳輸體系，有助于實現腫瘤的靶向治療，并將毒副作用降低到較低的水平。6納米藥物優勢研究發現，納米顆粒由于有足夠小的納米尺7納米藥物的分類納米乳劑

納米脂質體納米粒藥物固體脂質納米粒

納米囊與納米球磁性納米藥物溫度敏感性、pH敏感性、光敏感性納米藥物免疫納米藥物7納米藥物的分類納米乳劑8納米藥物尺度的優勢8納米藥物尺度的優勢9癌癥治療主要手段——化療缺陷：用量大，缺乏專一性，對正常組織毒副作用強易產生多重耐藥性和變態反應藥物外滲引起皮膚或血管腐蝕化療后會引起惡心、嘔吐和腹瀉；脫發；腎功能紊亂9癌癥治療主要手段——化療缺陷：用量大，缺乏專一性，對正常組10

靶向給藥系統

(TargetingDrugDeliverySystem,TDDS)

藥物特定靶向區域

選擇性濃集定位于靶器官靶組織靶細胞細胞內載體局部或全身血液循環10

靶向給藥系統

(TargetingDrugDeli11靶向給藥優勢定義：在特定的導向機制作用下，將藥物輸送到特定靶器官，發揮治療作用組成：藥物+載體+導向“神奇子彈”優勢：藥劑用量少，毒副作用低；藥效持續，長時間保持靶目標的有效藥物濃度11靶向給藥優勢定義：在特定的導向機制作用下，將藥物輸送到特12靶向制劑理想的靶向制劑應具備的三大要素：定位濃集、控制釋藥、無毒可生物降解基本分類：1、被動靶向制劑：微粒吞噬（生理特征，RES效應）2、主動靶向制劑：表面修飾（單抗定位）3、物理化學靶向：磁性、熱和pH敏感、栓塞性微球等12靶向制劑理想的靶向制劑應具備的三大要素：13

基礎腫瘤生物學在體內實驗中,平均每十萬個靜脈注射的單克隆抗體中,只有1-10個能到達靶標。在腫瘤成像技術中造影劑也存在類似的限制。納米粒子表面具有高度的可修飾性,使用納米粒子靶向輸藥將大大改進對腫瘤及其他疾病的治療手段。靶向定位能力13基礎腫瘤生物學在體內實驗中,平均每十萬個靜脈注射14靶向機理被動靶向（Passivetargeting）主動靶向（Activetargeting）物理化學靶向（Physico-chemicaltargeting）

14靶向機理被動靶向（Passivetargeting）15被動靶向

即自然靶向：藥物被載體通過正常生理過程運送至肝、脾、肺等器官。一般的微粒給藥系統具有被動靶向性能。

微粒給藥系統被動靶向機制:

體內網狀內皮系統(RES)中吞噬細胞,將一定大小的微粒作為異物而攝取,較大的微粒由于不能濾過毛細血管床,而被機械截留于某些部位。

15被動靶向16根據微粒大小自然分布：

粒徑：>7um肺毛細血管機械截留

<7um肝脾中單核巨噬細胞攝取

100-200nm微粒被網狀內皮系統巨噬細胞攝取到達肝枯否細胞(Kupffercel1)溶酶體中；

50～100nm微粒進入肝實質細胞中

<50nm透過肝臟內皮細胞/通過淋巴傳遞到脾和骨髓中

16根據微粒大小自然分布：17巨噬細胞吞噬作用單核-巨噬細胞對微粒的吞噬作用決定于

1.血漿中的某些特定蛋白----即調理素(opsonins)2.巨噬細胞上的有關受體

微粒通過吸附調理素，粘附在巨噬細胞的表面，然后內在的生化作用(內吞、融合)被巨噬細胞攝取。

17巨噬細胞吞噬作用單核-巨噬細胞對微粒的吞噬作用決定于18大分子和顆粒進入和排出細胞胞飲吞噬18大分子和顆粒進入和排出細胞胞飲19被動靶向制劑的載體：

乳劑脂質體微球納米囊納米粒納米球19被動靶向制劑的載體：納米球20脂質體（Liposomes）

脂質體是將藥物包封于類脂分子層形成的薄膜內所構成的超微球狀囊泡這種具有類似生物膜雙分子層結構的分子囊稱脂質體（liposomes）20脂質體（Liposomes）脂質體是將藥21

脂質體的形成與結構

構成脂質體雙層的封閉小室：

內部---中心水性空間（包含一定體積的水溶液）周圍被脂質雙層包圍而獨立外層---脂質雙層形成的泡囊

lipidbilayeraqueousspace21

脂質體的形成與結構lipidbilayer22

水溶性藥物：在中心水性空間或層間水性空間脂溶性藥物：在雙分子層的疏水空間常見形態：球形、橢球形等大小：幾十nm~

幾個um之間

HydrophobicdruginlipidbilayerHydrophilicdrug22

HydrophobicdrugHydrophili23

脂質體是以磷脂、膽固醇等類脂質為膜材，具有類細胞膜結構，故作為藥物的載體，能被單核吞噬細胞系統吞噬，增加藥物對淋巴組織的指向性和靶組織的滯留性。

特點：①靶向性和淋巴定向性②

緩釋性③

細胞親和性與組織相容性④

降低藥物毒性⑤

保護藥物提高穩定性23脂質體是以磷脂、膽固醇等類脂質為膜材，具24脂質體使抗癌藥物在靶區具有滯留性

由于腫瘤細胞中含有比正常細胞較高濃度的磷酸酶及酰酶、因此將抗癌藥物包制成脂質體，不僅由于酶使藥物容易釋出，且可促使藥物中腫瘤細胞部位特異地蓄積。因此，如將包封于脂質體的抗癌藥物直接注入瘤體，能使局部有效的藥物濃度維持較長的時間，利于殺癌細胞。24脂質體使抗癌藥物在靶區具有滯留性25脂質體的作用特點脂質體在體內細胞水平上的作用機制有吸附、脂交換、內吞(endocytosis)、融合(fusion)等。25脂質體的作用特點26a：特異性載藥脂質體；b：非特異性載藥脂質體；c：在細胞質釋放藥物；d：吸附到細胞表面，破壞細胞膜組件，進入細胞內釋放藥物；e：與細胞膜進行脂質轉換，釋放藥物；f：特異性與非特異性胞吞；g：胞吞后，通過內含體進入溶酶體釋放藥物；h：胞吞后，內含體破裂，釋放藥物脂質體與細胞的相互作用脂質體與細胞的相互作用TorchilinVP.Recentadvanceswithliposomesaspharmaceuticalcarriers[J].NatureReviewsDrugDiscovery,2005(4):145–60.26a：特異性載藥脂質體；脂質體與細胞的相互作用脂質體與細胞THANKYOUSUCCESS2023/9/2127可編輯THANKYOUSUCCESS2023/8/12728主動靶向

通過改變微粒在體內的自然分布而到達特定靶部位。也即避免巨噬細胞攝取，防止在肝內濃集。主動靶向制劑包括修飾的藥物載體、前體藥物與藥物大分子復合物三大類制劑。2829

修飾的藥物載體作為“導彈”，將藥物定向地運送到靶區濃集發揮藥效。載體可以是受體的配體、單克隆抗體、對體內某些化學物質敏感的高分子物質等。29修飾的藥物載體作為“導彈”，將藥物定向地運送到30

用PEG等親水性材料修飾的藥物載體

在普通納米粒表面通過物理吸附或共價結合一層或多層親水性聚合物,可避開巨噬細胞吞噬,延長在血液中循環時間。可以降低吞噬，延長滯留時間,靶向其他組織器官。隱形(stealth)：是指納米粒在進入體循環后,可以避開肝臟等ＲＥＳ系統的攝取,而轉運到體循環中長時間存在或轉運至其它組織或器官。

避開巨噬細胞吞噬

“隱形”納米粒（stealthnanoparticles）

30用PEG等親水性材料修飾的藥物載體在普通納米粒31

某些細胞表面有特異受體，可將對受體有強親和力特異性配體與微粒表面結合，使微粒導向特定細胞，從而改變微粒的分布。這類配體包括：

---多糖、外源凝聚素和半抗原等。結合細胞特異性配體31某些細胞表面有特異受體，可將對受體有強親和力特異32例：葉酸受體介導主動靶向

大多數腫瘤細胞表面的葉酸受體數目和活性明顯高于正常細胞.

葉酸：靶向腫瘤細胞的抗腫瘤藥物的載體。阿霉素DOX葉酸FA葉酸受體FR32例：葉酸受體介導主動靶向大多數腫瘤細胞表面的葉酸33藥物組成33藥物組成34作用機制34作用機制35例：低密度脂蛋白(LDL)---抗癌藥物靶向新載體

LDL是存在于哺乳動物血漿中的脂蛋白，LDL受體活性及數量在一些癌細胞中高出正常細胞20倍以上。可作為一種特異性受體載體及抗癌藥物靶向新載體,將藥物釋放到靶細胞。特點：LDL是內源性脂蛋白,可避免在體循環中被迅速清除可克服一般載體靶向性差、不良反應大35例：低密度脂蛋白(LDL)---抗癌藥物靶向新載體

36

單克隆抗體免疫微粒：結合單克隆抗體(MCAb)后，可使微粒對細胞表面的抗原決定簇有靶向作用。如用抗T淋巴細胞的MCAb共價結合到聚甲基丙烯酸酯納米球上，再與血單核細胞溫育，發現可與T淋巴細胞結合，所有對照組均為陰性。結合細胞特異性抗體36單克隆抗體免疫微粒：結合單克隆抗體(MCAb)37

將活性藥物衍生成藥理惰性物質，在靶部位經降解成活性母體藥物后發揮作用前藥再生成母體藥物的基本條件：靶部位有足夠量的酶，能產生足夠量活性物質前藥能與藥物受體充分接近產生的活性藥物能在靶部位滯留前體藥物37將活性藥物衍生成藥理惰性物質，在靶部位經降解成38例：抗癌藥前體藥物：癌細胞比正常細胞含較高濃度的磷酸酯酶和酰胺酶

---可將藥物制成磷酸酯或酰胺類前藥

38例：抗癌藥前體藥物：39

應用一些特殊的物理化學方法如溫度、pH或磁場等外力作用將微粒導向特定部位。磁導向制劑熱敏制劑

PH敏感制劑栓塞制劑物理化學靶向39物理化學靶向40

利用藥物載體的磁性特點，在外加磁場的作用下，磁性納米載體將富集在病變部位，進行靶向給藥。磁導向40利用藥物載體的磁性特點，在外加磁場的作用下，磁性納41

優點：具有無創或微創、靶向性強、生物相容性好、治療效果好。將納米磁性材料的熱效應與藥物靶向傳導控釋相結合，局部升溫后可提高癌變組織管壁通透性，增強藥物的吸收。

應用：可用于疾病診斷和治療中的多個環節，對癌癥的早期診斷與治療有著重要的意義磁性納米材料應用前景41優點：具有無創或微創、靶向性強、生物相容性好、治42利用腫瘤間質液PH值比周圍正常組織顯著低的特點設計。采用PH敏感類脂為類脂質膜，在低PH環境中結構改變導致加速釋藥；如：N-十六酰-L-高半胱氨酸（PHC）

PH不同，該類脂存在兩種平衡構型：

PH降低時，形成閉合的環式，破壞了脂質雙分子層的穩定性，膜通透性增加，藥物釋放

PH敏感靶向制劑

42利用腫瘤間質液PH值比周圍正常組織顯著低的特點設計。PH43基因治療

腫瘤的基因治療：缺乏靶向性強、轉染效率高的基因載體，臨床效果不是很理想。

納米顆粒基因載體是一種無毒、高效、能穩定轉染的非病毒載體，將DNA、RNA等基因治療分子包裹在納米顆粒之中或吸附在其表面，同時也在顆粒表面耦聯特異性的靶向分子，如特異性配體、單克隆抗體等，通過靶向分子與細胞表面特異性受體結合，在細胞攝取作用下進入細胞內，實現安全有效的靶向性基因治療。43基因治療腫瘤的基因治療：缺乏靶向性強、轉染效率高44優點：緩釋靶向輸送保護核苷酸毒性小分類：脂質體基因載體樹狀多聚體的基因載體納米基因載體44優點：納米基因載體45

表面正電荷與核苷酸發生靜電作用，形成納米載體與質粒DNA的復合物。通過其表面陽離子與細胞膜上的糖蛋白及磷脂相互作用進入細胞質，實現基因治療。納米陽離子脂質體納米基因載體1:

納米脂質體基因載體納米技術----腫瘤治療45表面正電荷與核苷酸發生靜電作用，形成納米載體與質46

以avβ3整合蛋白為靶向的基因納米材料(a):avβ3-NP/RAF(-)表達的ATPu-RAF與avβ3整合蛋白結合;(b):內皮細胞凋亡(c):腫瘤細胞壞死.納米脂質體基因載體納米技術----腫瘤治療46以avβ3整合蛋白為靶向的基因納米材料(a):47

美國密西根州大學James等研制的對聚酰胺-胺型(PAMAM)樹突狀聚合物。裝載了DNA的樹突狀聚合體注入組織，內吞作用的方式進入細胞，DNA分子釋放出來，實現基因的整合。

納米基因載體2:樹突狀