中文摘要
基于自然界广泛存在的"免疫伪装"策略,即微生物利用唾液酸"装扮"自身以逃脱宿主免疫系统识别的机制,构建具有"免疫伪装"功能的新型药物载体。通过希夫碱反应与酰胺化反应的定向连接策略合成20-30个唾液酸(SA)/聚唾液酸(PSA)衍生物。使用上述材料修饰脂质体和胶束以构建"免疫伪装"载体,并系统评价PSA聚合度及修饰密度等因素对其体内外行为的影响。从"免疫器官"、"免疫细胞"和"免疫分子"三个层面研究SA/PSA衍生物的"免疫伪装"机理。在此基础上,利用SA/PSA衍生物的长循环特性、肿瘤的EPR效应、肿瘤微环境特征和肿瘤血管内皮细胞/肿瘤细胞表面的"选择素",进行靶向递药研究。本项目有助于阐明免疫系统与药物递送系统间的相互作用,为建立具有优异生物相容性的新型药物递送平台提供科学依据。
英文摘要
Based on the widely existing "immunocamouflage" strategy that microorganisms "dress up" themselves with sialic acid to escape the recognition of host immune system, we constructed a novel drug carrier possessing the function of "immunocamouflage". 20-30 derivatives of SA/PSA were synthesized with directional couple by Schiff base reaction and amidation raction. Liposomes and micelles were given the function of "immunocamouflage" by modification with SA/PSA derivatives. Then, the affects of polymerization and composition on the in vitro/in vivo behavior of SA/PSA modified carriers were evaluated systemically, and the mechanism of "immunocamouflage" for SA/PSA modified carriers was explored within levels of "immune organs"," immune cells " and " immune molecules". Further, the affect of EPR effect, tumor microenvironment and "selectins" on the passive/active targeting properties of "immunocamouflage carrier " would be explored. The present project will clarify the interrelationship between immune system and drug delivery system(DDS) and provide scientific evidence for developing new DDS with excellent biological compatibility.
结题摘要
适者生存的进化过程选择了强大的免疫系统时刻保护着人类。然而,为了避免药物载体进入体内后引起不必要的免疫反应,本课题主要采用唾液酸(SA)/聚唾液酸(PSA)衍生物构建具有"免疫伪装"功能的一系列新型药物载体,包括:脂质体、胶束、乳剂、固态脂质纳米粒、聚离子复合物和前药纳米粒等。首次采用Wistar大鼠和Beagle犬作为动物模型对SA/PSA修饰药物载体的免疫伪装能力进行评价,首次发现PSA修饰药物载体可以避免加速血液清除(Accelerated Blood Clearance,ABC)现象。通过单核细胞对SA/PSA修饰药物载体的摄取能力实验与体内抗PSA-IgM表达量测定,首次初步阐述了SA/PSA避免药物载体ABC现象的机理。虽然SA/PSA修饰的药物载体在体内没有刺激免疫系统,但是终难逃被清除的命运。本课题组考察了外周血单核细胞和中性粒细胞(Neutrophils,NEs)对SA/PSA修饰的药物载体摄取能力,首次发现NEs能够快速摄取SA/PSA修饰的药物载体,尤其是炎症和肿瘤环境中的NEs。采用CD62L单克隆抗体特异性标记NEs表面的SA受体L-selectin,首次从分子水平证明NEs摄取SA/PSA修饰载体的机制。进一步采用摄取了多柔比星脂质体的中性粒细胞(DOX-CL/NEs)与单核细胞共孵育,证明单核细胞可以摄取DOX-CL/NEs。因此,本课题组首次提出“中性粒细胞-单核细胞吞噬系统”(Neutrophil-mononuclear phagocytic system,NMPS)概念,以期完善药物载体体内清除机制。复杂的免疫系统让药物载体无处遁形,有必要用免疫学的思维方式考虑药剂学问题,因此本课题组提出免疫药剂学(Immunopharmaceutics 或者 Immunopharmacy)的概念,指导处方设计、制备工艺、质量控制与合理应用。按照免疫药剂学的指导,采用PSA与多柔比星(DOX)制备的聚离子复合物(PD-PICs)高效靶向NEs,沿着细胞因子浓度梯度,趋向于肿瘤部位,被肿瘤相关巨噬细胞捕获,最终抑制肿瘤生长,甚至出现肿瘤脱落现象。为了兼顾制剂对肿瘤细胞的抑制与对机体非特异性的损伤,本课题组提出抑瘤指数(Tumor-inhibition index, TIindex)的概念,即体重/瘤重,抑瘤指数越大,综合治疗效果越好。
