酶敏感复合载药系统的构建及三维肿瘤球穿透和药效文献综述

开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）

一、选题背景及研究概述

肿瘤具有异常的组织结构。首先，大量存在的细胞外基质可以影响肿瘤的恶性转化，在肿瘤的侵袭和转移过程中发挥着重要作用。细胞外基质还会阻碍药物在肿瘤组织中穿行，降低了肿瘤组织对药物的敏感性^[1,2]。其次，相比于正常组织，肿瘤部位的血管通常是复杂的，分支过多^[3]，所以肿瘤部位血流量十分不规律。过低的肿瘤血流量导致药物无法有效递送。除此之外，肿瘤部位功能性淋巴管的缺失使得间质压升高^[4]。过高的间质压抑制了大分子药物的穿透。肿瘤的这些异常微环境限制了对纳米粒子的摄取，因此，如何增加纳米粒子在肿瘤部位的穿透能力是医药工作者急需解决的问题。

据文献报道，纳米粒子的粒径对其穿透能力的影响不容忽视。相比于大粒径纳米粒子，小粒径的纳米粒子更能够穿透到肿瘤深处^[5,6,7]，然而小粒径纳米粒子的快速迁移使得其很容易被快速清除到其他组织。数据显示，50-100 纳米的微粒将被肝截留，小于 50 纳米的微粒会与肝细胞发生相互作用，脾可以捕获 300-400 纳米的微粒，而只有 100-200 纳米的微粒最容易渗漏到肿瘤组织，但是，60 纳米以上的微粒几乎又不能在肿瘤组织中穿行。所以，纳米载体既要避免对正常组织的损伤，同时又要兼顾对肿瘤组织的穿透性，这必然会产生对粒径的矛盾需求。因此，我们拟设计一种粒径可变换的纳米载体来解决这一矛盾。

在正常组织中，MMPs表达很少，而在多种实体瘤和恶性血液病中，包括结肠，乳腺，卵巢，肾脏等肿瘤中大量表达^[8]。MMPs通过降解细胞外基质来促进肿瘤的侵袭和转移。目前MMPs家族已分离鉴别出26个成员，编号分别MMP1～26。研究发现，MMP-9在多种恶性肿瘤的癌细胞和细胞外基质中都有较高表达，与肿瘤的浸润和转移关系密切^[9]。MMP-9酶作为肿瘤组织靶标已被应用在许多研究中。Kalafatovic D^[10]等人利用MMP-9酶敏感的多肽胶束递送阿霉素到肿瘤部位，在MMP-9的催化水解作用下形成纤维状纳米结构，这种结构使得药物在靶向位点缓慢释放。PS Kulkarni^[11]等人合成了一种MMP-9可清除的脂肽，与POPC，POPE-SS-PEG，胆固醇-半琥珠酸酯磷脂一起，形成纳米囊泡。PEG基团覆盖在脂肽上，防止脂肽被MMP-9水解。随着谷胱甘肽水平升高，PEG基团逐渐被移除，暴露出脂肽。肽键的清除扰乱了囊泡的磷脂层，从而使包载的药物被释放出来。因此，为了达到粒径切换这一目的，我们利用了肿瘤部位异常表达的基质金属蛋白酶MMPs。我们选用MMP-9作为靶标，通过其酶降解作用使得加入了酶敏感聚合物的初级载体裂解，释放出小粒径的次级载体，使粒径得以切换。

脂质体作为一种生物相容性的药物载体，近年来越来越受到关注^[12,13]。脂质体不但可以包裹药物使其与周围的机体组织液分离，还能通过控制药物释放阻止其沉淀析出，从而减少刺激性，脂质体还能利用肿瘤组织的EPR效应^[14]，增加药物的肿瘤靶向性，进而提高治疗效果，降低对正常组织细胞的副作用。

因此，实验选用的初级载体为在脂质体的制备材料中加入一定比例的MMP-9酶敏感材料制备成的杂交脂质体。加入的酶敏感材料是通过固相合成法制备的一种两亲性多肽。固相合成法是将目的多肽C端氨基酸的羧基与同一不溶性高分子树脂以共价键连接，此氨基酸作为氨基组分。脱去氨基保护基，与过量的活化羧基组分反应，肽链得以延长。按照缩合洗涤去保护洗涤缩合步骤进行操作，得到目的肽链^[15]。与传统既麻烦又费时的液相多肽合成法相比，固相多肽合成已成为一种广泛应用的技术。

采用的药物为新型合成药ASL，也称为SN 21407或CI-921。ASL是拓扑异构酶II抑制剂，研究表明，ASL比胺苯吖啶有更高的血药浓度，并且药物在体内清除的更慢。相比于安丫啶，其对于乳腺癌和肺癌有更好的治疗效果。ASL在肿瘤治疗方面表现出广阔的应用前景。

二．预期目标

本项目从肿瘤的微环境，载体的穿透性以及安全性入手，设计以一种大粒径酶敏感性聚合物与磷脂构建的杂交脂质体为初级载体，小粒径载药胶束为次级载体，期望其能在靶向肿瘤组织后，根据肿瘤病理环境切换成小粒径以深入穿透肿瘤组织，促进癌细胞层层凋亡。用粒径、包封率、体外释放、体外酶敏感性等作为评价指标，筛选出最优处方。并考察复合载药系统对三维肿瘤球的穿透性，且对其药效进行研究。要达到的目的具体如下：