本发明属于医药，具体涉及一种次氯酸响应性二聚体前药、纳米粒及其制备方法和用途。
背景技术：
1、化疗仍然是目前临床上治疗恶性肿瘤的主要手段之一。然而，癌症的发生和发展是一个多因素，多阶段，多基因相互作用的复杂过程，因此依赖于单一化疗的治疗手段抗肿瘤效果有限，并且极易引发肿瘤耐药。肿瘤耐药患者对化疗药物的敏感性逐步降低，严重影响化疗疗效，最终导致癌症的复发和转移。同时，传统化疗药物具有严重的全身毒副作用，治疗指数较低，患者耐受性较差，也是导致患者化疗失败的原因之一。因此，亟需探索开发更为安全、高效的肿瘤精准联合治疗手段用以提高癌症的治疗效果，从而可以最大限度地提高患者生存质量。
2、近年来，基于纳米技术的“诊疗一体型”化疗联合光动力治疗策略在肿瘤联合治疗方面展现出巨大的治疗优势。一方面，化疗协同光动力治疗能够消除肿瘤细胞的异质性，减少肿瘤耐药的发生。光动力疗法产生的单线态氧能够直接损伤dna促使肿瘤细胞发生凋亡而不产生耐药性；其中，单线态氧还可损伤参与肿瘤耐药的抗凋亡蛋白(bcl-2)和atp结合盒转运蛋白(abcg2)，从而减少化疗药物外排，增强化疗药物治疗疗效。另一方面，光动力治疗可辅助化疗的实施，增强肿瘤靶向药物递送效率。光动力产生的单线态氧可改变肿瘤血管和肿瘤细胞膜的通透性，从而增强化疗药物在肿瘤部位的蓄积和空间分布；同时，治疗过程中产生的单线态氧还可破坏肿瘤细胞溶酶体膜，促使化疗药物快速从溶酶体逃逸至细胞质以便更好的发挥抗肿瘤作用，从而实现化疗与光动力治疗的有机结合，增强抗肿瘤疗效。另外，多模态成像技术引导的“诊疗一体化”有助于精确引导肿瘤光动力治疗。综合上述分析，“诊疗一体型”化疗协同光动力治疗策略对癌症的精准联合治疗具有非常重要的意义。
3、近年来，研究人员开发了一系列基于纳米技术的化疗药物与光敏剂共递送策略用于实现肿瘤化疗联合光动力治疗。有研究采用物理性包裹的方法将光敏剂与化疗药物同时封装于纳米载体中以实现肿瘤联合治疗。然而，非共价装载药物面临着载药效率低(<10％)、稳定性差以及容易引发药物泄露等诸多问题，难以实现化疗药物和光敏剂的肿瘤精准靶向控释递送，对正常组织依然有较大的毒副作用。对此，另有研究基于前药递送策略，采用化学键合的方式将化疗药物和光敏剂分别连接在聚合物材料上来实现化疗药物与光敏剂的靶向共递送。该系统虽然在一定程度上提高了药物的包封效率，但载药量仍然较低，且难以避免载体材料的潜在毒性。针对以上不足，为提高药物的载药量，有研究采用小分子前药自组装纳米药物递送策略，借助酶响应性多肽或氧化还原敏感性化学键将化疗药物与光敏剂连接形成二聚体前药偶联物。该类二聚体前药可自组装形成具有高载药量的纳米共递送系统。以上递药系统虽然具备一定程度的肿瘤“诊疗一体化”功能，但依旧存在诸多瓶颈问题：(1)仍旧使用“always on”光敏剂，肿瘤特异性诊断能力较低且缺乏肿瘤选择性。以上递送系统中的光敏剂荧光处于“常开”状态，容易产生背景信号干扰，降低肿瘤特异性成像能力。此外，由于光敏剂缺乏肿瘤选择性，因而具有潜在光毒性；(2)疏水性光敏剂的释放速率不足，使得光动力效应不佳。由于以上纳米递药系统中的光敏剂常具有较强的疏水性，因此在伴随化疗药物释放过程中，疏水性光敏剂的释放速率不足。(3)光敏剂存在淬灭效应，削弱光动力治疗效果。疏水性光敏剂被紧密包裹在纳米粒中，容易引发光敏剂的聚集诱导淬灭效应；同时，纳米递药系统释放出的疏水性光敏剂在细胞质环境中依然有聚集倾向，仍难以摆脱聚集诱导淬灭效应的影响，从而降低光动力治疗效率，影响肿瘤诊治效果。阿霉素(dox)是传统化疗药物，临床上常用于治疗乳腺癌、胃癌、肺癌、卵巢癌、膀胱癌、淋巴瘤等多种实体瘤以及造血系统恶性肿瘤白血病。dox可诱导严重的心脏毒性，表现为心肌细胞损伤、细胞凋亡、坏死细胞死亡，以及出现危及生命的左心室功能障碍、心律失常以及心力衰竭等。dox诱导的心脏毒性分为急性、慢性和迟发性，以急性和慢性心脏毒性为主。急性心脏毒性多在给药期间或给药2～3d内发生，通过适当的药物治疗是可逆的。慢性心脏毒性呈进展性且不可逆，通常在用药后1年左右发生。目前，dox诱导心脏毒性的确切机制仍不明确，较为公认的机制包括氧化应激、线粒体损伤、dna损伤、钙超载、细胞自噬和凋亡等。
4、亚甲基蓝(methylene blue，mb)是一种亲水性、水溶性的吩噻嗪类光敏感剂，具有宽的光吸收区(600-900nm)，吸收峰为660nm，单线态氧的量子产率为0.52。此外，mb作为新型的光敏剂具有低暗毒性，已被fda批准用于治疗人类高铁血红蛋白血症，并已被广泛用于光动力治疗去治疗病毒、细菌和癌细胞，且表现出巨大的应用前景。
5、梁军龙2019年在《基于化疗-光热/光动力协同治疗的纳米载体制备及体外抗肿瘤性能研究》报道，通过二次乳化-溶剂挥发法将mb和dox同时包封在bsa层包被的plga微球中得到药物递送系统mb@dox/pb。但两种药物还是存在泄露，以及泄露后对正常组织产生毒副作用的风险；此外，该药物递送系统中mb的荧光处于always on状态，使得背景较高，导致肿瘤诊断能力变弱。
6、因此，迫切需要将mb和dox联合，开发一种“触发-激活”式光敏剂与化疗药物共递送系统，用于实现化疗药物dox和水溶性光敏剂mb在肿瘤局部的特异性“活化”及快速释放，从而使其在具备特异性肿瘤诊断能力的同时还可避免光敏剂产生淬灭效应，降低药物的全身毒副作用，进而增强肿瘤诊疗效果。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种次氯酸响应性二聚体前药、纳米粒及其制备方法和用途，用于解决现有技术中存在的问题。本发明的次氯酸响应性二聚体前药、纳米粒具有良好的生物相容性、较高的载药率，制备过程简单可控、原料易得、条件温和，在次氯酸浓度较高的肿瘤治疗中有广泛的应用前景。
2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明是通过以下技术方案获得的。
3、本发明的目的之一在于提供一种次氯酸响应性二聚体前药，结构式如下式所示，
4、
5、本技术的次氯酸响应性二聚体前药未接触次氯酸时，该二聚体前药未被次氯酸激活时处于无荧光状态；一旦经次氯酸激活则释放具有荧光的亚甲基蓝和阿霉素。同时，本技术的次氯酸响应性二聚体前药通过亚酰胺键连接阿霉素和亚基蓝，有效降低了阿霉素和亚基蓝的毒副作用。此外，本技术的次氯酸响应性二聚体前药能选择、富集于肿瘤细胞中，经次氯酸激活从而释放亚甲基蓝和阿霉素，经光照射后，亚甲基蓝产生光动力效应治疗肿瘤，阿霉素发挥化疗治疗肿瘤，实现了化疗和光动力协同治疗肿瘤的效果。
6、本发明的目的之二在于提供如上所述的二聚体前药的制备方法，包括如下步骤：
7、将阿霉素和式i所示化合物在溶剂中反应，得到所述的二聚体前药。
8、
9、在某些实施方式中，所述阿霉素选自盐酸阿霉素。
10、在某些实施方式中，所述阿霉素和式i所示化合物的质量比可以为(0.2～2)：1，也可以为(0.2～1.1)：1，也可以为(0.8～1.5)：1，也可以为(1.2～2)：1，也可以为29:21。
11、在某些实施方式中，所述溶剂选自二氯甲烷、三乙胺和水中的一种或多种。
12、在某些实施方式中，所述反应的温度可以为10～30℃，也可以为10～16℃，也可以为12～25℃，也可以为22～30℃。
13、在某些实施方式中，所述反应的时间为10～60h，也可以为10～35h，也可以为28～46h，也可以为42～60h，也可以为48h。
14、在某些实施方式中，所述反应在保护气氛中进行。所述保护气氛选自氮气。
15、在某些实施方式中，反应后还包括后处理，所述后处理包含萃取、洗涤和干燥中的一种或多种；
16、在某些具体的实施方式中，萃取时采用二氯甲烷萃取。
17、在某些具体的实施方式中，洗涤时采用氯化钠水溶液洗涤。
18、在某些具体的实施方式中，干燥时采用无水硫酸钠干燥。
19、在某些具体的实施方式中，还包括分离提纯。所述分离提纯采用二氯甲烷和乙醇的体积比为80:1进行梯度洗脱，然后旋蒸。
20、在某些具体的实施方式中，将式i所示化合物溶于二氯甲烷和三乙胺中得到式i所示化合物溶液，将阿霉素溶于水得到阿霉素水溶液，然后将所述阿霉素水溶液滴加至所述式i所示化合物溶液中反应，得到所述的二聚体前药。
21、本发明的目的之三在于提供一种纳米粒，包含如上文所述的二聚体前药和高分子材料。
22、本技术通过二聚体前药和高分子材料共组装为形态和粒径均一的纳米粒md，经给药到达肿瘤细胞后，肿瘤细胞内高浓度的次氯酸可特异性激活纳米粒，同步释放出化疗药物dox和mb；在近红外光的照射下，mb可介导光动力效应，通过产生大量的ros，联合化疗药物dox增强对肿瘤细胞的杀伤能力，且本技术的纳米粒对细胞的毒性低，能靶向选择肿瘤细胞释放并杀伤肿瘤细胞，有效提高生存周期。
23、在某些实施方式中，所述高分子材料为结构中包含聚乙二醇、聚乳酸、聚乙交酯、聚(丙交酯-乙交酯)、聚己内酯、聚三亚甲基碳酸酯、聚对二氧环己酮、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯和聚多肽中的任意一种或多种嵌段结构的高分子材料。
24、在某些具体的实施方式中，所述高分子材料为聚乙二醇-聚乳酸、聚乙二醇-聚乙交酯、聚乙二醇-聚(丙交酯-乙交酯)、聚乙二醇-聚己内酯、聚乙二醇-聚三亚甲基碳酸酯和聚乙二醇-聚对二氧环己酮中的一种或多种。
25、在某些更具体的实施方式中，所述高分子材料为聚乙二醇-聚己内酯(dspe-peg)。优选的，所述聚乙二醇(peg)的分子量为2000。
26、在某些实施方式中，所述纳米粒的包封率为80～95％，也可以为90.85％、84.82％和88.41％。
27、在某些实施方式中，所述纳米粒的粒径可以为80～120nm，也可以为100nm。
28、本发明的目的之四在于提供如上文所述的装纳米粒的制备方法，包括如下步骤：
29、二聚体前药和高分子材料溶于有机溶剂中得到混合液，将所述混合液滴加到无机溶剂中，得到所述的纳米粒。
30、在某些实施方式中，所述有机溶剂选自乙醇或二甲基亚砜(dmso)中的一种或两种。
31、在某些实施方式中，所述无机溶剂为缓冲液或水。
32、在某些实施方式中，将所述二聚体前药溶于无机溶剂，将所述高分子材料溶于有机溶剂，混合得到所述的混合液。具体地，将二聚体前药溶于dmso，将高分子材料溶于dmso，然后混合，将混合溶液滴加至pbs中，固液分离，得到所述的纳米粒。
33、本发明的目的之五在于提供一种药物组合物，包含如上文所述的二聚体前药或如上文所述的纳米粒，以及药学上可接受的赋形剂。
34、本技术所述药物组合物中，所述药学上可接受的辅料应当与所述复合材料相容，即能与其共混而不会在通常情况下大幅度降低复合材料的效果。本技术所述药物组合物中，所述药学上可接受的辅料选自载体、稀释剂、粘合剂、润滑剂和润湿剂中的一种或多种。可作为药学上可接受的载体、稀释剂、粘合剂、润滑剂和润湿剂的一些物质的具体例子是糖类，如乳糖、葡萄糖和蔗糖；淀粉，如玉米淀粉和土豆淀粉；纤维素及其衍生物，如甲基纤维素钠、乙基纤维素和甲基纤维素；西黄蓍胶粉末；麦芽；明胶；滑石；固体润滑剂，如硬脂酸和硬脂酸镁；硫酸钙；植物油，如花生油、棉籽油、芝麻油、橄榄油、玉米油和可可油；多元醇，如丙二醇、甘油、山梨糖醇、甘露糖醇和聚乙二醇；海藻酸；乳化剂，如tween；润湿剂，如月桂基硫酸钠；着色剂；调味剂；压片剂、稳定剂；抗氧化剂；防腐剂；无热原水；等渗盐溶液；和磷酸盐缓冲液等。这些物质根据需要用于帮助配方的稳定性或有助于提高活性或它的生物有效性。
35、本发明的目的之六在于提供如上文所述的二聚体前药或如上文所述的纳米粒或如上文所述的药物组合物在制备抗肿瘤药物中的用途。
36、在某些实施方式中，所述抗肿瘤药物通过注射给药、口服给药或局部给药。
37、在某些实施方式中，所述抗肿瘤药物中的肿瘤选自乳腺癌、支气管肺癌、卵巢癌、软组织肉瘤、成骨肉瘤、横纹肌肉瘤、尤文肉瘤、母细胞瘤、神经母细胞瘤、膀胱癌、甲状腺癌、前列腺癌、头颈部鳞癌、睾丸癌、胃癌和肝癌中的一种或多种。优选的，为乳腺癌。
38、在某些实施方式中，所述抗肿瘤药物为光动力和化疗联合治疗药物。
39、在某些实施方式中，所述抗肿瘤药物的用法用量为：以纳米粒计，对于小鼠而言，采用静脉给药方式，每1天给药一次，每次剂量为5mg/kg～20mg/kg。本技术中的纳米粒给药一般为10日～14日一个疗程。
40、本发明还进一步提供了一种治疗肿瘤的方法，它包括给予有需要的作用对象施用有效量的如上文所述的纳米粒或上文所述的药物组合物。所述方法也可以是体外的或非治疗性的所述作用对象为哺乳动物，如但不限于人、灵长类、牲畜、宠物、实验室试验动物或被捕获的野生动物。所述对象优选灵长类。所述对象最优选人。所述对象可以是肿瘤的患者或者期待预防肿瘤的个体。所述纳米粒或药物组合物可以在接受肿瘤治疗前、中、后向对象施用。
41、本技术的次氯酸响应性二聚体前药、纳米粒一旦经次氯酸(hclo)刺激激活后，会释放对应的dox以及具有抗炎性、能够产生明亮荧光的mb，能协同化学-光动力治疗肿瘤。
42、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
43、1)本技术的二聚体前药通过酰胺键将亚甲基蓝和阿霉素连接形成，该二聚体前药未经次氯酸刺激时处于无荧光状态，一旦被hclo刺激激活，快速释放具有荧光的mb和阿霉素；本技术的二聚体前药有效降低了单独亚甲基蓝和阿霉素给药的毒副作用，且制备原料廉价易得，制备工艺简单，制备条件温和，易于产业化生产。
44、2)本发明制备的纳米粒的粒径较小，形态圆整且呈现均匀的球形，包封率可达80～95％，且在pbs中粒径几乎未发生改变，稳定性好。
45、3)本技术的二聚体前药、纳米粒能靶向选择富集于肿瘤细胞中，而在心、脾、肺和肾器官中均不沉积；其在次氯酸环境中能同步、快速释放化疗药物dox和光敏剂mb，极大地降低了药物的脱靶率，减少药物的毒副作用。
46、4)本发明的纳米粒经高分子材料，特别是peg化修饰增加了纳米粒在体内的血液循环时间，提高了血浆半衰期，增加了药物在肿瘤部位的积聚能力。
47、5)本发明的纳米粒同时负载光敏剂mb和化疗药物dox，可实现肿瘤化疗联合光动力治疗，高效抑制肿瘤，延长生存周期。
48、6)本发明制备的纳米粒，具有良好的生物相容性和可降解性，且原料廉价易得，制备工艺简单，制备条件温和，是一种优良抗癌药物靶向纳米载体。
1.一种次氯酸响应性二聚体前药，其特征在于，结构式如下式所示，
2.如权利要求1所述的二聚体前药的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述阿霉素和式i所示化合物的质量比为(0.2～1.5)：1；
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，萃取时采用二氯甲烷萃取；
5.一种纳米粒，其特征在于，包含如权利要求1所述的二聚体前药和高分子材料。
6.如权利要求5所述的纳米粒，其特征在于，所述高分子材料为结构中包含聚乙二醇、聚乳酸、聚乙交酯、聚(丙交酯-乙交酯)、聚己内酯、聚三亚甲基碳酸酯、聚对二氧环己酮、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯和聚多肽中的任意一种或多种嵌段结构的高分子材料；
7.如权利要求5或6所述的纳米粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
8.一种药物组合物，其特征在于，包含如权利要求1所述的二聚体前药或如权利要求5-6任一项所述的纳米粒，以及药学上可接受的赋形剂。
9.如权利要求1所述的二聚体前药或如权利要求5-6任一项所述的纳米粒或如权利要求8所述的药物组合物在制备抗肿瘤药物中的用途。
10.如权利要求9所述的用途，其特征在于，所述抗肿瘤药物通过注射给药、口服给药或局部给药；
