一．选题背景与意义
癌症是严重危害人类生命健康的重大疾病之一,已被列为人类面临的“第二号杀手”(仅次于心血管疾病),导致全球大约13%的死亡率。在肿瘤治疗方面,化疗一直占据着不可替代的地位。但是化疗主要存在两大缺陷[1]: (1)化疗药物体内非特异性分布,导致了严重的毒副作用;(2)肿瘤细胞的多药耐药性。为了克服上述问题,纳米药物载体已经应用于癌症治疗[2]。
肿瘤多药耐药(Multidrugresistanee,MDR)是临床上化疗失败的主要原因之一，是指在化疗过程中,当肿瘤细胞对某种治疗药物产生耐药性后,对未接触过的、结构不同、作用机制各异的其他抗肿瘤药物具有交叉耐药性。迄今,许多抗肿瘤药物如紫杉烷类、长春碱类和蒽醌类等,在临床上都出现了多药耐药性。从药物传递系统的角度研究逆转肿瘤MDR是治疗多药耐药肿瘤的一种新思路[3]。
PTX是一种含有紫杉烷结构的抗癌药，具有微管稳定作用,通过抑制细胞有丝分裂来诱导细胞凋亡,是一种高效的细胞毒类药物,对多种恶性肿瘤均具有抗癌活性。目前,随着肺癌、乳腺癌和卵巢癌等恶性肿瘤呈多发趋势,PTX己成为广谱抗癌药而应用于多种恶性肿瘤的治疗[4]。
聚合物胶束作为一种新型的纳米药物载体,得到了广泛的关注,多种抗肿瘤药物的胶束制剂已经处于临床前或临床试验阶段,有些胶束制剂已经被美国食品药品监督管理局(US Food and Drug Administration, FDA)批准应用于临床。聚合物胶束是两亲性嵌段共聚物在水溶液中自组装形成的一种难溶性药物的储存库，药物分子可通过物理包封、化学键合和静电相互作用等手段承载于聚合物胶束的内核。其优点包括1、载体在体内易被降解，生物兼容性好，机体更容易吸收；2、粒径在20到200nm，降低了被内皮网状系统（RES）识别和摄取的几率，可通过EPR效应进入肿瘤组织，生物利用率高；3、因为其载体多用天然高分子材料，故而毒副作用小，安全性好；4、有的载体相当于增溶剂，可以提高药物的溶解度，使难溶性药物得到了充分应用；5.药物负载能力很高，而且载药范围广6、临界胶束浓度(CMC)较低，热力学和动力学稳定性高，所以耐血液稀释能力也很高7、有些载体还有靶向性，抗多药耐药（MDR）等独特的优势。这些优势使其在解决难溶性药物，大分子药物和基因治疗药物的给药途径方面发挥了重要作用[3]。两亲性嵌段共聚物在水性环境中能自发形成具有“核壳”结构的聚合物胶束。其疏水性内核可装载疏水性的药物并作为释药PC库,亲水性的外壳可减少胶束与单核吞唆细胞系统(MPS)间的相互作用,避免被MPS大量摄取,并有利于胶束在水中的分散,同时外壳还可与细胞、蛋白等生物成分发生相互作用,影响药物的体内药动学和体内分布行为[6]。并且亲水性嵌段形成的亲水性外壳能有效减少血装蛋白质对胶束的吸附,也可以避免网状内皮系统的识别和吞噬,使胶束在血液中长时间循环并保持稳定。而疏水性嵌段构成内核,充当疏水性药物的贮存区,显著提高了药物的溶解性和稳定性。由于其长循环性和纳米级粒径(lO-lOOnm),聚合物胶束还能利用某些病变组织(如肿瘤、炎症或梗塞区域)的增强渗透与滞留(Enhanced permeability and retention, EPR)效应达到被动靶向的效果[7]。
Pluronic类聚合物胶束是一种良好的药物载体系统，能有效改善难溶性药物的水溶性。Pluronic是一类三嵌段共聚物，不同类型的三嵌段比例也不同，故而不同相对分子质量的Pluronic以及不同PPO：PEO组成比例的Pluronic所形成的胶束内核的体积也不同。普朗尼克F 127（Pluronic F127，PEO100-PPO65-PEO100）HLBb为22，是目前药物制剂研究中应用比较多的一种，因为Pluronic F127的安全性好，表面活性高,而且一定浓度的Pluronic F127聚合物溶液还具有低温时为液体、温度升高时转变成凝胶的反向热胶凝特性[8]。
- 拟解决的问题
研究发现，不同的嵌段共聚物也可协同发挥各自特点和作用。疏水性Pluronic具有抗耐药功能，而亲水性Pluronic可以增加胶束的稳定性。形成理想的混合胶束是聚合物胶束给药系统的发展方向,因为它可以弥补单一胶束载药量低、稳定性差和不耐稀释等缺点。Pluronic F127聚合物溶液本身也存在着机械强度差、溶蚀快、作用时间短、PEO-PPO-PEO嵌段不能被生物降解等缺点。本实验考虑到这个因素，故而采用将Pluronic F127与Pluronic L44混合使用，以解决单独应用Pluronic F127时遇到的一些问题。Pluronic（PEO24-PPO20-PEO16) L44，HLBb为12，疏水性，是已知的疏水性胶束中较亲水性的表现出较高的增溶能力的一种普朗尼克。Pluronic L44同时具有较强的抗多药耐药性。然而，据报道，L44单个形成胶束具有低的稳定性，并最终还原为相分离状态，缺乏实际应用价值。因而将Pluronic F127与Pluronic L44混合使用，使其既能增加胶束的稳定性，同时又能减少P糖蛋白的外排作用，提高药物的抗耐药性，进而使得普朗尼克可以更加广泛、有效的用于构建药物载体。
本实验以Pluronic L44/F127聚合物胶束和紫杉醇(PTX)作为研究对象,旨在制备一种新型紫杉醇给药系统,既能增溶疏水性的抗肿瘤药物紫杉醇,同时又具有逆转肿瘤MDR的能力,以解决紫杉醇临床应用的两大问题:水难溶性与耐药性,为探索逆转肿瘤多药耐药性的新途径提供实验依据和理论基础。
三．研究的手段和方法
本实验将以普郎尼克（Pluronic）F127和L44作为载体，紫杉醇（PTX）作为研究对象，构建紫杉醇纳米混合胶束以调高紫杉醇的临床治疗和抗耐药功能。在实验中将采用薄膜水化法制备PTX-Pluronic L44/F127混合胶束，通过HPLC法测定药物浓度，求得其包封率和载药量，并应用星点设计-效应面优化法（CCD-RSM）对处方进行优化，通过考察粒径、表面电荷、差示扫描量热法的测定结果、粉末X 射线衍射的测定结果等对共聚物胶束给药系统进行初步评价。以包封率和载药量为优化指标，得到最优处方，并研究此纳米胶束的理化性质。研究紫杉醇纳米胶束在大鼠体内的分布行为，并进一步研究紫杉醇胶束对于肺癌细胞的细胞毒性，对耐药细胞的逆转功能等。
