跨越肿瘤递送屏障的多功能腺病毒载体系统的研究

基因治疗的兴起为肿瘤的治疗提供了一个新的策略。与化疗、放疗等传统治疗方法相比，基因治疗具有毒副作用较小、疗效显著等优势。然而，目前唯一上市的基因治疗产品重组人p53腺病毒注射液，仅限于肿瘤局部给药。本课题全面分析了目前腺病毒基因载体的不足，针对其靶向性和免疫原性两大关键问题，对载体进行修饰改造，并充分考虑了肿瘤血管，肿瘤细胞间质和肿瘤细胞表面的特殊性质。我们设计合成两种具有特殊功能的非均相PEG材料，它们可与腺病毒形成复合物，使腺病毒载体具有长循环性，肿瘤血管和肿瘤间质穿透性，肿瘤细胞靶向性等普通腺病毒载体不具备的优点。该载体系统克服了腺病毒自身的缺点，并可跨越肿瘤血管和肿瘤组织的天然屏障，实现高效的基因传递。该基因传递系统的构建，为以腺病毒为载体的基因治疗的血管内给药和多次给药提供科学基础，为肿瘤基因治疗的新型载体的研究提供科学依据。

本课题用β-环糊精交联聚乙烯亚胺（PEI），既提高了材料中正电荷的数量又避免了大分子量的PEI所引发的毒性。通过PEG-MMP底物肽末端的羧基与β环糊精交联的PEI上的氨基进行酰胺化反应，得到了目标材料CDPCP，经过高效液相色谱和核磁鉴定，产物结构正确。接着，用薄层层析法验证了MMP可以在特点位点将CDPCP切开。将CDPCP与腺病毒在水相混合孵育，得到了CDPCP/Ad复合物。在透射电镜下，观察到复合物分散性良好，材料包裹较均匀。利用激光粒度分析仪测得复合物的粒径在130nm左右，载体带正电荷。.体外细胞实验说明，与裸病毒相比，CDPCP/Ad复合物在多种细胞株上的转导效率都有所提高，而材料与腺病毒的复合比例、细胞株MMP的分泌量和CAR受体的表达对转导结果均有影响。其中，在MMP分泌较多的细胞株上，CDPCP/Ad复合物的转导效率显著高于不可断裂PEG材料组成的复合物，在细胞摄取和内吞体逃逸实验进一步说明，可断裂PEG有助于载体被细胞摄取和从内吞体中逃逸。.HE染色的肝脏切片可以看出PEG修饰的材料能够大幅降低腺病毒的肝脏毒性，而血清中的转氨酶浓度变化结果也印证了这一结论。腺病毒具有较强的免疫原性，而CDPCP材料上的PEG链段能够降低腺病毒与抗原提呈细胞和其他免疫细胞之间的相互作用，从而降低其特异性与非特异性免疫原性。.体内实验证明了CDPCP/Ad能够在血液环境中保持稳定，循环时间得以延长。CDPCP材料上的PEG链段还能够从多方面改善载体在体内的分布，使其在肝脏中的蓄积得到控制，并且促进其在肿瘤组织中的转导和表达。.综上所述，CDPCP/Ad复合物具有稳定性高、毒性低、免疫原性低等特点，它在体外实验中能有效促进细胞转导效果。经静脉注射，该复合物在血液循环中稳定性好，半衰期长，肝毒性低。CDPCP材料还能改善腺病毒在肝脏和肿瘤组织中的分布，提高腺病毒载体在肿瘤中的转导效率。本研究结果可以为腺病毒载体在肿瘤基因治疗领域的应用提供帮助。