基于红细胞载体的砒霜纳米粒缓释与靶向给药系统的构建与评价

Modernization of Chinese medicinal dosage form plays an important role in the process of the modernization of traditional Chinese medicine. Arsenic preparations have been selected as model drug to develop its sustained-release and targeting drug delivery system. This will benifit the innovation and development of Chinese medicinal dosage form. As the primary treatment drug of APL, arsenic preparations have remarkable clinical effect. However, intravenous drip of it has many faults such as serum arsenic concentration to peak soon and short serum reservation. They cause side effects to hematologic system and cardiovascular system, etc. A new anti-tumor drug delivery system will be establised to the above side effects , with the advantages of carrier erythrocyte and targeting technique. The carrier erythrocyte has special functions of protection, sustained release and long cycle for the drug. Nanoparticle of the drug is prepared firstly to control the drug release from erythrocyte. It is loaded in carrier erythrocyte secondly，which has been decorated by anti-CD45 protein. Then the new system gained the properties of sustained-release and target. And the above side effects will be reduced. Both new application field of carrier erythrocyte and new drug delivery system of arsenic will be got. The above new ideas and new methods will benefit the dosage form research of toxic Chinese medicine and the clinical treatment field.

中药剂型现代化是中医药现代化的重要内容之一，本项目拟通过模型药物砒霜制剂的缓释与靶向给药系统研究，创新与发展中药剂型。作为急性早幼粒细胞白血病治疗首选的砒霜制剂临床疗效显著，但存在静脉滴注血药浓度达峰快、滞留时间短等问题，对血液系统、心血管系统等有诸多不良反应。本项目针对上述不良反应，引入红细胞载体（红细胞包载物质具有保护、缓释、长循环及全身毒性降低等特色功能）及靶向技术，首先通过纳米粒载药技术防止砒霜成分在红细胞中泄露而控制释放，再通过靶向白血病细胞的蛋白修饰红细胞获得靶向性，再用靶向修饰的红细胞包载砒霜纳米粒，实现砒霜成分的缓释、靶向及长循环释放，从而拓展红细胞载药技术应用范围，创新砒霜给药系统，也为有毒中药新剂型研究提供新思路、新方法，为转化应用于临床奠定基础。

目前注射用三氧化二砷（Arsenic trioxide， ATO）已在临床上被用于治疗急性早幼粒细胞白血病（APL）及原发性肝癌晚期，缓解率可达90%。但由于ATO在血液中易被快速清除使得只有极少量的药物能发挥疗效，临床治疗需每天给药，且ATO水针在发挥疗效时会引起瞬时血药浓度升高，引起肝肾功能改变、心血管系统异常及外周神经性损伤等。ATO的新型剂型在一定程度上均能改善ATO的分布和吸收，降低瞬时血药浓度，但同时仍存在生物相容性欠佳、制备过程复杂等问题。.针对这些不足，本课题构建了红细胞膜包封ATO缓释纳米粒系统。通过乳化法制备PLGA包载ATO纳米颗粒（PANs），并将天然红细胞膜（red blood cells membrane, RBCM）包裹在PANs表面得RBCM包封的PLGA载ATO纳米粒（RPANs）。RPANs性质稳定、大小均匀，可观察到明显的核-壳结构，体外释放时间65 h，且其膜蛋白活性不会丧失。体外溶血与凝聚试验表明，RPANs安全性良好。 RPANs对人体HEK293细胞显示出低细胞毒性，且体外抗人急性早幼粒细胞白血病细胞（HL60）活性与ATO溶液相当，具有较好的安全性和体外活性。但RPANs在载药及释放等方面还需继续提高。.因此进一步制备了红细胞膜包裹的载ATO海藻酸钠纳米粒（RBCM-SA-ATO-NPs, RSANs）与超大孔介孔二氧化硅纳米粒（RBCM-XL-MSN-ATO-NPs, RMANs）。RSANs和RMANs均具有完整的核壳双层结构，缓释时间均为84 h，且包封率与载药量均优于RPANs。体外细胞吞噬实验表明，RAW 264.7巨噬细胞对SANs和MANs的吞噬显著降低，且RSANs和RMANs能被NB4及人肝癌细胞SMMC-7721正常摄取。同时，体外安全性结果显示各纳米制剂均能显著降低ATO对293细胞的毒性，且亦可保持对NB4、SMMC-7721两种肿瘤细胞的抑制力，维持药物的抗肿瘤效果。体内安全性及初步抗肿瘤研究表明，当连续注射游离ATO会引起主要器官的轻度损伤，而纳米制剂可以降低其毒性且能发挥其抗肿瘤疗效。.综上所述，本课题构建的RBCM包裹ATO纳米载药系统能降低药物毒性，延长药物体内停留时间以减少给药次数，增强患者顺应性，具有较高的安全性，为治疗APL的ATO长效、缓释、安全新制剂提供了科学基础和实验依据。