治疗性抗体纳米微囊构建及恶性脑胶质瘤靶向免疫治疗研究

The application of therapeutic antibodies is one of the most important immunotherapy technologies for tumor. However, few antibodies have been employed in glioma therapy due to the obstruction of blood-brain barrier (BBB). The large size of antibodies renders them difficult to pass through even the leaked blood-brain tumor barrier (BBTB). Besides, the short tumor retention time and poor tumor penetration also hinder the therapeutic effect of these new immunal medicines. We have previously developed a kind of Nimotuzumab nanocapsules containing phosphorylcholine (PC) groups on surface and with an average size of ~30 nm. These nanocapsules could penetrate into tumor even in the early phase of glioma, and keep antibodies in tumor for at least 30 days. Based on this finding, in the present project, we try to analyze the mechanism of passing through BBTB by nanocapsules, and investigate the influence of the structure and composition of nanocapsules on the brain tumor retention and penetration of antibodies. The project dedicates to develop an optimized nanocapsule for in vivo targeting delivery of antibody to brain tumor, seeking new theory for the development of brain tumor-targeting system and exploring new technologies for therapeutic antibody-based immunotherapy for brain tumor.

治疗性抗体属于大分子蛋白药物，是肿瘤免疫治疗的重要手段之一，但用于恶性脑胶质瘤治疗的治疗性抗体极少，仅限于复发性患者而且疗效有限。难跨越血脑屏障甚至血-脑瘤屏障是恶性脑胶质瘤抗体治疗的主要难题，而大分子抗体在脑瘤内的低扩散效率及快速代谢是疗效不佳的重要因素。本课题组前期应用蛋白表面原位自由基聚合技术制备了平均粒径~30nm、表面含磷酰胆碱，并可响应肿瘤微环境释放的尼妥珠单抗纳米微囊，该微囊即使在早期也可有效进入动物脑瘤，并可使包载抗体在肿瘤内滞留超过30天，取得良好治疗效果。本课题拟在此基础上详细剖析该类纳米微囊进入脑瘤的机制，研究其在脑瘤中滞留和分布与纳米微囊结构和组成的关系，以建立最优化的恶性脑胶质瘤抗体投递系统，并制备靶向免疫治疗新制剂，为脑瘤靶向药物投递探索新的理论，也为脑瘤的单抗免疫治疗探索新的技术。

治疗性抗体是肿瘤免疫治疗的重要手段之一，但用于恶性脑胶质瘤治疗的抗体极少且疗效有限。难跨越血脑屏障是脑胶质瘤抗体治疗的主要难题。大分子抗体在脑瘤内的低扩散效率及快速代谢是疗效不佳的重要因素。本课题首先验证及分析了超长循环纳米微囊的血液循环性能及肿瘤富集效果，并通过可视化实验证实了其“灌溉效应”，以阐明超长循环纳米颗粒是通过持续的血液灌溉实现了长效的肿瘤滞留。. 药物递送载体在肿瘤中的有限渗透是影响治疗效果的关键因素。本课题研究了不同表面电荷的纳米微囊在不同肿瘤阶段的渗透性能。结果表明，在早期肿瘤较小时，正电纳米微囊穿透的深度更深；当肿瘤在晚期较大时，电负性纳米胶囊会进一步渗透到肿瘤中。本研究提出了肿瘤进展对不同表面电荷的纳米微囊渗透能力的影响，探索了由肿瘤阶段决定的药物递送载体的选择。. 细胞外功能性蛋白质药物的精确递送受到以下缺点的限制，即保护性载体经常导致这些治疗剂的不良细胞摄取。本课题设计了一种具有合理磷酸胆碱（PC）表面填充率、弱细胞相互作用、纳米尺寸的环境响应性载体（WINNER），能够精确地细胞外递送治疗剂以增强肿瘤抑制。与游离单抗或载有单抗的无PC纳米载体相比，载有单抗的WINNER（51.2%）显示出最高的体内抗肿瘤活性。这项工作提供了一种简单灵活的方法来设计精确的细胞外递送平台，该平台可以提高单抗一类的细胞外靶向治疗剂的治疗能力。. 在上述基础上，系统研究了磷酰胆碱纳米微囊进入脑瘤的机制，剖析其在脑瘤中滞留和分布与纳米微囊结构和组成的关系，建立了最优化的恶性脑胶质瘤抗体投递系统，并以此投递治疗性单克隆抗体，制备靶向免疫治疗新制剂，为脑瘤靶向药物投递探索新的理论，也为脑瘤的单抗免疫治疗探索新的技术。同时，我们探索新途径开发了一种高活性酶纳米微囊并研究其体内外应用。日后将进一步这几项工作相结合，推进产业化和临床转化，为中枢神经系统疾病的临床治疗试验提供新思路和方法。