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2021年全球新发癌症病例1929万例,癌症死亡病例996万例,癌症成为引发死亡的主要原因之一,严重威胁到人类的健康。化疗是对癌症患者最重要的治疗方法之一,然而许多化疗药物存在溶解性差、缺少靶向性、在体内停留时间短、对正常健康组织的高毒性、癌细胞的耐药性等缺点导致疗效有限。幸运的是,纳米技术的发展为癌症治疗提供了新的疗法。合理设计的纳米药物,能够增加药物的水溶性,提高药物的靶向能力,在癌症治疗方面具有广阔的应用前景。多西他赛(Docetaxel,DTX)属于紫杉烷类药物,是最重要的抗癌药物之一,已广泛用于治疗各种类型的实体癌,如乳腺癌、非小细胞肺癌和卵巢癌等。然而,由于其水溶性差,使用吐温80和乙醇作为助溶剂的DTX临床配方会引起严重的不良反应。此外,DTX缺乏肿瘤靶向性,容易导致全身毒性。二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic acid,DHA)是一种具有六个顺式双键的不饱和脂肪酸,是代谢和生化途径的前体,DHA具有抗肿瘤作用,同时可与抗癌药物偶联提高药物的抗肿瘤活性。在纳米医学的发展中,药物载体起着至关重要的作用。由于其良好的水溶性、生物相容性、生物可降解性、高稳定性、无免疫原性和丰富的天然来源,右旋糖酐(Dextran)是一种非常有前景的药物载体,一些基于右旋糖酐的纳米颗粒在癌症治疗中已经显示出较强的治疗效果。基于此,本课题选用右旋糖酐作为药物载体,使用4种组成不同的连接片段将DTX和DHA共价连接在右旋糖酐上,共制备了四种药物偶联物,分别命名为LLG-Dex、LGG-Dex、GLG-Dex 和 ACLG-Dex。其中 LLG-Dex、LGG-Dex和GLG-Dex三种偶联物是由DTX、DHA和右旋糖酐三部分组成,这三种偶联物的连接片段的组成存在差别,LLG-Dex中只有一个甘氨酸;LGG-Dex和GLG-Dex中均含有两个甘氨酸,但两个甘氨酸的连接位置不同。ACLG-Dex结构中含有DTX但不含DHA,其他结构均与LLG-Dex相同。本论文首先对载体右旋糖酐进行功能化修饰,使载体显负电性,并连接叠氮赖氨酸以提供叠氮基团,从而通过结构中的叠氮基团分别与四个连接片段的炔基反应生成四种偶联物。四个连接片段,即LLG-4、LGG-4、GLG-8和ACLG-5,其结构中均具有点击化学反应需要的炔基和药物DTX。通过核磁共振氢谱、碳谱以及质谱分析证明所合成的化合物结构正确。偶联物LLG-Dex、LGG-Dex、GLG-Dex和ACLG-Dex中DTX的载药量(w/w)分别为 18.2%、19.1%、19.7%和 17.0%。所制备的四种偶联物可在水溶液中通过自组装形成纳米粒。四种偶联物纳米粒的形态、粒径和Zeta电位均相似。所形成的纳米粒均呈球形,大小均匀,分散性较好;粒径均在76.9±0.4nm~93.0±4.7 nm之间;Zeta电位无差异,均在-25 mV左右。偶联物LLG-Dex、LGG-Dex、GLG-Dex 和 ACLG-Dex 的溶解度分别为 36.4±1.3 mg/mL、36.2±1.9 mg/mL、32.8±1.8 mg/mL 和 42.5±3.0 mg/mL(相当于 DTX),而 DTX 在水中的溶解度仅为3 μg/mL,四种偶联物的水溶性显著提高。在大鼠血浆中进行的药物释放实验结果表明,四种偶联物LLG-Dex、LGG-Dex、GLG-Dex和ACLG-Dex在24h内均持续释放DTX,24h后缓慢释放,在24h时的总DTX释放率分别为63.91%、41.47%、39.32%和59.69%;而原型药DTX在血浆中100%游离,结果表明合成的Dextran-DHA-DTX偶联物在血浆中具有缓释作用。利用人肺癌H460和人乳腺癌MCF-7两种肿瘤细胞模型,测定四种偶联物的体外抗肿瘤活性。细胞增殖抑制实验表明,各组细胞的存活率均随着剂量的增加而降低,具有浓度依赖性;四种偶联物在两种肿瘤细胞中的IC50值均没有显著性差异,除了 ACLG-Dex 外的三种偶联物与原型药 DTX 的 IC50 值也没有显著性差异。结果表明,双药偶联物具有与原型药相同的抑制肿瘤细胞增殖的活性。细胞凋亡实验表明,四种偶联物与原型药DTX之间对凋亡诱导均没有显著性差异。细胞周期实验结果显示,与原型药DTX相同,四种偶联物可以诱导细胞发生G2/M期阻滞,且具有时间依赖性,表明偶联物与原型药具有相同的作用机制。在药代动力学实验中,偶联物LLG-Dex中释放的游离DTX的AUC、Cmax和t1/2分别是原型药DTX相应参数的10.55倍、29.06倍和2.75倍,而四种偶联物的药代动力学参数没有显著差异,表明四个偶联物均能够延长DTX在体内的半衰期,提高需要浓度;在12、24和96 h时偶联物LLG-Dex组在肿瘤中的游离DTX浓度分别是原型药DTX的3.29倍、5.02倍和3.82倍,而偶联物LLG-Dex还有部分DTX以偶联的形式存在,表明偶联物LLG-Dex能够增加DTX在肿瘤部位蓄积;24 h时偶联物LLG-Dex组在正常组织中的游离DTX的含量低于原型药DTX,24 h后偶联物LLG-Dex在肿瘤中的游离DTX浓度高于在正常组织的浓度,偶联物LLG-Dex具有组织选择性和肿瘤靶向性。在体内抗肿瘤作用实验中,利用人肺癌H460、人乳腺癌MCF-7和小鼠乳腺癌4T-1三种荷瘤小鼠模型,共进行了四批小鼠体内的抑瘤试验,四批抑瘤实验结果证明四种偶联物的抗肿瘤活性均强于原型药,四种偶联物的抑瘤活性大小为LLG-Dex>GLG-Dex>LGG-Dex>ACLG-Dex,具有最短连接片段的偶联物的活性最强,DHA可以增强偶联物的抗肿瘤活性;其中偶联物LLG-Dex在12 mg/kg剂量下给药2次能将MCF-7荷瘤小鼠肿瘤全部消除。6mg/kg剂量的原型药DTX可以引起小鼠体重明显下降,而12mg/kg剂量的偶联物不影响小鼠体重的增长。与对照组比较,偶联物给药组的肝功能和肾功能生化指标均没有显著性差异,H&E染色结果显示各组器官未见明显的病理变化。动物实验结果表明偶联物具有较强的抗肿瘤活性以及较高的安全性。综上所述,本课题成功合成了四种药物偶联物。所制备的四种偶联物具有载药量高,水溶性好,安全性好等优点,所形成的纳米粒粒径尺寸合适,大小均匀,电荷呈负电性。与原型药DTX相比较,四种偶联物的药代动力学参数得到提高,在血浆中缓慢释放,具有缓释性。偶联物LLG-Dex选择性在肿瘤分布,在正常组织分布低于原型药,具有肿瘤靶向性。四种偶联物的体内抑制肿瘤生长的活性均强于原型药,且没有系统性毒性。因而,本论文获得的偶联物具有继续研究和开发的价值。