靶向藥物與納米技術(shù)在新藥研發(fā)中的應(yīng)420

龔大春教授，博士，博士生導(dǎo)師三峽大學(xué)科技處副處長(zhǎng)中國(guó)生物化學(xué)專業(yè)委員會(huì)常委委員國(guó)家自然基金委員評(píng)審專家中國(guó)生物工程學(xué)會(huì)會(huì)員中國(guó)微生物學(xué)會(huì)會(huì)員中國(guó)藥劑學(xué)會(huì)會(huì)員,三峽大學(xué)/藥物制劑研究所,靶向藥物與納米技術(shù)在新藥研發(fā)中的應(yīng)用,三峽大學(xué)龔大春,三峽大學(xué)/藥物制劑研究所,一、靶向藥物概述二、納米技術(shù)概述三、新藥研發(fā)與案例,內(nèi)容提要,三峽大學(xué)/藥物制劑研究所,一、靶向藥物概述,靶（target）：目標(biāo)、標(biāo)的靶向（targeting）:作用于目標(biāo)=命中目標(biāo)靶向藥物（targetingdrug）:命中目標(biāo)的藥物分子靶向給藥系統(tǒng)（targetingdrugdeliverysystem，TDDS/TDS）:命中目標(biāo)的藥物制劑（靶向制劑）靶向治療（targetingtherapeutics）：命中目標(biāo)的治療方法或手段,三峽大學(xué)/藥物制劑研究所,靶向藥物,定義：根據(jù)病變或靶（腫瘤）組織、細(xì)胞、分子的生物學(xué)特征差異，研發(fā)具有命中目標(biāo)的藥物分子統(tǒng)稱為靶向(治療)藥物相關(guān)機(jī)制：靶向藥物通過阻斷腫瘤細(xì)胞或相關(guān)細(xì)胞的信號(hào)傳導(dǎo)，控制細(xì)胞基因表達(dá)的改變，而產(chǎn)生抑制或殺死腫瘤細(xì)胞特點(diǎn)：專屬性強(qiáng)，副作用小；風(fēng)險(xiǎn)大，機(jī)制尚待明確，價(jià)格高按藥物作用位置和方式不同分類：1、作用于腫瘤細(xì)胞的表皮生長(zhǎng)因子（EGF）的藥物：Herceptin等；2、作用于血管細(xì)胞的血管表皮生長(zhǎng)因子（VEGF）的藥物：Avastin等；3、抗體引導(dǎo)藥物運(yùn)送到腫瘤細(xì)胞周圍，高效力殺死腫瘤細(xì)胞，如：Mylotarg等？,三峽大學(xué)/藥物制劑研究所,靶向制劑,定義：靶向制劑屬于第四代藥物制劑，系指載體將藥物通過局部給藥或全身血液循環(huán)而選擇性濃集定位于靶組織、靶器官、靶細(xì)胞或細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)的給藥系統(tǒng)。俗稱導(dǎo)彈藥物歷史：靶向制劑的概念是EhrlichP在1906年提出，至今已100多年。上世紀(jì)70年代末80年代初，相關(guān)人員即開始較全面地研究。特點(diǎn)：最大限度提高治療效果，減少全身性的毒副作用，尤其適用于癌癥化療。成本高，風(fēng)險(xiǎn)低（療效明確）基本分類：1、被動(dòng)靶向制劑：微粒吞噬（生理特征，RES效應(yīng)）2、主動(dòng)靶向制劑：表面修飾（單抗定位）3、物理化學(xué)靶向：磁性、熱和pH敏感、栓塞性微球等,三峽大學(xué)/藥物制劑研究所,疾病治療的主要靶向手段,介入療法（臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，肌體創(chuàng)傷，物理植入）靶向藥物（藥物化學(xué)領(lǐng)域，分子修飾，新物質(zhì)發(fā)現(xiàn)）靶向制劑（藥物制劑領(lǐng)域，運(yùn)載手段，新載體發(fā)現(xiàn)）,三峽大學(xué)/藥物制劑研究所,靶向治療的發(fā)展方向,腫瘤疾?。航M織細(xì)胞分子結(jié)構(gòu)組織部位：血液肝、腎臟等腦、骨髓等方法和手段：手術(shù)（微細(xì)病灶？轉(zhuǎn)移問題？）藥物（單抗藥物、TDS、基因等）,三峽大學(xué)/藥物制劑研究所,二、納米技術(shù)概述,納米技術(shù)系指在0.1100納米的尺度里，研究物質(zhì)的電子、原子和分子內(nèi)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和特性的一項(xiàng)嶄新技術(shù)。物質(zhì)在納米尺度下，顯著地表現(xiàn)出許多新的特性，而利用這些特性制造具有特定功能的藥物，稱為納米藥物。藥物納米載體是以納米顆粒（幾十幾百納米）作為藥物載體，將藥物治療分子包裹在納米顆粒之中或吸附在其表面，通過靶向分子與細(xì)胞表面特異性受體結(jié)合，在細(xì)胞攝取作用下進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，實(shí)現(xiàn)安全有效的靶向藥物輸送和基因治療。,三峽大學(xué)/藥物制劑研究所,腫瘤靶向治療新技術(shù),研究發(fā)現(xiàn)，納米顆粒由于有足夠小的納米尺寸，從而能夠從高通透性的腫瘤血管中滲出(EPR效應(yīng))，進(jìn)入腫瘤組織，集中在腫瘤周圍。一些納米顆粒經(jīng)過表面修飾會(huì)產(chǎn)生很高的抑制腫瘤生長(zhǎng)的效果，但沒有可檢測(cè)到的細(xì)胞毒性和體內(nèi)毒性，其效果已經(jīng)在肝癌、乳腺癌和胰腺癌動(dòng)物模型上得到證實(shí)。通過納米技術(shù)開發(fā)具有靶向性、多種功能的藥物傳輸體系，有助于實(shí)現(xiàn)腫瘤的靶向治療，并將毒副作用降低到較低的水平。從臨床治療角度而言，實(shí)現(xiàn)腫瘤的低毒性治療具有劃時(shí)代的意義。,三峽大學(xué)/藥物制劑研究所,重要納米載體,脂質(zhì)體：磷脂+膽固醇（注射用紫杉醇脂質(zhì)體）白蛋白納米粒：人血清白蛋白為載體（內(nèi)源性、提高免疫功能等）注射用紫杉醇（白蛋白結(jié)合型）Abraxane高分子膠束：具有雙親分子特征（全合成或天然材料修飾）脂質(zhì)納米粒：脂質(zhì)材料為載體（來源廣泛、價(jià)廉易得）其他：納米乳、納米囊、納米球等,三峽大學(xué)/藥物制劑研究所,三、新藥研發(fā)與案例,理想的靶向制劑應(yīng)具備：定位濃集控釋無毒可生物降解,三峽大學(xué)/藥物制劑研究所,紫杉醇及其臨床用制劑,紫杉醇是一種廣譜抗癌藥，對(duì)多種惡性腫瘤如乳腺癌、卵巢癌、非小細(xì)胞肺癌、頭頸部腫瘤、胃癌、淋巴瘤等都顯示出較肯定的臨床療效。紫杉醇不溶于水,目前在臨床上使用的紫杉醇注射液Taxol以聚氧乙烯蓖麻油和無水乙醇作助溶劑（約1：1比例）。無靶向作用特征聚氧乙烯蓖麻油本身具有生物學(xué)效應(yīng)：1.安全性的影響：嚴(yán)重過敏反應(yīng)；神經(jīng)毒性；骨髓抑制（協(xié)同作用）等2.有效性的影響：劑量受限制；非線性消除；量效關(guān)系不易預(yù)測(cè)等3.稀釋不穩(wěn)定性：存在藥物析出的風(fēng)險(xiǎn)（長(zhǎng)時(shí)間放置）4.使用不方便性：需使用特殊的輸液導(dǎo)管，并滴注時(shí)間較長(zhǎng)（3小時(shí)）,三峽大學(xué)/藥物制劑研究所,紫杉醇脂質(zhì)體（被動(dòng)靶向制劑）,Liposomes脂質(zhì)體=類脂小球=液晶微囊藥物被包封于類脂質(zhì)雙分子層內(nèi)微型泡囊（主要膜材：磷脂+膽固醇）腫瘤靶向性：RES+EPR細(xì)胞膜親和性,三峽大學(xué)/藥物制劑研究所,紫杉醇白蛋白納米粒,Nanoparticles白蛋白納米粒特點(diǎn)：白蛋白親水性水中可自組裝納米粒疏水區(qū)與紫杉醇弱結(jié)合凍干制劑優(yōu)良骨架對(duì)藥物有穩(wěn)定作用白蛋白生物學(xué)功能,三峽大學(xué)/藥物制劑研究所,注射用紫杉醇（白蛋白結(jié)合型)Abraxane,平均粒徑=130nm,紫杉醇,白蛋白,電子顯微鏡下的納米粒圖,三峽大學(xué)/藥物制劑研究所,Abraxane毒性較低,Abraxane在小鼠的半數(shù)致死劑量（LD50）比Taxol高約1.5倍Abraxane在動(dòng)物中的骨髓抑制作用及神經(jīng)毒性均較Taxol輕,三峽大學(xué)/藥物制劑研究所,Abraxane腫瘤靶向性,Abraxane在腫瘤組織中的分布較正常組織高;移植了MX-1人乳癌組織的裸鼠接受等劑量的Abraxane或Taxol后，裸鼠乳癌組織內(nèi)的紫杉醇濃度Abraxane組比Taxol組高1.33倍。,紫杉醇含量比例(ABX/Taxol),正常組織,等劑量Abraxane與Taxol在荷瘤裸鼠組織分布的比較MX-1荷瘤裸鼠20mg/kg（n=5)，給藥1h后,P50%ofcells:14%,HumanPathology30:339,1999,BreastTumorSectionstainedforSPARC,20X,NormalBreastTissuestainedforSPARC,20X,SPARCisOver-expressedInHumanBreastCa.,Dataonfile,AmericanBioScience,Inc,Albumin,SPARC,TissueCo-Localization,IntracellularCo-Localization,SPARC與白蛋白的關(guān)系在MX-1乳癌組織中SPARC與白蛋白呈現(xiàn)共位點(diǎn),Dataonfile:AmericanBioScience,Inc,在發(fā)生乳腺上皮癌變(MX-1)的組織能較正常乳腺上皮(HMEC)檢測(cè)到更多的SPARC。盡管大多數(shù)SPARC在細(xì)胞內(nèi)，通過聚焦顯微鏡和非透化性細(xì)胞的表面染色的觀察，發(fā)現(xiàn)大量SPARC在細(xì)胞表面。箭頭表示表面相關(guān)SPARC。,HMEC,MX-1,MX-2SPARC共焦,MX-1SPARC表面染色,MX-1細(xì)胞的SPARC表達(dá),SPARC表達(dá)與ABX療效的關(guān)系,紫杉醇白蛋白結(jié)合納米微粒，平均粒徑約130nm，約百分之一紅血球藥物利用Gp60Caveolin-1及血管內(nèi)皮細(xì)胞間隙，離開血循環(huán)進(jìn)入腫瘤組織并和腫瘤組織中的SPARC結(jié)合SPARC和白蛋白結(jié)合，使載有藥物的白蛋白聚積在腫瘤組織，形成腫瘤組織中的有較高的藥物濃度通過腫瘤細(xì)胞膜上的Gp60Caveolin-1作用及SPARC，將藥物經(jīng)膜轉(zhuǎn)運(yùn)到腫瘤細(xì)胞內(nèi)，達(dá)到腫瘤靶向治療,SPARC在許多腫瘤細(xì)胞高表達(dá),乳腺癌肺癌惡性黑色素瘤胰腺癌頭頸部癌食道癌肝細(xì)胞肝癌膀胱癌前列腺癌,三峽大學(xué)/生物與制藥學(xué)院,展望,腫瘤納米靶向技術(shù)研究剛剛起步，需要利用納米技術(shù)、生物學(xué)、化學(xué)、物理、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)和公共衛(wèi)生等領(lǐng)域的知識(shí)和研究手段。納米藥物和納米載體既是國(guó)際科學(xué)前沿，也是與人類健康和生活密