高分子纳米化CD47抗体用于恶性肿瘤的研究

Integrin-associated protein CD47 is a protective receptor of tumor cell against host immune system attack. Inhibition through anti-CD47 antibody or blocking CD47 signaling pathway is a potentially tumor immunotherapeutic avenue. However, CD47 is in contrast a human indispensably important protein. It is widely expressed in normal tissue cell surface, such as placenta, erythrocyte, hepatocyte, brain cells. Therefore, there would be serious off-target problem in naked CD47 antibody based cancer therapy, that high therapeutic doses should be employed, and side-effect would be emerged. In this proposal, based on phenol formaldehyde condensation, boronic acid complexation, clotting targeting, four (-)-Epigallocatechin Gallate (EGCG)-motif polymer nano-ized carriers will be prepared for loading CD47 antibody. With the protection, controlled-release, targeting transportation of loaded drugs, the off-targeting phenomenon will be greatly decreased, and the therapeutic efficiency will be highly enhanced. In this proposal, studies on tumor accumulation, release, functional performance of antibody drug will be carried out, including in vivo pharmacokinetics and biologic distribution, macrophage activation, T cell priming, and cancer damage and tumor metastasis inhibition efficiency. This study will render guiding effect and reference value for antibody drug nano-ized preparation and application, and provide new avenue for anticancer study of nanocarrier transporting protein drugs, especially antibody drugs.

整合素相关蛋白CD47是一种癌细胞免于宿主免疫系统攻击的保护性受体，利用抗CD47抗体抑制或阻断CD47的信号路径，是非常有潜力的肿瘤免疫治疗新途径。但是，CD47同时也是一种人体必需的重要蛋白质，它广泛分布于红细胞、脑细胞等正常组织细胞表面。因此，裸CD47抗体对肿瘤的治疗存在严重的脱靶问题，需使用高剂量，并可能带来严重副作用。本项目拟以酚醛缩合、苯硼酸络合、凝血靶向为基础，制备四种含EGCG基元的高分子纳米载体用于担载CD47抗体，利用纳米载体对所担载药物的保护、缓释、靶向输送作用，显著减少CD47抗体的脱靶现象，大幅度提升疗效。本项目将围绕高分子纳米化抗体药物在肿瘤处的富集、释放、功能发挥展开一系列研究，包括抗体的体内药代动力学和生物分布，巨噬细胞和T细胞活化，以及杀伤肿瘤和抑制肿瘤转移的效果。本项目研究成果可为纳米载药体系输送蛋白类特别是抗体类抗肿瘤药物提供新思路。

蛋白质疗法由于其高效、高特异性和低毒副作用等优点，在多种疾病的治疗中有着广阔的应用前景。然而，由于蛋白类药物易变性失活、膜渗透能力差等缺点，蛋白药物的临床转化受到极大限制。本项目以高分子载体为基础，利用肿瘤生理微环境的特点，设计了两种智能响应型纳米凝胶用于维持蛋白药物在递送过程的生理活性并实现蛋白药物在靶向部位的可控释放。具体的研究内容和主要结论如下：.（1）葡萄糖与pH双敏感型纳米凝胶用于蛋白药物的细胞内递送。苯硼酸与顺式二醇可以在生理环境下形成硼酯键，而形成的硼酯键可以在高葡聚糖浓度或者酸性环境下发生断裂。我基于此，我们以葡聚糖和聚(L-谷氨酸)-g-甲氧基聚乙二醇/氨基苯硼酸为材料基础，设计了由苯硼酸和顺式二醇交联形成的pH和葡萄糖双响应型生物可降解纳米凝胶用于蛋白药物的递送。纳米凝胶对于α-淀粉酶和透明质酸酶的载药效率分别达到55.6%和29.1%。.（2）乏氧敏感型纳米凝胶用于蛋白药物的细胞内递送。为了克服蛋白药物递送中的困难，我们设计了一种由β环糊精与偶氮苯超分子自组装的纳米凝胶用于RNA酶的细胞内递送。具体地，我们以聚谷氨酸接枝聚乙二醇单甲醚为聚合物骨架，将偶氮苯和β环糊精接枝到聚合物主链上。在温和的水溶液条件下，RNA酶可以被负载到纳米凝胶中。优化后的纳米凝胶对于RNA酶的载药量和包封效率分别为23.5 %和50.4%。体内研究显示，经过负载RNA酶的纳米凝胶的治疗，小鼠的肿瘤抑制率为68.7%，而游离的RNA酶没有任何的治疗效果。为了进一步增强肿瘤的乏氧状态，从而加速RNA酶在肿瘤部位的释放，我们将纳米化的RNA酶与血管阻断剂康普瑞汀联用，获得了91.7%的肿瘤抑制率。.我们通过开发两种蛋白药物的递送载体，实现了蛋白药物的靶向递送和可控释放，为蛋白药物的体内应用提供了指导。