经动脉内局部导入携载精准靶向缺氧肿瘤细胞药物TH-302的新型栓塞微球治疗肝癌的实验研究

TACE is a standard modality for unresectable HCC. Intratumoral hypoxia after TACE result in tumor recurrence and metastasis. A new target drug--TH-302 which is a hypoxia-activated, cytotoxic prodrug with a 2-nitroimidazole component designed to release the DNA cross-linker bromo-isophosphoramide mustard (Br-IPM) when reduced by intracellular reductases in the setting of severe hypoxia. In the previous study, we have made a new drug eluting beads-PLGA (poly lactic-co-glycolic acid) combined with TH-302 and showed its preliminary effect on liver tumor. That study showed PLGA-TH-302 eluting beads would be a promising particle on HCC (Hepatocellular carcinoma) treatment. In this study, we focus on the following aspects: (1) To evaluate PLGA-TH-302 eluting beads on normal liver tissue; (2)To investigate the distribution of TH-302 and Br-IPM in tumor and penetrative ability into tumor;(3)To evaluate the effect of PLGA-TH-302-TACE on HCC treatment when comparing with conventional Lipiodol-TACE;(4) To demonstrate the mechanism of PLGA-TH-302-TACE on HCC treatment. Our results will be helpful to provide a new embolic particle and reveal the mechanism of the new particle on HCC treatment.

肝动脉化学栓塞术（TACE）是中晚期肝癌的重要治疗手段，然而术后易复发，主要由于栓塞后肿瘤微环境中缺氧所致。TH-302为一种新型前体化学药物，在缺氧环境下转化为细胞毒性药物发挥抗肿瘤效应。针对肝癌TACE术后缺氧微环境，我们前期以聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)作为缓释载体包裹TH302制备成新型栓塞缓释微球，利用栓塞及PLGA降解生成乳酸后形成的“缺氧-乳酸微环境”持续缓释激活TH-302，从而发挥栓塞和化疗协同抗肿瘤效应，初步动物实验发现该栓塞缓释微球显示良好的抗肿瘤效应。本项目中我们拟（1）评价新型缓释微球对正常肝脏组织的安全性及缓释性能；（2）缓释微球瘤内分布、渗透、缓释能力研究；（3）以传统TACE为参照，深入评估缓释微球的抗肿瘤疗效；（4）初步阐明缓释微球协同抗肿瘤机制。本研究的完成将研发出一种新型栓塞缓释微球，为以靶向肿瘤缺氧微环境的临床肝癌治疗策略提供理论依据。

肝动脉化学栓塞术（TACE）是中晚期肝癌的重要治疗手段，然而术后易复发和转移，栓塞后肿瘤乏氧微环境是其主要原因。如果充分利用TACE术后乏氧微环境这一特点开展相关研究，可望从源头上根本性抑制TACE术后肿瘤复发和转移，提高远期生存时间。.本项研究分三部分：一、经动脉内局部导入携载精准靶向缺氧肿瘤细胞药物TH-302的新型栓塞微球治疗肝癌的实验研究。通过新型TH-302-PLGA载药微球的体外制备研究，我们发现分子量为9800的PLGA是理想的药物载体。通过体外研究，我们证实了TH-302-PLGA载药微球的成果制备。乏氧条件下，载药微球具有更强的抗肝癌细胞毒性、可诱导更多的细胞凋亡，使得肿瘤细胞停在S期。通过体内研究，我们发现载药微球具有良好的体内药物缓释性能、抗肿瘤效果，无严重并发症。这项研究提供了抗TACE术后肿瘤转移和复发的新的栓塞微球。二、基于TACE后乏氧微环境，构建线粒体靶向递药系统及其化热联合抗肿瘤的基础研究。我们构建了一种乏氧和还原双重激活的多聚物胶束（Glu-PEG-Azo-IR808-s-s-PTX），用于线粒体特异性药物递送和化学热疗法以抑制肿瘤TACE术后复发和转移。胶束为30 nm的球形结构、乏氧敏感的PEG外层剥离、光热转化和谷胱甘肽（GSH）敏感的紫杉醇释放。在过度表达葡萄糖转运蛋白1（GLUT1）的A549细胞中显示出较高的细胞摄取。亚细胞定位研究表明，在乏氧敏感的线粒体中有特异性积累。对A549细胞具有较高的细胞毒性和转移抑制率。结果表明，该胶束具有较好的肿瘤转移抑制率和较低的体重损失，具有高效低毒的特点。这项研究提供了一种有可能用于TACE术后抗肿瘤复发和转移的GLUT1靶向、乏氧激活线粒体靶向和GSH敏感药物释放胶束。三、TACE术中即刻经动脉超声造影预测介入疗效的临床研究 通过TACE后即刻超声造影数据与术后1月MRI数据进行相关性分析，证实，TACE后即刻超声造影可预测术后1月介入治疗疗效。这项研究提供了一种新的预测肿瘤TACE术后疗效预测的影像技术。