用于膀胱灌注增效的一种精确制导、定点爆破的高穿透“载药弹头”的构建与评估

Intravesical instillation of anti-tumor agents post resection of bladder cancer is the golden standard for the treatment of superficial bladder cancer. However, the efficacy of intravesical instillation is low, leading to the high recurrence rate after treatment. Recently, many researches have been conducted attempting to improve the efficacy of intravesical instillation by using drug delivery system. However, several issues are needed to be resolved including tumor targeting, high penetration, and controlled release of the designed delivery system. In the present project, we attempt to establish a complex drug delivery system based on poloxamer, a thermo-sensitive hydrogel, PAMAM, a dendrimer polymer material, and RGD, a tumor-targeting peptide. Doxorubicin, a common anti-tumor agent and salinomycin, a specific inhibitor of cancer stem cells are both loaded in this system. The effect of the designed drug delivery system in improving the efficacy of intravesical instillation and reducing side effects will be evaluated. We intend to provide an effective and feasible strategy for the treatment of superficial bladder cancer. In addition, we intend to provide new perspective for the development of drug delivery system for intravesical instillation with intellectual property right.

膀胱肿瘤电切术后辅以膀胱内灌注抗肿瘤药物是治疗浅表性膀胱癌的金标准，然而目前临床上膀胱灌注效率低下，是造成膀胱癌治疗后易复发的重要原因之一。很多研究尝试新型材料作为药物载体来提高膀胱灌注的效率，但仍有很多不足，主要集中在：药物载体的肿瘤靶向性、药物载体的穿透性及载体释放药物的可控性等方面。针对目前膀胱灌注中存在缺陷以及研究中的不足，申请人拟在前期工作基础上利用泊洛沙姆温敏漂浮凝胶，树枝状高分子材料PAMAM，肿瘤靶向多肽RGD，构建一种肿瘤靶向性好、穿透性强并可控释放的复合载药系统。本研究利用该复合载药系统同时装载抗肿瘤药物阿霉素及肿瘤干细胞抑制剂盐霉素，着重评估该载药系统在增加膀胱灌注效率及减轻副作用方面的效果，希望为浅表型膀胱癌治疗后易复发这一临床难题开拓有效并可行的解决手段，也为建立我国自主知识产权的膀胱灌注给药系统提供思路。

经尿道膀胱肿瘤电切术辅以术后膀胱灌注抗肿瘤药物是临床上治疗浅表性膀胱癌最主要的方法，但浅表性膀胱癌治疗后极易复发，这与目前临床上应用的膀胱灌注给药方式效率低下有关。本项目旨在设计一种粘膜穿透能力强、肿瘤靶向释放的给药系统来解决目前膀胱灌注给药效率低下的问题。我们以树突状材料PAMAM为基础，耦连聚乙二醇（PEG）进而合成载药系统的框架PEG-PAMAM。该纳米载药系统核心的疏水结果可以作为载药核心包裹脱盐阿霉素（DOX）等疏水性抗肿瘤药物。本项目中将脱盐阿霉素包裹如PEG-PAMAM中构成了载药体系PEG-PAMAM-DOX。接着我们对构建的PEG-PAMAM-DOX进行了一系列表征，包括：粒径、Zeta点位、稳定性及生物毒性等。结果表明PEG-PAMAM-DOX是一种粒径均一的纳米粒子（100nm左右），呈弱电极性，且体外稳定性好。讲PEG-PAMAM加入正常年路上皮细胞及膀胱癌细胞培养体系中，并没有导致细胞的死亡，说明PEG-PAMAM是一种生物安全性较好的提要材料。同时，我们还对PEG-PAMAM-DOX的穿透性及药物释放性能进行了检测。体内实验结果表明，与不进行任何修饰的DOX相比，PEG-PAMAM-DOX具有更好的膀胱粘膜穿透性能。体外释放实验结果也提示在弱酸性环境下（pH=5.0），PEG-PAMAM-DOX包裹的DOX的释放效率最高。最后，我们通过体内动物模型来验证PEG-PAMAM-DOX的抗肿瘤效果。我们讲DOX或PEG-PAMAM-DOX通过膀胱灌注的给药方式递送到我们构建的原位膀胱癌小鼠模型中，发现PEG-PAMAM-DOX给药组肿瘤体积明显缩小。通过上述一系列研究，我们发现基于PAMAM的树突状材料具有良好的粘膜穿透性能，通过合理的设计与改进，成功构建了PEG-PAMAM-DOX这种新型的膀胱灌注药物递送系统，增强了膀胱灌注的给药效率，有望为解决膀胱灌注给药效率低下的临床难题提供新的思路。