[发明专利]纳米递送系统

说明书

发明领域

本发明一般涉及纳米递送系统。

背景

RNA干扰(RNAi)的发现开辟了生物学和医学的全新的领域。RNAi特异性地使靶基因沉默的能力不仅已取得了用于基础研究的新工具，而且已提出了开发基于RNAi的药物的概念。RNAi通过序列特异性匹配完成mRNA的靶向作用，并导致靶mRNA的降解或其翻译抑制，导致蛋白表达的缺失。这在药理学上通过引入称为小干扰RNA(siRNA)的小19-21bp dsRNA分子来实现。自10年前发现siRNA以来，已在体外广泛地研究siRNA在治疗各种疾病诸如癌症、神经变性疾病和传染性疾病中的效用。

siRNA的进一步发展的主要障碍是由于大的分子量(例如，13kDa)和聚阴离子性质(例如40负电荷的磷酸根)而无法在体内有效递送siRNA。裸的siRNA不会自由地穿过细胞膜。另外，未修饰的、裸的siRNA在血液和血清中是相对不稳定的，因为它们迅速地被内切核酸酶和外切核酸酶降解，这意味着其在体内具有短的半衰期。通常，化学修饰可被引入到RNA双链体结构以提高生物稳定性而不会不利地影响基因沉默活性。可选地，其可用递送系统来配制，该递送系统不仅增强细胞摄取，而且提供生物稳定性。对RNA的骨架、碱基或糖的几种化学修饰，已经被用于提高siRNA的稳定性和活性。然而，递送系统仍然需要促进siRNA进入到其作用的细胞内部位。

的确，已开发了各种递送系统以在全身性施用后提高siRNA进入靶组织的吸收。这些包括使用聚合物[1]、脂质[2]或纳米粒子[3,4]。这些载体中的大多数是阳离子的，以确保粒子与带负电荷的siRNA核苷酸的有效相互作用，并促进其进入细胞。然而，这些阳离子粒子全身性地递送siRNA的能力，往往由于被网状内皮(RES)器官的快速吸收[5]而是较差的，从而阻碍这些粒子递送到关心的部位。为了克服这个问题，聚乙二醇(PEG)因为其降低这些颗粒的RES吸收已在制剂中广泛地被使用。此PEG化(PEGylation)由于“增强的渗透性和滞留”现象还允许粒子积累在存在有缺陷的血管系统的部位诸如肿瘤中[6]。

对于基于脂质的递送载体，迄今已报告了用于配制装载多核苷酸的PEG化的粒子的各种方法，包括后插入[7]、反相蒸发法[8]、洗涤剂透析[9]和乙醇透析[10]。然而，这些方法中的大多数虽然是有效的，但需要相对复杂和冗长的配制程序，且使得到的粒子悬浮在含水状态中。这导致了长期贮存问题，包括在含水环境中粒子的聚集和/或融合、脂质的水解、以及siRNA核苷酸的不稳定性。另外，这些制剂还容易受到运输过程中产生的应力，诸如搅动或温度波动的影响[11]。这些问题，连同使用现有配制程序来大规模生产这些粒子所需要的显著增加的努力，将限制含有siRNA的基于脂质的产品在临床上的广泛采用。显然，存在开发相对简单和有效的方法以配制其中最终产品还适合于长期储存的装载siRNA的纳米载体的需要。

在过去的二十年中，基于在1-1,000nm范围内的纳米大小的粒子的一些疗法已经成功地被引入用于治疗癌症、疼痛和感染性疾病中。通常表现差的膜通透性和对环境条件(热、pH、酶降解)的高灵敏性的亲水性生物大分子(诸如肽或siRNA)，被认为是通过纳米载体的细胞内递送的适合的候选者。此类纳米载体可延长遭受短生理学半衰期，随后迅速清除的这些大分子的血液循环时间。然而，用于这种目的的临床上相关的纳米载体的数量是有限的，并且主要挑战，尤其是其经由胃肠外施用途径的有效递送仍然有待解决。siRNA代表其中最需要应用适合的纳米载体以开发其全面的治疗潜力的一类亲水性生物大分子。

参考文献

[1]Stevenson M.等人,J Control Release2008,130,p.46-56

[2]Landen C.N.等人,Cancer Res.2005,65,p.6910-9918

[3]Pille J.等人,Hum.Gene.Ther.2006,17,p.1019-1026

[4]WO2007/083316

[5]Zamboni W.等人,Clin.Cancer Res.2005,11,p.8230-8234

[6]Sapra P.等人,Curr.Drug Deliv.2005,2,p.369-381

[7]Wagner E.等人,Biomed.Pharmacother.2004,58,p.152-161